DE4437549C2

DE4437549C2 - Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisen aus feinkörnigem Eisenerz

Info

Publication number: DE4437549C2
Application number: DE4437549A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bresser; Martin Dr Hirsch; Alpaydin Dr Saatci
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: MG Technologies AG
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2014-10-21
Also published as: TW297049B; DE4437549A1; MY115972A; BR9504492A; AU690737B2; ZA958896B; AU3430695A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisen aus feinkörnigem Eisenerz in der Wirbelschicht. Unter dem Begriff "metallisches Eisen" werden entsprechend der Erfindung metallisches Eisen in Form von Eisenschwamm und Fe₃C, das aus intermediär gebildetem Eisenschwamm erzeugt wird, sowie Mischungen aus metallischem Eisen und Fe₃C verstanden.

Neben Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerz im Drehrohrofen sind insbesondere auch Direktreduktionsverfahren in der Wirbelschicht beschrieben. Ein derartiges besonders effektives Verfahren ist aus der EP-B 0 255 180 bekannt. Der Einsatz von Feinerzen mit einer Korngröße < 50 µm führt jedoch häufig zu unbefriedigenden Ergebnissen, weil zum einen eine unvollständige Abscheidung im Heißzyklon, der dem Wirbelschichtreaktor üblicherweise nachgeschaltet ist, nicht möglich ist und zum anderen, bei der Fertigreduktion die Fluidisierungsgeschwindigkeit im Wirbelschichtreaktor verringert werden muß, so daß die Durchsatzleistung niedrig ist oder aber sehr große Reaktoren verwendet werden müssen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, wirtschaftliche und umweltschonende Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisen aus feinkörnigem Eisenerz in der Wirbelschicht bereitzustellen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird entsprechend der ersten Ausgestaltung der Erfindung dadurch gelöst, daß man

a) aus dem feinkörnigen Eisenerz durch Zugabe mindestens eines Bindemittels Teilchen mit einer Teilchengröße von < 0,1 bis 5 mm formt,
b) die Teilchen gemäß Verfahrensstufe (a) trocknet,
c) die gemäß Verfahrensstufe (b) getrockneten Teilchen bei einer Temperatur von 700 bis 1100°C thermisch behandelt,
d) in einer ersten Reduktionsstufe die thermisch behandelten Teilchen in den Wirbelschichtreaktor eines zirkulierenden Wirbelschichtsystems chargiert, heißes Reduktionsgas als Fluidisierungsgas in den Wirbelschichtreaktor eingeleitet wird, wobei eine Vorreduktion erfolgt, die aus dem Wirbelschichtreaktor ausgetragene Suspension im Rückführzyklon der zirkulierenden Wirbelschicht weitgehend von Feststoff befreit und den abgeschiedenen Feststoff in den Wirbelschichtreaktor derart zurückleitet wird, daß innerhalb der zirkulierenden Wirbelschicht der stündliche Feststoffumlauf mindestens das Fünffache des im Wirbelschichtreaktor befindlichen Feststoffgewichts beträgt,
Feststoff aus der ersten Reduktionsstufe in einer zweiten Reduktionsstufe in eine klassische Wirbelschicht geleitet wird, heißes Reduktionsgas als Fluidisierungsgas in die klassische Wirbelschicht leitet, den restlichen Sauerstoff abbaut und den Eisengehalt weitgehend in Fe₃C überführt, das Abgas aus der klassischen Wirbelschicht als Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor der ersten Reduktionsstufe leitet und aus der klassischen Wirbelschicht das Fe₃C enthaltende Produkt abzieht,
das Abgas aus dem Rückführzyklon der ersten Reduktionsstufe unter den Taupunkt abgekühlt und Wasser aus dem Abgas auskondensiert,
einen Teilstrom des Abgases abführt,
den restlichen Teilstrom nach einer Aufstärkung durch Zugabe von reduzierendem Gas und Aufheizung als Kreislaufgas zum Teil als Fluidisierungsgas in den Wirbelschichtreaktor der ersten Reduktionsstufe und zum Teil in die Wirbelschicht der zweiten Reduktionsstufe leitet.

Das in der Verfahrensstufe d) angewendete System der zirkulierenden Wirbelschicht besteht aus einem Wirbelschichtreaktor, einem Abscheider zum Abscheiden von Feststoff aus der aus dem Wirbelschichtreaktor ausgetragenen Suspension - im allgemeinen einem Rückführzyklon - und einer Rückführleitung für den abgeschiedenen Feststoff in den Wirbelschichtreaktor. Das Prinzip der zirkulierenden Wirbelschicht zeichnet sich dadurch aus, daß im Unterschied zur "klassischen" Wirbelschicht, bei der eine dichte Phase durch einen deutlichen Dichtesprung von dem darüber befindlichen Gasraum getrennt ist, Verteilungszustände ohne definierte Grenzschicht vorliegen. Ein Dichtesprung zwischen dichter Phase und darüber befindlichem Staubraum ist nicht vorhanden, jedoch nimmt innerhalb des Reaktors die Feststoffkonzentration von unten nach oben ständig ab. Aus dem oberen Teil des Reaktors wird eine Gas-Feststoffsuspension ausgetragen. Bei der Definition von Betriebsbedingungen über die Kennzahlen von Froude und Archimedes ergeben sich folgende Bereiche:

sind.

Es bedeuten:

u die relative Gasgeschwindigkeit in m/sec.
Ar die Archimedes-Zahl
Fr die Froude-Zahl
ρ_g die Dichte des Gases in kg/m³
ρ_k die Dichte des Feststoffteilchens in kg/m³
d_k den Durchmesser des kugelförmigen Teilchens in m
ν die kinematische Zähigkeit in m²/sec.
g die Gravitationskonstante in m/sec.²

Die Vorreduktion in der zirkulierenden Wirbelschicht erfolgt auf einen Reduktionsgrad von etwa 60 bis 90%. In diesem Bereich wird der vom jeweiligen Reduktionsverhalten des Erzes abhängige optimale Wert in bezug auf die Ausnutzung des Reduktionsgases eingestellt, d. h., auf die jeweilige optimale Durchsatzleistung. Die Temperatur im Reaktor der zirkulierenden Wirbelschicht wird auf etwa 550 bis 650°C eingestellt. Größere Eisenerz-Agglomerate mit einer Teilchengröße von ca. 3 bis 5 mm zerfallen in der zirkulierenden Wirbelschicht zu kleineren Agglomeraten.

Der Teil des Feststoffs, der aus der ersten Reduktionsstufe in die zweite Reduktionsstufe geleitet wird, kann aus der Rückführleitung der zirkulierenden Wirbelschicht oder aus dem Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht entnommen werden. Die Aufgabe des Feststoffs in mit einer klassischen Wirbelschicht arbeitenden den Wirbelschichtreaktor erfolgt auf einer Seite, die der Seite des Abzuges des Fe₃C-Produktes gegenüberliegt. Die Überführung des Eisengehaltes des in die klassische Wirbelschicht chargierten Feststoffes in Fe₃C erfolgt möglichst weitgehend. Sie liegt im allgemeinen zwischen 70 bis 95%. Die Temperatur in der klassischen Wirbelschicht wird auf etwa 550 bis 650°C eingestellt. Das Abgas der klassischen Wirbelschicht wird als Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht in einer Höhe von bis 30% der Höhe des Reaktors über dem Boden eingeleitet. Das Abgas aus dem Rückführzyklon der zirkulierenden Wirbelschicht wird soweit abgekühlt, daß der Wasserdampfgehalt im Gas auf unter etwa 1,5% gesenkt wird. Die Kühlung erfolgt im allgemeinen in einem Wäscher unter Eindüsung von kaltem Wasser. Dabei wird gleichzeitig auch restlicher Staub aus dem Gas ausgewaschen. Das Volumen des abgeführten Teilstroms des Abgases wird so eingestellt, daß im Kreislaufgas keine Anreicherung von Stickstoff eintritt, der mit dem Aufstärkungsgas eingebracht wird. Als Aufstärkungsgas wird im allgemeinen aus Erdgas hergestelltes H₂ und CO enthaltendes Gas verwendet. Das aufgestärkte Kreislaufgas wird wieder komprimiert, aufgeheizt und dann zum Teil in die erste und zum Teil in die zweite Reduktionsstufe geleitet. Der Feststoff kann vor der Aufgabe in den Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht vorgewärmt werden. Dies geschieht unter oxidierenden Bedingungen. Wenn der Feststoff aus Magnetit (Fe₃O₄) besteht oder größere Mengen davon enthält, ist eine vorherige Oxidation zu Hämatit (Fe₂O₃) erforderlich.

Die Vorteile dieser erfindungsgemäßen Verfahrensvariante bestehen darin, daß der größere Teil der Reduktion in der zirkulierenden Wirbelschicht erfolgt, d. h. in einem Reaktor mit relativ kleinem Durchmesser und ohne Einbauten mit gleichmäßiger Strömung. Durch den sehr guten Stoff- und Wärmeaustausch in der zirkulierenden Wirbelschicht kann die Reaktion mit relativ kurzer Verweilzeit in einer kleinen Einheit durchgeführt werden. Die restliche Reduktion und die Aufkohlung, die eine längere Verweilzeit erfordern, erfolgt in der klassischen Wirbelschicht, die jedoch infolge der geringen restlichen Reduktion gegenüber einer vollständigen Reaktion in der klassischen Wirbelschicht wesentlich kleiner gehalten werden kann. Durch die erfindungsgemäße gas- und feststoffseitige Koppelung der beiden Wirbelschichten wird das Verfahren mit einer partiellen Gegenstromführung durchgeführt, wodurch ein höherer Gasumsatz bzw. ein geringerer Gasverbrauch erzielt wird.

Eine Ausgestaltung der Verfahrensstufe d) besteht darin, daß 50 bis 80% des Kreislaufgases als Fluidisierungsgas in die klassische Wirbelschicht der zweiten Reduktionsstufe geleitet und das restliche Kreislaufgas als Fluidisierungsgas in den Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht geleitet werden. Dadurch erfolgt in der zweiten Reduktionsstufe ein hohes Angebot an frischem Reduktionsgas, und der im Abgas der zweiten Reduktionsstufe vorhandene Überschuß kann in der ersten Reduktionsstufe optimal ausgenutzt werden.

Weiterhin ist es zweckmäßig, daß der Druck in der ersten Reduktionsstufe und der zweiten Reduktionsstufe so eingestellt wird, daß der Druck im oberen Teil des Wirbelschichtreaktors der zirkulierenden Wirbelschicht 3 bis 6 bar beträgt. Das gesamte System der ersten und zweiten Reduktionsstufe steht dabei unter einem entsprechenden Druck, wobei der Druck des Gases vor dem Eintritt in die Wirbelschichten entsprechend höher ist. Dieser Druckbereich ergibt besonders günstige Ergebnisse, obwohl prinzipiell auch mit höherem Druck gearbeitet werden kann.

Außerdem empfiehlt es sich, die klassische Wirbelschicht gemäß (d) in einem Reaktor mit rechteckigem Querschnitt mit einem Verhältnis von Länge zu Breite von mindestens 2 : 1 und quer angeordneten Überlauf-Wehren für den Feststoff anzuordnen ist. Die Überlauf-Wehre sind parallel zu den Schmalseiten des Reaktors angeordnet. Sie erstrecken sich vom gasdurchlässigen Boden bis kurz unterhalb der Oberfläche des Wirbelbettes. Der Feststoff fließt von der Eintragsseite über die Wehre zur Austragsseite. Durch die schlanke und lange Form des Reaktors und die Überlauf-Wehre wird eine Rückvermischung von stärker reduziertem Feststoff mit weniger reduziertem Feststoff weitgehend vermieden, so daß eine sehr gute Endreduktion und Aufkohlung erzielt wird.

Als zweite Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, bei dem man

a) aus dem feinkörnigem Eisenerz durch Zugabe mindestens eines Bindemittels Teilchen mit einer Teilchengröße von <0,1 bis 5 mm formt,
b) die Teilchen gemäß Verfahrensstufe (a) trocknet,
c) die gemäß Verfahrensstufe (b) getrockneten Teilchen bei einer Temperatur von 700 bis 1100°C thermisch behandelt,
d) in einer ersten Reduktionsstufe die thermisch behandelten Teilchen in den Wirbelschichtreaktor eines zirkulierenden Wirbelschichtsystems chargiert, heißes Reduktionsgas als Fluidisierungsgas in den Wirbelschichtreaktor eingeleitet, wobei eine Vorreduktion erfolgt, die aus dem Wirbelschichtreaktor ausgetragene Suspension im Rückführzyklon der zirkulierenden Wirbelschicht weitgehend von Feststoff befreit und den abgeschiedenen Feststoff in den Wirbelschichtreaktor derart zurückgeleitet, daß innerhalb der zirkulierenden Wirbelschicht der stündliche Feststoffumlauf mindestens das Fünffache des im Wirbelschichtreaktor befindlichen Feststoffgewichts beträgt,
Feststoff aus der ersten Reduktionsstufe in einer zweiten Reduktionsstufe in eine klassische Wirbelschicht leitet, heißes Reduktionsgas als Fluidisierungsgas in die klassische Wirbelschicht leitet, den restlichen Sauerstoff abbaut und den Eisengehalt zu < 50% in Fe₃C überführt wird, das Abgas aus der klassischen Wirbelschicht als Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor der ersten Reduktionsstufe leitet und aus der klassischen Wirbelschicht das Produkt abzieht,
das Abgas aus dem Rückführzyklon der ersten Reduktionsstufe unter den Taupunkt abgekühlt und Wasser aus dem Abgas auskondensiert,
einen Teilstrom des Abgases abführt,
den restlichen Teilstrom nach einer Aufstärkung durch Zugabe von reduzierendem Gas und Aufheizung als Kreislaufgas zum Teil als Fluidisierungsgas in den Wirbelschichtreaktor der ersten Reduktionsstufe und zum Teil in die Wirbelschicht der zweiten Reduktionsstufe leitet.

Die Vorteile dieser erfindungsgemäßen Verfahrensausgestaltung liegen darin, daß der H₂-Gehalt im Reduktionsgas erhöht werden kann, wodurch geringere Kreislaufgasmengen für die Reduktion erforderlich sind. Gemäß diesem Verfahren kann die Verweilzeit in der zweiten Reduktionsstufe, die üblicherweise etwa neun Stunden beträgt, auf etwa fünf Stunden verringert werden. Aufgrund der geringeren Menge des Kreislaufgases wird auch die für die Kompression erforderliche Energie entsprechend bis zu 50% eingespart. Das nach der zweiten Reduktionsstufe erhaltene Produkt kann in brikettierter Form wie Schrott transportiert und chargiert werden. Aufgrund der geringeren Kohlenstoffmenge in dem erhaltenen Produkt, können größere Anteile, bis zu 100% einer Gesamtcharge, im Elektrolichtbogenofen eingesetzt werden.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung werden 50 bis 80% des Kreislaufgases als Fluidisierungsgas in die klassische Wirbelschicht der zweiten Reduktionsstufe geleitet und das restliche Kreislaufgas als Fluidisierungsgas in den Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht geleitet und die Fluidisierungsgase mit einem H₂-Gehalt von 85 bis 95 Vol.-% eingestellt. Dadurch erfolgt in der zweiten Reduktionsstufe ein hohes Angebot an frischem Reduktionsgas, und der im Abgas der zweiten Reduktionsstufe vorhandene Überschuß kann in der ersten Reduktionsstufe optimal ausgenutzt werden. Der Kohlenstoffgehalt in dem Produkt nach der zweiten Reduktionsstufe beträgt 0 bis 0,1 Gew.-%. Der Vorteil liegt darin, daß noch höhere H₂-Gehalte und dadurch noch geringere Kreislaufgasmengen verwendet werden. Die Ausgestaltung führt zu einer weiteren Verringerung der Abmessungen der Reaktoren und erbringt eine weitere Einsparung für die elektrische Energie bei der Kompression der Kreislaufgase.

Mit Vorteil kann das Verfahren derart betrieben werden, daß 50 bis 80% des Kreislaufgases als Fluidisierungsgas in die klassische Wirbelschicht der zweiten Reduktionsstufe geleitet und das restliche Kreislaufgas als Fluidisierungsgas in den Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht geleitet und die Fluidisierungsgase mit einem H₂-Gehalt von 50 bis 85 Vol.-% eingestellt werden. Hierdurch wird in wirtschaftlicher Weise und in geringer Zeit ein weitgehend reduziertes Produkt mit einem Fe₃C-Gehalt von < 50% erhalten, das gut brikettiert und leicht transportiert werden kann.

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß die Fluidisierungsgase mit einem H₂-Gehalt von 50 bis 75 Vol.-% eingestellt werden. Mit dieser Maßnahme wird ein Produkt erhalten, das besonders wirtschaftlich hergestellt und besonders gut brikettiert werden kann.

Ferner sollte der Druck in der ersten Reduktionsstufe und der zweiten Reduktionsstufe so eingestellt werden, daß der Druck im oberen Teil des Wirbelschichtreaktors der zirkulierenden Wirbelschicht 1,5 bis 6 bar beträgt. Das gesamte System der ersten und zweiten Reduktionsstufe steht dabei unter einem entsprechenden Druck, wobei der Druck des Gases vor dem Eintritt in die Wirbelschichten entsprechend höher ist. Dieser Druckbereich ergibt besonders günstige Ergebnisse, obwohl prinzipiell auch mit höherem Druck gearbeitet werden kann.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die klassische Wirbelschicht in einem Reaktor mit rechteckigem Querschnitt mit einem Verhältnis von Länge zu Breite von mindestens 2 : 1 und quer angeordneten Überlauf-Wehren für den Feststoff angeordnet ist. Die Überlauf-Wehre sind parallel zu den Schmalseiten des Reaktors angeordnet. Sie erstrecken sich vom gasdurchlässigen Boden bis kurz unterhalb der Oberfläche des Wirbelbettes. Der Feststoff fließt von der Eintragsseite über die Wehre zur Austragsseite. Durch die schlanke und lange Form des Reaktors und die Überlauf-Wehre wird eine Rückvermischung von stärker reduziertem Feststoff mit weniger reduziertem Feststoff weitgehend vermieden, so daß eine sehr gute Endreduktion und Aufkohlung erzielt wird.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das erhaltene Produkt brikettiert, vorzugsweise heiß brikettiert wird.

Gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, bei dem man

a) aus dem feinkörnigem Eisenerz durch Zugabe mindestens eines Bindemittels Teilchen mit einer Teilchengröße von <0,1 bis 5 mm formt,
b) die Teilchen gemäß Verfahrensstufe (a) trocknet,
c) die gemäß Verfahrensstufe (b) getrockneten Teilchen bei einer Temperatur von 700 bis 1100°C thermisch behandelt,
d) in einer ersten Wirbelschicht die thermisch behandelten Teilchen unter Zufuhr von festem, kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel sowie von sauerstoffhaltigem Gas als Fluidisierungsgas unter schwach reduzierenden Bedingungen zu FeO reduziert und das FeO in einer zweiten Wirbelschicht unter stark reduzierenden Bedingungen bis zu einer 50 bis 80%igen Metallisierung reduziert und die Verweilzeit des Gases in der ersten Wirbelschicht so kurz wählt, daß das Reduktionspotential maximal bis zur Reduktion zum FeO führt,
die aus der ersten Wirbelschicht ausgetragene Gas-Feststoff-Suspension in eine zweite Wirbelschicht leitet, in die zweite Wirbelschicht ein stark reduzierendes Gas als Fluidisierungsgas einleitet, aus dem Oberteil der zweiten Wirbelschicht stark reduzierendes Gas und einen großen Teil des entstandenen abgeschwelten kohlenstoffhaltigen Materials austrägt,
das abgeschwelte kohlenstoffhaltige Material vom Gas abtrennt und in die erste Wirbelschicht zurückführt,
einen Teil des Gases nach einer Reinigung und CO₂-Entfernung, als Fluidisierungsgas in die zweite Wirbelschicht zurückleitet und aus dem unteren Teil der zweiten Wirbelschicht das reduzierte Material zusammen mit dem restlichen Teil des abgeschwelten kohlenstoffhaltigen Materials austrägt.

Bei den verwendeten Wirbelschichtreaktoren handelt es sich um expandierte Wirbelschichten. Unter dem Ausdruck "expandierte Wirbelschicht" sind Wirbelschichten zu verstehen, die oberhalb der Schwebegeschwindigkeit der Feststoffteilchen betrieben werden. Dieses Wirbelschichtprinzip zeichnet sich dadurch aus, daß - im Unterschied zur "klassischen" Wirbelschicht, bei der eine dichte Phase durch einen deutlichen Dichtesprung von dem darüber befindlichen Gasraum getrennt ist - Verteilungszustände ohne definierte Grenzschicht vorliegen. Ein Dichtesprung zwischen dichter Phase und darüber befindlichem Staubraum ist nicht vorhanden; jedoch nimmt innerhalb des Reaktors die Feststoffkonzentration von unten nach oben ständig ab. Aus dem oberen Teil des Reaktors wird eine Gas-Feststoff-Suspension ausgetragen. Im Unterschied zur zirkulierenden Wirbelschicht hat die expandierte Wirbelschicht aber keinen internen Stoffkreislauf, d. h., bei der expandierten Wirbelschicht fehlt die Feststoffrückführleitung, die bei der zirkulierenden Wirbelschicht im Wirbelschichtreaktor mündet. Das schließt aber nicht aus, daß der Feststoff aus einer expandierten Wirbelschicht in eine zweite expandierte Wirbelschicht eingebracht wird.

Als kohlenstoffhaltiges Material können alle Kohlen von Anthrazit bis zum Lignit, kohlenstoffhaltige Mineralien und Abfallprodukte - wie z. B. Ölschiefer, Petrolkoks oder Waschberge - eingesetzt werden, die bei Raumtemperatur im festen Zustand vorliegen. Als sauerstoffhaltiges Gas wird vorzugsweise zumindestens sauerstoffangereicherte Luft verwendet. Die Verweilzeit des Gases in der ersten Wirbelschicht liegt etwa im Bereich von 0,5 bis 3 sec und wird durch Wahl der Höhe des Reaktors eingestellt. Innerhalb der oben angegebenen Grenzwerte ist auch eine Einstellung der Verweilzeit durch Regelung der Gasgeschwindigkeit möglich. Die Verweilzeit des eisenoxidhaltigen Materials in der ersten Wirbelschicht beträgt etwa 0,2 min bis zu 1,5 min. Die mittlere Feststoffdichte in der ersten Wirbelschicht beträgt 100 bis 300 kg/m³, bezogen auf den leeren Ofenraum. In der ersten Wirbelschicht zerfallen die größeren Eisenerz-Agglomerate mit einer Teilchengröße von ca. 3 bis 5 mm zu kleineren Agglomeraten. In die zweite Wirbelschicht wird kein freien Sauerstoff enthaltendes Gas eingeleitet. Die Verweilzeit des Gases wird auf über 3 sec und die Verweilzeit des eisenoxidhaltigen Materials auf etwa 15 bis 40 min eingestellt. Der zweite Reaktor hat dementsprechend eine größere Höhe als der erste Reaktor. Die mittlere Feststoffdichte im unteren Teil der zweiten Wirbelschicht unterhalb der Einleitung der Gas-Feststoff-Suspension aus der ersten Wirbelschicht beträgt 300 bis 600 kg/m³, bezogen auf den leeren Ofenraum. Im oberen Teil beträgt die mittlere Feststoffdichte 50 bis 200 kg/m³. Die Einleitung der Gas-Feststoff-Suspension erfolgt mindestens 1 m oberhalb der Zuführung des stark reduzierenden Fluidisierungsgases bis zu einer Höhe von maximal 30% der Ofenhöhe. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß bei Einhaltung dieser Betriebsbedingungen eine starke Separierung von abgeschweltem kohlenstoffhaltigen Material und reduziertem eisenhaltigen Material in der zweiten Wirbelschicht erreicht werden kann, was im Widerspruch zu der herrschenden Lehrmeinung steht.

Die Temperatur in den Wirbelschichten liegt je nach Reaktivität des kohlenstoffhaltigen Materials im Bereich von 850 bis 1100°C. Das reduzierte Produkt wird aus dem unteren Teil abgezogen, wobei allerdings auch eine gewisse Menge an abgeschweltem kohlenstoffhaltigen Material mit abgezogen wird. Die Wirbelschichten können ohne großen Überdruck oder mit Überdruck bis zu 20 bar betrieben werden. Ein Teil des Abgases aus der zweiten Wirbelschicht wird einer anderen Verwendung zugeführt, z. B. als Brenngas in eine Dampferzeugungsanlage für eine Stromerzeugung. Das reduzierte Produkt kann im heißen Zustand oder nach einer Abkühlung der Weiterverarbeitung zugeführt werden, wobei das kohlenstoffhaltige Material vorher z. B. durch Magnetscheidung abgetrennt werden kann.

Die Menge des im Kreislauf geführten abgeschwelten kohlenstoffhaltigen Materials kann ein Vielfaches der Menge der chargierten eisenoxidhaltigen Materialien betragen. Der Wärmeinhalt der aus der ersten in die zweite Wirbelschicht geleiteten Suspension wird zur Deckung des Wärmeverbrauchs in der zweiten Wirbelschicht verwendet.

Die im zweiten Reaktor erforderliche Wärme wird von der Gas-Feststoff-Suspension aus dem ersten Reaktor eingebracht, wobei die überwiegende Wärmemenge durch das als Wärmeträger dienende abgeschwelte kohlenstoffhaltige Material eingebracht wird. Dazu wird die Temperatur in der ersten Wirbelschicht auf einen Wert eingestellt, der höher liegt als die Austrittstemperatur aus der zweiten Wirbelschicht. Die dazu erforderliche Überhitzung in der ersten Wirbelschicht richtet sich nach der Menge des umlaufenden abgeschwelten kohlenstoffhaltigen Materials.

Zweckmäßigerweise liegt die Eintrittstemperatur der Suspension in die zweite Wirbelschicht 30 bis 80°C höher als die Temperatur des aus dem Oberteil abgezogenen stark reduzierenden Gases und beträgt die Menge des im Kreislauf geführten abgeschwelten kohlenstoffhaltigen Materials das 10- bis 50fache des eingesetzten eisenoxidhaltigen Materials.

Wenn die Temperatur der Überhitzung der Suspension in der ersten Wirbelschicht im oberen Bereich liegt, liegt die Menge des im Kreislauf geführten Materials im unteren Bereich, und umgekehrt. Die optimale Betriebsweise besteht darin, daß die Überhitzung bis zu der maximal zulässigen Temperatur erfolgt, bei der gerade noch kein Sintern oder Anbacken erfolgt, und die Menge des im Kreislauf geführten Materials entsprechend niedrig gehalten wird. Bei einer Unterschreitung der 10fachen Menge des im Kreislauf geführten Materials ergeben sich unzulässig hohe Temperaturdifferenzen, die zu einer Überschreitung des Schmelzpunktes des eisenoxidhaltigen Materials und der Asche des kohlenstoffhaltigen Materials führen können. Andererseits führt eine Überschreitung der 50fachen Menge des im Kreislauf geführten Materials zu einem hohen Druckverlust und damit zu höheren Feststoffkonzentrationen, die ihrerseits die gewünschte Separierung in der zweiten Wirbelschicht behindern.

Auch ist es vorteilhaft, aus dem aus dem unteren Teil der zweiten Wirbelschicht ausgetragenen Material das abgeschwelte kohlenstoffhaltige Material abzutrennen und mindestens einen Teil in die erste Wirbelschicht zurückzuführen. Dadurch wird einerseits das abgeschwelte kohlenstoffhaltige Material wieder in den Prozeß zurückgeführt und andererseits wird ein reines reduziertes Produkt erhalten. Wenn das reduzierte Produkt einer Endreduktion zugeführt wird, kann der dabei notwendige Kohlenstoff in genau dosierter Menge zugesetzt werden. Dies gilt auch für das Einschmelzen des reduzierten Produktes.

Die Ausführungsform der Verfahrensstufen a) bis c) ist allen drei Ausgestaltungen der Erfindung gemeinsam.

Das feine Eisenerz kann gemäß Verfahrensstufe (a) mit einem Bindemittel in einem Granulator zu Granulaten mit einer Korngröße von <5 mm verarbeitet werden. Die Granulate können gemäß Verfahrensstufe (b) in einem Venturitrockner getrocknet werden. Die getrockneten Granulate werden gemäß Verfahrensstufe (c) gehärtet. Dazu sind kurze Verweilzeiten von nur einigen Minuten erforderlich.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht deshalb darin, daß gemäß Verfahrensstufe (a) als Teilchen Granulate erhalten werden. Mit Granulaten werden sehr gute Ergebnisse bei der thermischen Behandlung gemäß Verfahrensstufe (c) erreicht.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, gemäß Verfahrensstufe (a) Teilchen mit einer Teilchengröße von <0,1 bis 3 mm zu formen. Teilchen mit dieser Teilchengröße lassen sich sehr gut herstellen und zeigen bei der thermischen Behandlung gemäß Verfahrensstufe (c) sehr gute Ergebnisse.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, gemäß Verfahrensstufe (b) die Teilchen bei einer Temperatur von 150 bis 300°C zu trocknen. Bei der Trocknung in diesem Temperaturbereich werden Teilchen erhalten, mit denen sehr gute Ergebnisse bei der thermischen Behandlung gemäß Verfahrensstufe (c) erzielt werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die Erfindung derart auszubilden, daß gemäß Verfahrensstufe (c) die Teilchen bei einer Temperatur von 800 bis 900°C thermisch behandelt werden. Bei diesen Temperaturen werden die besten Ergebnisse erzielt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, in der Verfahrensstufe (a) als Bindemittel, Bentonit, Löschkalk oder Peridur® einzusetzen. Diese Bindemittel eignen sich sehr gut für die Herstellung der Teilchen. Bei dem Löschkalk handelt es sich um Ca(OH)₂.

Schließlich werden entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Abgase aus der Härtung gemäß Verfahrensstufe (c) in die Trocknung gemäß Verfahrensstufe (b) eingeleitet. Aufgrund dieser Maßnahme ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders wirtschaftlich.

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 3 und eines Beispiels näher erläutert. Die Fig. 1, 2 und 3 stellen Fließschemata der Erfindung in ihren drei Ausgestaltungsformen dar.

Fig. 1

Über Leitung (1) wird das thermisch behandelte Erz (Granulat) in den Venturi-Vorwärmer (2) chargiert. Über Leitung (3) wird die Suspension in den Zyklon (4) geleitet, wo eine Trennung von Gas und Feststoff erfolgt. Der abgeschiedene Feststoff wird über Leitung (5) in den Venturi-Vorwärmer (6) geleitet. Über Leitung (7) wird Brennstoff und über Leitung (8) Verbrennungsluft in die Brennkammer (9) geleitet. Über Leitung (10) werden die heißen Verbrennungsgase in den Venturi-Vorwärmer (6) geleitet. Über Leitung (11) wird die Suspension in den Zyklon (12) geleitet, wo eine Trennung von Feststoff und Gas erfolgt. Das Gas wird über Leitung (13) in den Venturi-Vorwärmer (2) geleitet. Das Gas aus dem Zyklon (4) wird über Leitung (14) in ein Filter (15) geleitet, aus dem über Leitung (16) das gereinigte Gas und über Leitung (17) der abgeschiedene Staub abgeführt werden.

Der im Zyklon (12) abgeschiedene Feststoff wird über Leitung (17a) in den Bunker (18) geleitet, aus dem er über Leitung (19) in den Schneckenförderer (20) abgezogen und von dort über Leitung (21) in den Wirbelschichtreaktor (22) der zirkulierenden Wirbelschicht geleitet wird. Aus dem Wirbelschichtreaktor (22) wird über Leitung (23) die Gas-Feststoffsuspension in den Rückführzyklon (24) geleitet. Der abgeschiedene Feststoff wird über Leitung (25) in den Wirbelschichtreaktor (22) zurückgeleitet. Über Leitung (26) wird das Gas aus dem Rückführzyklon in den Wärmetauscher (27) geleitet. Das abgekühlte Gas wird über Leitung (28) in den Wäscher (29) geleitet, dort unter den Taupunkt des Wasserdampfes abgekühlt und der Wasserdampfgehalt weitgehend entfernt. Das gereinigte Gas wird über Leitung (30) in den Wärmetauscher (27) geleitet. Über Leitung (31) wird reduzierendes Gas zur Aufstärkung zugemischt. Über Leitung (32) wird das vorgewärmte Reduktionsgas in den Aufheizer (33) geleitet und dort auf die für den Prozeß erforderliche Temperatur aufgeheizt. Das aufgeheizte Gas verläßt den Aufheizer (33) über Leitung (34) und wird zum Teil als Fluidisierungsgas über die Leitungen (35) in den Wirbelschichtreaktor (36) der klassischen Wirbelschicht und zum anderen Teil über Leitung (37) als Fluidisierungsgas in den Wirbelschichtreaktor (22) der zirkulierenden Wirbelschicht geleitet. Aus dem Wirbelschichtreaktor (22) der zirkulierenden Wirbelschicht wird über Leitung (38) Feststoff in den Wirbelschichtreaktor (36) der klassischen Wirbelschicht geleitet. Das staubhaltige Abgas aus dem Wirbelschichtreaktor (36) der klassischen Wirbelschicht wird über Leitung (39) in den Zyklon (40) geleitet. Der abgeschiedene Staub wird über Leitung (41) in den Wirbelschichtreaktor (36) zurückgeführt und das Gas wird über Leitung (42) als Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor (22) der zirkulierenden Wirbelschicht eingeleitet. Aus dem Wirbelschichtreaktor (36) der klassischen Wirbelschicht wird über Leitung (43) das Fe₃C-haltige Produkt in den Kühler (44) geleitet, dort abgekühlt und über Leitung (45) abgeführt. Über Leitung (46) wird Kühlwasser in den Kühler (44) geleitet und über Leitung (47) abgeführt. Über Leitung (48) wird Wasser in den Wäscher (29) geleitet und über Leitung (49) abgeführt. Über die Leitungen (50) werden Brennstoff und Verbrennungsluft in den Aufheizer (33) geleitet. Die Verbrennungsgase werden über Leitung (51) abgeführt. Über Leitung (52) wird ein Teilstrom aus dem Kreislaufgas entfernt, der eine Anreicherung von Stickstoff im Kreislaufgas verhindert.

Fig. 2

Das Fließbild gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 1 lediglich dadurch, daß das aus dem Wirbelschichtreaktor (36) über Leitung (43) geführte Fe₃C-haltige Produkt in eine Brikettanlage (83) geleitet und dort brikettiert wird. Die Briketts werden dann über Leitung (45) abgeführt.

Fig. 3

In die erste Wirbelschicht (53) werden über Leitung (54) Erz aus der thermischen Vorbehandlung als Granulat, über Leitung (55) Kohle, über Leitung (56) Sauerstoff und über Leitung (57) Luft eingeblasen. Der Wirbelschichtreaktor (53) hat einen Innendurchmesser von 0,06 m und eine Höhe von 6 m. Über Leitung (58) wird die Gas-Feststoff-Suspension in die zweite Wirbelschicht (59) ausgetragen. Dieser Wirbelschichtreaktor (59) hat einen Innendurchmesser von 0,08 m und eine Höhe von 20 m. In die zweite Wirbelschicht wird über Leitung (60) ein sauerstofffreies, stark reduzierendes Gas eingeleitet. Über Leitung (61) wird ein stark reduzierendes Gas in einen Zyklonabscheider (62) abgeleitet, das einen großen Teil des abgeschwelten, kohlenstoffhaltigen Materials enthält. Der aus dem Gas im Zyklonabscheider (62) abgeschiedene Feststoff geht über Leitung (63) in die Wirbelschicht (53). Über die Leitung (64) wird das Gas in eine Gasbehandlung (65) geleitet, in der das Gas entstaubt, abgekühlt und weitgehend von CO₂ und H₂O befreit wird. Ein Teilstrom des Gases wird über Leitung (82) aus dem Kreislauf ausgeschleust. Das gereinigte Gas wird nach einer nicht dargestellten Kompression über Leitung (66) in einen Gaserhitzer (67) und von dort über Leitung (60) in die Wirbelschicht (59) geführt. Aus der Wirbelschicht (59) wird reduziertes Erz sowie ein Teil der abgeschwelten Kohle über Leitung (68) abgezogen und in eine Produktbehandlung (69) geleitet. Nach einer Kühlung und Magnetscheidung wird über Leitung (70) das reduzierte Erz abgezogen. Es kann über Leitung (71) einem Schmelzreaktor (72) zugeführt oder über Leitung (73) als Produkt abgeführt werden. Über Leitung (74) wird abgeschweltes, kohlenstoffhaltiges Material abgeführt. Es kann über Leitung (75) in die Wirbelschicht (53), über Leitung (76) in den Schmelzreaktor (72) und über Leitung (77) aus dem Verfahren abgeführt werden. Aus dem Schmelzreaktor (72) werden über Leitung (78) flüssiges Roheisen und über Leitung (79) Schlacke abgezogen. Das Abgas des Schmelzreaktors (72) wird über Leitung (80), evtl. nach einer nicht dargestellten Gasreinigung, in Leitung (60) geführt. Der Schmelzreaktor (72) kann als Elektroreduktionsofen oder als Konverter ausgebildet sein, in den über Leitung (81) Sauerstoff eingeblasen wird.

Beispiel

87 kg Eisenerzkonzentrat mit einem Wassergehalt von 5 Gew.-% aus der Flotation und einer Korngröße d = 25 µm mit der folgenden Verteilung:

Fraktion (µm)
Gewichtsanteile (Gew.-%)
64 bis 125
3,5
32 bis 64	29,7
16 bis 32	34,8
8 bis 16	19,5
4 bis 8	8,2
2 bis 4	2,7
1 bis 2	0,6
< 1	1,0

enthaltend die folgenden Bestandteile:

Bestandteile
Gewichtsanteile (Gew.-%)
Fe ges.
69,1
SiO₂	1,6
Al₂O₃	1,5
CaO	0,29

wurden mit 1 kg Bentonit, 8 kg Feinstaub aus der Gasreinigung der thermischen Behandlung und 4 kg Staub aus der Gasreinigung der Wirbelschichtreduktionsanlage in einem Mischgranulierer 5 min gemischt. Das Gemisch hatte einen Wassergehalt von 7,6 Gew.-% und die folgende Verteilung (Siebanalyse) :

Korngröße (mm)
Gewichtsanteile (Gew.-%)
1,0 bis 0,5
21,7
0,5 bis 0,315	27,6
0,315 bis 0,2	24,9
0,2 bis 0,1	17,6
< 0,1	8,2

Das Gemisch wurde in einer hochexpandierten Wirbelschicht getrocknet und auf eine Temperatur von 220°C aufgeheizt, wobei das Abgas aus der nachfolgenden thermischen Behandlung mit einer Temperatur von 900°C eingeleitet wurde. Das getrocknete Material wurde in einer zweiten hochexpandierten Wirbelschicht bei einer Temperatur von 900°C 3 min thermisch behandelt. Als Fluidisierungsgas wurde Luft mit 800 Nl/h und als Sekundärgas wurde Erdgas in die Wirbelschicht eingeleitet. Das Abgas wies einen Sauerstoffgehalt von 5 Vol.-% auf. Aus der Stufe der thermischen Behandlung wurden 8 kg Feinstaub abgetrennt, die zum Herstellen des oben erwähnten Gemisches verwendet wurden. Die durch die thermische Behandlung gehärteten Granulate hatten die folgende Verteilung (Siebanalyse):

Korngröße (mm)
Gewichtsanteile (Gew.-%)
1,0 bis 0,5
14,8
0,5 bis 0,315	26,1
0,315 bis 0,2	24,6
0,2 bis 0,1	22,1
< 0,1	12,4

und enthielten die folgenden Bestandteile:

Bestandteile
Gewichtsanteile (Gew.-%)
Fe ges.
66,8
Fe²⁺	3,0

Die durch thermische Behandlung gehärteten Granulate wurden in einer ersten Reduktionsstufe, einer zirkulierenden Wirbelschicht, bei 600°C mit einem Gasgemisch, bestehend aus

5,6% CO
4,7% CO₂
52,1% H₂
37,6% CH₄

vorreduziert und anschließend in einer zweiten Reduktionsstufe, einer klassischen Wirbelschicht, bei 600°C und folgendem Gasgemisch fertigreduziert:

8,5% CO
3,9% CO₂
57,7% H₂
29,9% CH₄.

Das Produkt wies folgende Analyse auf:

Fe ges.\|83,4%
Fe met.	66,4%
C	3,7%.

entsprechend einem Metallisierungsgrad von 79,6% und einem Karburierungsgrad von 81,9%. Der Feinstaubanfall betrug 4 kg und wurde in die Granulierung zurückgeführt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisen aus feinkörnigem Eisenerz in der Wirbelschicht, bei dem man

a) aus dem feinkörnigen Eisenerz durch Zugabe mindestens eines Bindemittels Teilchen mit einer Teilchengröße von < 0,1 bis 5 mm formt,
b) die Teilchen gemäß Verfahrensstufe (a) trocknet,
c) die gemäß Verfahrensstufe (b) getrockneten Teilchen bei einer Temperatur von 700 bis 1100°C thermisch behandelt,
d) in einer ersten Reduktionsstufe die thermisch behandelten Teilchen in den Wirbelschichtreaktor eines zirkulierenden Wirbelschichtsystems chargiert, heißes Reduktionsgas als Fluidisierungsgas in den Wirbelschichtreaktor einleitet, wobei eine Vorreduktion erfolgt, die aus dem Wirbelschichtreaktor ausgetragene Suspension im Rückführzyklon der zirkulierenden Wirbelschicht weitgehend von Feststoff befreit und den abgeschiedenen Feststoff in den Wirbelschichtreaktor derart zurückleitet, daß innerhalb der zirkulierenden Wirbelschicht der stündliche Feststoffumlauf mindestens das Fünffache des im Wirbelschichtreaktor befindlichen Feststoffgewichts beträgt,
Feststoff aus der ersten Reduktionsstufe in einer zweiten Reduktionsstufe in eine klassische Wirbelschicht leitet, heißes Reduktionsgas als Fluidisierungsgas in die klassische Wirbelschicht leitet, den restlichen Sauerstoff abbaut und den Eisengehalt weitgehend in Fe₃C überführt, das Abgas aus der klassischen Wirbelschicht als Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor der ersten Reduktionsstufe leitet und aus der klassischen Wirbelschicht das Fe₃C enthaltende Produkt abzieht,
das Abgas aus dem Rückführzyklon der ersten Reduktionsstufe unter den Taupunkt abkühlt und Wasser aus dem Abgas auskondensiert,
einen Teilstrom des Abgases abführt,
den restlichen Teilstrom nach einer Regeneration durch Zugabe von reduzierendem Gas und Aufheizung als Kreislaufgas zum Teil als Fluidisierungsgas in den Wirbelschichtreaktor der ersten Reduktionsstufe und zum Teil in die Wirbelschicht der zweiten Reduktionsstufe leitet.

2. Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisen aus feinkörnigem Eisenerz in der Wirbelschicht, bei dem man

a) aus dem feinkörnigem Eisenerz durch Zugabe mindestens eines Bindemittels Teilchen mit einer Teilchengröße von <0,1 bis 5 mm formt,
b) die Teilchen gemäß Verfahrensstufe (a) trocknet,
c) die gemäß Verfahrensstufe (b) getrockneten Teilchen bei einer Temperatur von 700 bis 1100°C thermisch behandelt,
d) in einer ersten Reduktionsstufe die thermisch behandelten Teilchen in den Wirbelschichtreaktor eines zirkulierenden Wirbelschichtsystems chargiert, heißes Reduktionsgas als Fluidisierungsgas in den Wirbelschichtreaktor einleitet, wobei eine Vorreduktion erfolgt, die aus dem Wirbelschichtreaktor ausgetragene Suspension im Rückführzyklon der zirkulierenden Wirbelschicht weitgehend von Feststoff befreit und den abgeschiedenen Feststoff in den Wirbelschichtreaktor derart zurückleitet, daß innerhalb der zirkulierenden Wirbelschicht der stündliche Feststoffumlauf mindestens das Fünffache des im Wirbelschichtreaktor befindlichen Feststoffgewichts beträgt,
Feststoff aus der ersten Reduktionsstufe in einer zweiten Reduktionsstufe in eine klassische Wirbelschicht leitet, heißes Reduktionsgas als Fluidisierungsgas in die klassische Wirbelschicht leitet, den restlichen Sauerstoff abbaut und den Eisengehalt zu < 50% in Fe₃C überführt wird, das Abgas aus der klassischen Wirbelschicht als Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor der ersten Reduktionsstufe leitet und aus der klassischen Wirbelschicht das Produkt abzieht,
das Abgas aus dem Rückführzyklon der ersten Reduktionsstufe unter den Taupunkt abkühlt und Wasser aus dem Abgas auskondensiert,
einen Teilstrom des Abgases abführt,
den restlichen Teilstrom nach einer Regeneration durch Zugabe von reduzierendem Gas und Aufheizung als Kreislaufgas zum Teil als Fluidisierungsgas in den Wirbelschichtreaktor der ersten Reduktionsstufe und zum Teil in die Wirbelschicht der zweiten Reduktionsstufe leitet.

3. Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisen aus feinkörnigem Eisenerz in der Wirbelschicht, bei dem man

a) aus dem feinkörnigem Eisenerz durch Zugabe mindestens eines Bindemittels Teilchen mit einer Teilchengröße von <0,1 bis 5 mm formt,
b) die Teilchen gemäß Verfahrensstufe (a) trocknet,
c) die gemäß Verfahrensstufe (b) getrockneten Teilchen bei einer Temperatur von 700 bis 1100°C thermisch behandelt,
d) in einer ersten Wirbelschicht die thermisch behandelten Teilchen unter Zufuhr von festem, kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel sowie von sauerstoffhaltigem Gas als Fluidisierungsgas unter schwach reduzierenden Bedingungen zu FeO reduziert und das FeO in einer zweiten Wirbelschicht unter stark reduzierenden Bedingungen bis zu einer 50 bis 80%igen Metallisierung reduziert und die Verweilzeit des Gases in der ersten Wirbelschicht so kurz wählt, daß das Reduktionspotential maximal bis zur Reduktion zum FeO führt,
die aus der ersten Wirbelschicht ausgetragene Gas-Feststoff-Suspension in eine zweite Wirbelschicht leitet wird, in die zweite Wirbelschicht ein stark reduzierendes Gas als Fluidisierungsgas einleitet, aus dem Oberteil der zweiten Wirbelschicht stark reduzierendes Gas und einen großen Teil des entstandenen abgeschwelten kohlenstoffhaltigen Materials austrägt,
das abgeschwelte kohlenstoffhaltige Material vom Gas abtrennt und in die erste Wirbelschicht zurückführt,
einen Teil des Gases nach einer Reinigung und CO₂-Entfernung, als Fluidisierungsgas in die zweite Wirbelschicht zurückleitet und aus dem unteren Teil der zweiten Wirbelschicht das reduzierte Material zusammen mit dem restlichen Teil des abgeschwelten kohlenstoffhaltigen Materials austrägt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem man gemäß Verfahrensstufe (a) Granulate formt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 4, bei dem man gemäß Verfahrensstufe (a) Teilchen mit einer Teilchengröße von <0,1 bis 3 mm formt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem man gemäß Verfahrensstufe (b) die Teilchen bei einer Temperatur von 150 bis 300°C trocknet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem man gemäß Verfahrensstufe (c) die Teilchen bei einer Temperatur von 800 bis 900°C thermisch behandelt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem man in Verfahrensstufe (a) als Bindemittel, Bentonit, Löschkalk oder Peridur®, einsetzt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem man die Abgase der Verfahrensstufe (c) in die Trocknungsstufe (b) einleitet.