DE2428716C3 - Process for pelleting fine-grained ore - Google Patents
Process for pelleting fine-grained oreInfo
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Description
.15.15
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pelletierung von feinkörnigem Erz, das unter Umwälzen in einem Drehrohrofen bei einer Brenntemperatur oberhalb 1000°C zusammen mit einem FeO- und SiO2-haltigen Bindemittel erhitzt wird.The invention relates to a method for pelletizing fine-grain ore, which is heated with circulation in a rotary kiln at a firing temperature above 1000 ° C. together with a binder containing FeO and SiO 2.
Es ist bekannt, feinkörniges Erz zunächst unter Wasserzugabe sowie unter Zusetzung eines verhältnismäßig teuren Bindemittels (wie Bentonit) in Tellern oder Trommeln zu Grünpellets zu formen und diese Grünpellets dann in einer geeigneten Brennanlage (z. B. einer Wanderrost-Drehrohranlage, einer Bandpelletieranlage oder einer Schachtofenpelletieranlage) zu härten.It is known, fine-grained ore initially with the addition of water and with the addition of a relatively expensive binding agent (such as bentonite) in plates or drums to form green pellets and these Green pellets then in a suitable combustion plant (e.g. a traveling grate rotary kiln plant, a belt pelleting plant or a shaft furnace pelleting system).
Diese Verfahren sind mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Das Erz muß auf eine ganz bestimmte, exakt einzuhaltende Feinheit aufgemahlen werden, die bei den meisten Erzen zwischen 2000 und 2500 Blaine liegt. Auch die übrigen Betriebsbedingungen bei der Grünpelletherstellung sowie beim anschließenden Brennprozeß müssen sehr exakt eingehalten werden. Die notwendigen Anlagen sind ferner apparativ sehr aufwendig. Hinzu kommen weiterhin die Schwierigkeiten, Abrieb und Zerfall der Grünpellets auf dem Wege zur Brennzone nach Möglichkeit zu vermeiden.These methods suffer from several disadvantages. The ore has to be on a very specific, exact basis fineness to be maintained, which is between 2000 and 2500 Blaine for most ores. Also the other operating conditions in the production of green pellets and in the subsequent burning process must be adhered to very precisely. The necessary systems are also very expensive in terms of equipment. In addition, there are still the difficulties, abrasion and disintegration of the green pellets on the way to Avoid burning zone if possible.
Es ist weiterhin ein Verfahren zur Pelletierung von feinkörnigem Erz im Drehrohrofen bekannt (DT-PS f>s 1 13 863), bei dem durch Kohlezusatz zum feinkörnigen Eisenerz eine teilweise Reduktion der Eisenoxyde und damit eine Schlackenbildung erfolgt. Die Zusammensetzung der Schlacke ist jedoch nicht steuerbar, sondern ergibt sich aus der Zusammensetzung der jeweils verwendeten Erze. Die erzeugten Agglomerate sind demgemäß uneinheitlich in Größe, Form und Festigkeit Es ist auch ein Verfahren zur Reduktion von Eisenoxyden in einem Drehrohrofen bekannt (US-PS 26 90 390), bei dem die Agglomeratbildung durch Schlacken aus dem SystemA method for pelletizing fine-grain ore in a rotary kiln is also known (DT-PS f> s 1 13 863), with the addition of carbon to the fine-grained Iron ore a partial reduction of the iron oxides and thus a slag formation takes place. The composition however, the slag is not controllable, but results from the composition of each used ores. The agglomerates produced are accordingly inconsistent in size, shape and strength A method for reducing iron oxides in a rotary kiln is also known (US Pat 26 90 390), in which agglomerate formation due to slag from the system
CaO-SiO2-AI2O3 CaO-SiO 2 -Al 2 O 3
als Bindemittel erfolgt. Diese Druckschrift enthält jedoch keine näheren Angaben über zweckmäßige Eigenschaften des Bindemittels.takes place as a binder. However, this publication does not contain any further details about appropriate ones Properties of the binder.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit einem geringen anlagentechnischen Aufwand und einer einfachen Betriebsweise eine einwandfreie Pelletierung von feinkörnigem Erz, insbesondere die Erzielung etwa kugelförmiger, annähernd gleich großer Pellets, erreicht wird.The invention is now based on the object of developing a method of the type mentioned at the outset in such a way that that with a low technical outlay and a simple mode of operation a flawless one Pelleting of fine-grained ore, in particular the achievement of approximately spherical, approximately the same size Pellets.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine solche Zusammensetzung des aus Schlackenbildnern und Metalloxyden des zu pelletierenden Erzes bestehenden Bindemittels gelöst, daß die Viskosität der bei Brenntemperatur gebildeten Schmelze des Bindemittels den für eine Pelletierung geeigneten Wert besitzt.According to the invention, this object is achieved by such a composition of the slag formers and metal oxides of the ore to be pelletized existing binder dissolved that the viscosity of the The melt of the binder formed at the firing temperature has the value suitable for pelleting.
Während bei einer hochviskosen Schmelze keine gleichmäßige Umhüllung aller Erzteilchen erfolgt, sondern außer klebrigen Klumpen auch trockenes Erzpulver vorhanden ist, fließt eine sehr dünnflüssige Schmelze im Drehrohrofen, setzt sich an der Ofenwandung ab und verursacht dadurch eine störende Ansatzbildung. Erfindungsgemäß liegt demgegenüber die Viskosität der Schmelze in dem Bereich, in dem die Schmelze flüssig genug ist, um die Erüteilchen gleichmäßig zu umhüllen, andererseits auch nicht so dünnflüssig, daß eine störende Ansatzbildung im Drehrohrofen auftritt. Die geeignete Viskosität dieser bei Brenntemperatur gebildeten Schmelze des Bindemittels gewährleistet, daß etwa kugelförmige, annähernd gleich große Pelltes entstehen.While there is no uniform coating of all ore particles in a highly viscous melt, but dry ore powder is also present in addition to sticky lumps, a very thin one flows Melt in the rotary kiln, settles on the furnace wall and thereby causes a disruptive Approach formation. According to the invention, on the other hand, the viscosity of the melt is in the range in which the Melt is liquid enough to envelop the Erüteilchen evenly, on the other hand not so thin, that a disruptive build-up occurs in the rotary kiln. The appropriate viscosity of this The melt of the binder formed at the firing temperature ensures that it is approximately spherical, approximately pelltes of the same size arise.
Die Auswahl der Zusammensetzung des Bindemittels geschieht jedoch nicht nur im Hinblick auf eine geeignete Viskosität, sondern auch unter Berücksichtigung der Schlackenführung bei der späteren Weiterverarbeitung des pelletierten Erzes im metallurgischen Prozeß. Indem das Bindemittel sowohl aus Schlackenbildnern als auch aus Metalloxyden des zu pelletierenden Erzes zusammengesetzt ist, stellt es nur teilweise Ballaststoff dar.However, the selection of the composition of the binder is not only made with a view to one suitable viscosity, but also taking into account the slag flow during subsequent further processing of the pelletized ore in the metallurgical process. By removing the binder from both slagging agents and is composed of metal oxides of the ore to be pelletized, it is only partially Fiber.
Die Zusammenstellung des Bindemittels erfolgt speziell für das jeweils zu pelletierende Erz, wobei die im Erz vorhandene Gangart dann berücksichtigt wird, wenn sie im Brennprozeß zur Schmelzbildung nutzbar gemacht werden kann. Dies ist abhängig vom Verwachsungsgrad der Gangart mit dem Erz sowie von der mineralogischen Form, in der die Gangart vorliegt.The composition of the binding agent is made specifically for the ore to be pelletized, whereby the The gangue present in the ore is taken into account if it can be used in the firing process to form melt can be done. This depends on the degree of adhesion of the gangue with the ore and on the mineralogical form in which the gait is present.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zweckmäßig in der Weise erfolgen, daß das Erz vor dem Brennen zunächst in einem Wärmetauscher, insbesondere in einem durch die Abgase eines nachgeschalteten Drehrohrofens beheizten Zyklonvorwärmer, bis auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der sich gerade noch keine Schmelzphase bildet.The process according to the invention can expediently be carried out in such a way that the Ore before burning first in a heat exchanger, in particular in one through the exhaust gases of a downstream rotary kiln heated cyclone preheater until it is heated to a temperature at which no melting phase has just formed.
Die Erfindung sei im folgenden anhand einiger Beispiele erläutert.The invention is illustrated below with the aid of a few examples.
Zur Pelletierung kam ein gangartarmes Chromerzkonzentrat mit folgender chemischer Zusammensetzung: A low-gang chrome ore concentrate with the following chemical composition was used for pelleting:
Cr2O3 453%Cr 2 O 3 453%
FeO 25,0%FeO 25.0%
Al2O3 153%Al 2 O 3 153%
SiO2 23%SiO 2 23%
CaO 0,2%CaO 0.2%
MgO 10.0%MgO 10.0%
P 0,002%P 0.002%
H2O 3,55%H 2 O 3.55%
Das Chromerzkonzentrat wurde zunächst vermählen und lag für den Versuch in folgender Körnung vor:The chrome ore concentrate was first ground and was available for the test in the following grain size:
Als Bindemittel wurde aus Walzzunder, Normsand und Kalkstein eine Mischung zusammengestellt, die aus 46% FeO, 38% SiO2 und 16% CaO bestand. Nach einer gemeinsamen Vermahlung der Bindemittelkomponenten auf 3380 Blaine wurden dem Chromerzkonzentrat 5% Bindemittel zugesetzt und homogen mit diesem vermischt Diese Mischung aus Feinerz und Bindemittel wurde kontinuierlich einem auf mindestens 1140° C vorgeheizten Drehrohrofen aufgegeben.As a binder, a mixture of mill scale, standard sand and limestone was put together, which consisted of 46% FeO, 38% SiO 2 and 16% CaO. After the binder components had been ground together to a 3380 Blaine, 5% binder was added to the chrome ore concentrate and mixed homogeneously with it. This mixture of fine ore and binder was continuously fed to a rotary kiln preheated to at least 1140 ° C.
Mit zunehmender Erwärmung des Materials bildet sich Schmelze; dadurch bedingt entstanden kleine Agglomerate. Diese Agglomerate wuchsen mit zunehmender Verweilzeit im Ofen; ihr Durchmesser konnte somit über die Ofendrehzahl beeinflußt werden.As the material heats up, a melt forms; this resulted in small ones Agglomerates. These agglomerates grew with increasing residence time in the furnace; their diameter could can thus be influenced by the furnace speed.
Eine bei einer Agglomerationstemperatur von 1230° C genommene Fertiggutprobe ergab, daß das Maximum der Kornverteilungskurve bei 7 bis 16 mm lag. Die Pellets wiesen eine Druckfestigkeit von I55kp/Pellet auf (ermittelt an Pellets mit einem Durchmesser von 10 bis 12,5 mm).A finished product sample taken at an agglomeration temperature of 1230 ° C showed that the The maximum of the particle size distribution curve was 7 to 16 mm. The pellets had a compressive strength of I55kp / pellet (determined on pellets with a diameter of 10 to 12.5 mm).
Dieses Beispiel zeigt, daß eine Agglomeration auch ohne wesentliche Beteiligung der Erzgangart durch Zugabe eines geeigneten Bindemittels möglich ist.This example shows that an agglomeration occurs even without substantial involvement of the ore type Addition of a suitable binder is possible.
Beispiel 2 Manganerz mit nachstehender chemischer Analyse [in Gew.-%]:Example 2 Manganese ore with the following chemical analysis [in% by weight]:
MnO2MnO2
MnOMnO
AIjO3 AIjO 3
SiO2SiO2
MgOMgO
BaOBaO
2,32.3
1,01.0
11,011.0
0,50.5
0,50.5
0,190.19
0,040.04
wurde auf 3900 cm2/p vermählen. Dies entsprach dem Kornbild:was ground to 3900 cm 2 / p. This corresponded to the grain picture:
2,4 kp Fe2O3 =
9,57 kp SiO2
1.74 kD CaO =2.4 kp Fe 2 O 3 =
9.57 kg SiO 2
1.74 kD CaO =
1,1 kpFeO = 8,86% 77,12% 14,02%1.1 kpFeO = 8.86% 77.12% 14.02%
Da FeO, S1O2 und CaO in Form von Verbindungen vorliegen und somit nicht ohne weiteres völlig frei verfügbar sind, kann man nicht von der sich im DreistoffsystemBecause FeO, S1O2 and CaO in the form of compounds are present and are therefore not readily available without further ado, one cannot rely on the im Three-component system
Diesem aufgemahlenen Erz wurde das gleiche Bindemittel wie im Beispiel 1 in derselben Menge und Aufmahlung zugegeben und homogen mit ihm vermischt This ground ore was given the same binder as in Example 1 in the same amount and Grind added and mixed homogeneously with it
Unter kontinuierlicher Beschickung des Drehrohrofens bildete sich bereits bei einer Temperatur von 1090°C Schmelze, womit erste kleine Agglomerate entstanden, die im weiteren Versuchsablauf zu pelletartigen Agglomeraten aufrolliert wurden.When the rotary kiln was continuously fed, the temperature of 1090 ° C melt, with which the first small agglomerates were formed, which in the further course of the experiment turned into pellet-like Agglomerates were rolled up.
Die Druckfestigkeit (kg/Agglomerat) dieser Agglomerate betrug bei einer Agglomerationstemperatur von 1090° C und einem Agglomeratdurchmesser von 20 bis 25 mm etwa 435 kp/Agglomerat.The compressive strength (kg / agglomerate) of these agglomerates was at an agglomeration temperature of 1090 ° C and an agglomerate diameter of 20 to 25 mm approx. 435 kg / agglomerate.
Bei diesem Beispiel wuroe dasselbe Erz wie im Beispiel 2 in der gleichen Aufmahlung eingesetzt. Diesmal sollte jedoch die im Erz enthaltene Gangart als Bindemittel mitgenutzt werden.In this example the same ore was used as in Example 2 in the same grinding. This time, however, the gangue contained in the ore should also be used as a binding agent.
Laut Erzanalyse enthalten 100 kp Erz:According to the ore analysis, 100 kp of ore contains:
FeO-CaO-SiO2 FeO-CaO-SiO 2
ergebenden, rein theoretischen Bindemittelzusammensctzung ausgehen. Ersichtlich ist außer diesem Dreistoffsystem jedoch, daß eine Erhöhung des FeO-Anteils in jedem Fall zu einer Schmelzpunkterniedrigung führt.resulting, purely theoretical binder composition. This three-component system can also be seen however, that an increase in the FeO content always leads to a lowering of the melting point.
Erhöht man im obigen theoretischen Beispiel den FeO-Gehalt durch Zugabe von Walzzunder auf 47,5% und nimmt man ferner an, daß CaO vollständig und SiO2 nur teilweise reagiert, so stellt sich eine Bindemittelzusammensetzung ein, die etwa der der Beispiele 1 und 2 entspricht.If, in the above theoretical example, the FeO content is increased to 47.5% by adding mill scale and it is also assumed that CaO reacts completely and SiO 2 reacts only partially, a binder composition is established which is approximately that of Examples 1 and 2 is equivalent to.
Zur praktischen Überprüfung dieser Überlegung wurde aufgemahlenes Manganerz (Kornbild wie im Beispiel 2) mit 15,43 kg Walzzunder/kg Erz versetzt und mit diesem homogen vermischt.For a practical check of this consideration, ground manganese ore (grain picture as in Example 2) mixed with 15.43 kg mill scale / kg ore and mixed with this homogeneously.
Im Drehrohrofen war oberhalb von 12000C Agglomerattemperatur genügend Schmelze vorhanden, um Pellets entstehen zu lassen. Die Druckfestigkeit (kp/Agglomerat) des Fertiggutes betrug für eine Arbeitstemperatur von 1220° C und einen Durchmesser der Agglomerate von 20 bis 25 mm durchschnittlich 236 kp/Agglomerat.Sufficient melt was present in the rotary kiln above an agglomerate temperature of 1200 ° C. to allow pellets to form. The compressive strength (kp / agglomerate) of the finished product was on average 236 kp / agglomerate for a working temperature of 1220 ° C. and a diameter of the agglomerates of 20 to 25 mm.
Zur Agglomeration von Nickelerz wurde lateritisches und silikatisches Erz folgender Analyse getrennt vermählen und sodann im Verhältnis 1 : 1 vermischt:For the agglomeration of nickel ore, lateritic and silicate ore were separated according to the following analysis ground and then mixed in a ratio of 1: 1:
Nickelerz
lateritischNickel ore
lateritic
>300μ = 17.0%> 300μ = 17.0%
>500μ= 7,2%> 500μ = 7.2%
>800μ= 2,8%> 800μ = 2.8%
> 1000 μ= 1.2%> 1000 μ = 1.2%
4980 Blaine4980 Blaine
silikatischsilicate
>300μ=12,2%> 300μ = 12.2%
>500μ= 4,4%> 500μ = 4.4%
>800μ= 1,6%> 800μ = 1.6%
> 1000 μ= 0,8%> 1000 μ = 0.8%
4670 BSaine4670 BSaine
Dieser Erzmischung wurde 5% CaO-FeO-SiO2-Bmdemittel zugesetzt und nach einer homogenen Vermischung im Drehrohrofen kontinuierlich zugesetzt Eine Agglomeration fand im Arbeitsbereich zwischen 12800C und 1310° C statt.This ore mixture was added 5% CaO-FeO SiO 2 added -Bmdemittel and continuously added to a homogeneous mixture in the rotary kiln Agglomeration was carried out between 1280 0C and 1310 ° C in the workspace.
Das Fertiggut lag im Aussehen zwischen den Erscheinungsbildern der Chromerz- und Manganerzpellets. Ein Zusammentritten kleinster Agglomerate mit weit stärkerer Aufrollierung als beim Manganerz dürfte die Ursache dieser Agglomeratbildung sein.The appearance of the finished product was somewhere between the appearance of the chrome ore and manganese ore pellets. A meeting of the smallest agglomerates with a much stronger curl than with manganese ore is likely be the cause of this agglomeration.
Die Druckfestigkeit (kp/Agglomerat) für die Versuchstemperatur von 1310° C und einem Durchmesser der Agglomerate von 20 bis 25 mm betrug durchschnittlich 168 kp/Agglomerat.The compressive strength (kp / agglomerate) for the test temperature of 1310 ° C. and a diameter of the agglomerates of 20 to 25 mm was average 168 kp / agglomerate.
Beispiele für BindemittelzusammensetzungenExamples of binder compositions
Bindemittel Zusammensetzung
(°/o) FeO S1O2Binder composition
(° / o) FeO S1O2
CaO AbOi MgOCaO AbOi MgO
Il
IIIIl
III
1616
12,512.5
8,5-08.5-0
Claims (5)
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Publications (3)
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Also Published As
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