WO1996036743A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von aus thermischen, metallurgischen prozessen stammenden metallhaltigen stäuben - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Aufbereitung von aus thermischen, metallurgischen Prozessen stammenden metallhaltigen Stäuben, insbesondere zinkhaltigen Stäuben, bei welchem die Stäube einer Agglomerierung, insbesondere Brikettierung (9) zugeführt werden, wobei die Briketts in den metallurgischen Prozess rückgeführt werden bzw. nach Erreichen eines vorgegebenen Wertes für den Metall-Gehalt einer Verwertung zugeführt werden, wird nach einer Trennung des Staubes in Grob- und Feinstaub (8, 11) der Metall-Gehalt des Feinstaubes (11) gemessen, wobei der Feinstaub (11) bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes für den Metall-Gehalt einer Agglomerierung, insbesondere Pellettierung (18) und einer Weiterverarbeitung zugeführt wird, und zumindest der Grobstaub (8) nach einer Agglomerierung, insbesondere Brikettierung (9) in den metallurgischen Prozess rückgeführt wird. Bei einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, umfassend ein metallurgisches Reaktionsgefäss (1), eine zumindest einstufige Abgasreinigung (5), eine Agglomerierungseinrichtung (9) sowie eine Aufgabeöffnung (10) für die wenigstens teilweise Rückführung der Briketts in dem metallurgischen Reaktionsgefäss (1), ist eine Zweiweg-Abgasreinigungsvorrichtung (5) für eine gesonderte Ausbringung von Grob- und Feinstaub (8, 11) vorgesehen, wobei in einer Austragsleitung (11) für Feinstaub ein Messgerät (12) zur Messung des Metall-Gehaltes des Feinstaubes angeordnet ist und eine zusätzliche Austragsöffnung (16) für Feinstaub vorgesehen ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von aus thermischen, metallurgischen Prozessen stammenden metallhaltigen Stäuben

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf ein Verfahren zur

Aufbereitung von aus thermischen, metallurgischen Prozessen stammenden Metall-haltigen Stäuben, insbesondere Zink-haltigen Stäuben, bei welchem die Stäube einer Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, zugeführt werden, wobei die Briketts in den metallurgischen Prozeß rückgeführt werden bzw. nach Erreichen eines vorgegebenen Wertes für den Metall-Gehalt einer Verwertung zugeführt werden. Die Erfindung bezieht sich weiters auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens zur Aufbereitung von aus thermischen, metallurgischen Prozessen stammenden, Metall-haltigen Stäuben, insbesondere Zn-haltigen Stäuben, umfassend ein metallurgisches Reaktionsgefäß, eine zumindest einstufige Abgasreinigung, eine Agglomeriereinrichtung, insbesondere Brikettierungseinrichtung, sowie eine Aufgabeöffnung für die wenigstens teilweise Rückführung der Brikettes in das metallurgische Reaktionsgefäß.

In vielen thermischen, metallurgischen Verfahren ergibt sich das Problem, daß sich durch den Wiedereinsatz von Stäuben und Reststoffen aufschaukelnde Materialkreisl ufe bilden, welche zu Problemen bei der Verfahrensführung führen können. Es wird daher darauf abgezielt, hochangereicherte Teilströme, beispielsweise stark Metall-haltige Stäube, insbesondere Zink-haltige Stäube, zu erfassen und bei Erreichen eines vorgegebenen Meßwertes auszuschleusen bzw. einer Weiterverarbeitung außerhalb des Kreislaufes des thermischen, metallurgischen Verfahrens einzusetzen. Derartige Metall-haltige Stäube stellen oftmals einen wertvollen, rezyklierbaren Stoff dar, so daß auch aus diesem Grund neben den Forderungen der Gesetzgeber nach Einhaltung zunehmend strengerer Umweltauflagen Anlagen zur Durchführung derartiger thermischer, metallurgischer Verfahren mit aufwendigen Filter- und Entstaubungsanlagen versehen werden, welche den Abgasen eines derartigen Verfahrens ihre Staubfracht entziehen.

Der als Schüttgut vorliegende Staub kann in kompakter Form deponiert, im Verfahren rezykliert oder extern einer Weiterverarbeitung zugeführt werden. Eine derartige Weiterverarbeitung bzw. Rückgewinnung von in den Stäuben enthaltenen, verwendbaren Materialien. kann derart durchgeführt werden, daß die Stäube entweder direkt dem thermischen Verfahren zurückgeführt und somit in einem Kreislauf geführt werden oder einer externen Verwertung zugeführt werden, bei welchen ihnen rezyklierbare Werkstoffe entnommen werden, so daß eine stark verringerte und für eine Deponierung weitestgehend unbedenkliche Restmenge verbleibt.

Insbesondere bei thermischen, metallurgischen Prozessen tritt das Problem einer Aufbereitung, Rezyklierung oder Entsorgung von Metall-haltigen Stäuben, insbesondere Zink-haltigen Stäuben, auf. So entstehen beim Stahlerzeugungsprozeß beim Schmelzen von Eisenschrott in metallurgischen Reaktionsgefäßen, beispielsweise Konvertern, pro Tonne Stahl etwa 15 kg Zink-haltiger Staub, der in den dem metallurgischen Reaktionsgefäß nachgeschalteten Filteranlagen abgeschieden wird. Aufgrund von bestehenden Umweltschutzbestimmungen werden die Stahlwerke gezwungen, diese Stäube entweder in einem geschlossenen Staubkreislauf bei der Stahlerzeugung zu halten oder diese einer ordnungsgemäßen und aufgrund der in den Stäuben enthaltenen Schadstoffen zumeist kostenaufwendigen Verwertung bzw. Entsorgung zuzuleiten. Eine Rückführung der Stäube durch eine Wiederverwendung in dem thermischen, metallurgischen Prozeß beeinträchtigt jedoch aufgrund einer zunehmenden Erhöhung der Schadstoffanteile die Verfahrensführung des thermischen, metallurgischen Prozesses, so daß beispielsweise bei einer bereits in den rückgeführten Stäuben enthaltenen, hohen Menge an Zink eine besonders sorgfältige Auswahl des in den Konverter einzusetzenden Schrottes vorgenommen werden muß, um eine sinnvolle Verfahrensführung weiter aufrechterhalten zu können. Darüberhinaus ist bei einer Rückführung einer größeren Menge Staub die Energiebilanz des metallurgischen Verfahrens nachteilig beeinflußt, da insbesondere für die Wiederaufwärmung von Feinstaub ein zusätzlicher, hoher Energieaufwand erforderlich ist.

Derzeit werden in thermischen, metallurgischen Prozessen die Stäube solange im Kreislauf geführt, bis ein entsprechender Zn-Gehalt der umlaufenden Staubfracht erreicht wird, der eine externe Verwertung ermöglicht. Als ein Entsorgungsweg für derartige, Zink-haltige Stahlwerks-Stäube bietet sich beispielsweise das Umschmelzen zu Wälzoxid und inerter Schlacke an, bei dem jedoch der Konzentrationsgehalt an Zink oder Zinkoxid in dem eingesetzten Staub eine wesentliche Rolle spielt und in realtiv engen Grenzen eingehalten werden muß. Im Sinne einer möglichst günstigen Verwertung der anfallenden Staubfracht muß daher der Betreiber des thermischen, metallurgischen Prozesses danach trachten, die verwertbaren Stäube mit einem möglichst hohen und gleichzeitig relativ genau definierten Zink-Gehalt zu liefern, wobei zusätzlich die im Kreislauf zu rezyklierende Staubmenge und zusätzliche Schadstoffanteile so gering wie möglich gehalten werden sollen. Bei derzeit üblichen thermischen, metallurgischen Prozessen mit einer Kreis!aufführung für Metall-haltige, insbesondere Zink-haltige, Stäube erfolgt das Ausschleusen der Stäube in der Regel diskontinuierlich, wobei nach Durchführung mehrerer Anreicherungszyklen, d.h. mehrerer

Einschmelzvorgänge im Konverter, zumeist die Gesamtmenge der im Kreislauf befindlichen, auf ein hohes Niveau des Metall- bzw. Zinkanteils angereicherten Stäube ausgetragen werden, wobei der Zeitpunkt der Ausschleusung zumeist empirisch aufgrund von Erfahrungswerten und in großem Zeitabstand gezogenen Einzelanalysen erfolgt. Eine derartige diskontinuierliche Entnahme der Stäube bringt jedoch eine Vielzahl von Problemen mit sich, da, wie oben bereits angedeutet, bei zunehmendem Zink-Gehalt im Staub eine spezielle Auswahl des einzusetzenden Schrottes vorgenommen werden muß, um eine spezielle Produktqualität aufrechterhalten zu können. Darüberhinaus ergeben sich bei zunehmender Staubmenge die oben geschilderten nachteiligen Effekte in der Wärmebilanz. Weiters muß nach einem vollständigen Austragen der Gesamtmenge des Staubes die in den Konverter einzubringende Einsatzmenge wiederum vollkommen neu eingestellt werden.

Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, ausgehend von diesem Stand der Technik ein Verfahren zu schaffen, welches die oben genannten Probleme vermeidet und ermöglicht, durch entsprechende

Überwachung des Metall-Gehaltes, insbesondere des Zink-Gehaltes, des Staubes präzise den für eine Ausschleusung des Staubes aus dem Materialkreislauf entsprechenden Zeitpunkt rasch und effizient bestimmen zu können und den Anforderungen im Hinblick auf Umweltauflagen, welche eine weitgehend geschlossene Kreislaufführung erfordern, bei gleichzeitiger Minimierung der Kosten für externe Verwertung entsprechen zu können. Es wird weiters darauf abgezielt, daß eine Vorsortierung oder Vorauswahl des einzusetzenden Schrottes durch rechtzeitige und entsprechende Ausschleusung von Staub aus dem Materialkreislauf bei Erreichen vorgegebener Grenzwerte vermieden werden kann sowie das Verfahren energetisch besonders günstig geführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Trennung des Staubes in Grob- und Feinstaub der Metall-Gehalt des Feinstaubes gemessen wird, daß Feinstaub bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes für den Metall-Gehalt einer Agglomerierung, insbesondere Pellettierung, und einer Weiterverarbeitung zugeführt wird und daß zumindest der

Grobstaub nach einer Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, in den metallurgischen Prozeß rückgeführt wird. Da eine Anreicherung von Metallen, insbesondere von Zink, insbesondere in feinen Staubpartikeln erfolgt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, nach der Trennung des Staubes in Grob- und Feinstaub den Metall-Gehalt des Feinstaubes zu messen, worauf bei Erreichen eines vorgegebenen Schwellwertes für den Metall-Gehalt des Feinstaubes dieser einer Agglomerierung, insbesondere Pellettierung und Weiterverarbeitung zugeführt wird und somit aus dem Stoffkreislauf des metallurgischen Prozesses ausgeschleust wird. Der einen gegenüber dem Feinstaub geringeren Metallanteil aufweisende Grobstaub wird einer an sich bekannten Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, zugeführt, um in den metallurgischen Prozeß rückgeführt zu werden. Dadurch, daß der Metall-Gehalt des Feinstaubes nach der Abtrennung desselben vom Grobstaub gemessen und überwacht wird, läßt sich mit gegenüber bekannten Verfahren wesentlich höherer Präzision der für die Entnahme von Staub, welcher einen entsprechend hohen Schadstoffanteil aufweist, geeignete Zeitpunkt feststellen und somit der Metall-Gehalt des Gesamtstaubes entsprechend niedrig halten. Es kann somit unabhängig von der bereits durchgeführten Anzahl von Einsatzzyklen Schrott ohne Vorsortierung in den thermischen, metallurgischen Prozeß eingebracht werden, da durch die rechtzeitige Ausschleusung einer Teilmenge des Staubes eine gewünschte Produktqualität des Endproduktes sicher aufrechterhalten werden kann. Weiters ergibt sich durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung der Vorteil einer stark verringerten Menge an einer Weiterverarbeitung bzw. einer Aufbereitung zuzuführenden Stäuben, die darüberhinaus einen exakt definierten Metall- bzw. Zink-Gehalt aufweisen, um für eine entsprechende Verwertung einsetzbar zu sein. Dadurch, daß darüberhinaus lediglich Feinstaub bei Erreichen eines Schwellwertes für den Metall-Gehalt aus dem Kreislauf ausgeschleust wird, ergibt sich weiters eine deutliche Verbesserung der Energiebilanz des gesamten metallurgischen Prozesses, da der besonders energieaufwendige Wiedereinsatz von Feinstaub beim Rückführen in das metallurgische Reaktionsgefäß, insbesondere in den Konverter, minimiert werden kann.

Für eine besonders günstige und schnelle Feststellung des

Metall-Gehaltes des Feinstaubes wird hiebei bevorzugt so vorgegangen, daß der Metall-Gehalt des Feinstaubes kontinuierlich gemessen wird. Eine derartige kontinuierliche Mengenbestimmung der Bestandteile des Feinstaubes ermöglicht eine unmittelbare Entscheidung, ob der Feinstaub, insbesondere unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Metallkonzentrationen während des Einschmelzvorganges, wenigstens teilweise aus dem Materialkreislauf zu entnehmen ist. Eine derartige kontinuierliche Bestimmung des Metall-Gehaltes, insbesondere des Zink-Gehaltes, des Feinstaubes, welche insbesondere berührungslos erfolgen soll, läßt sich beispielsweise mit Laser-indizierter Plasmaspektroskopie durchführen, wobei in an sich bekannter Weise der Lichtimpuls eines Hochleistungslasers auf die MaterialOberfläche fokussiert wird, wodurch eine geringe Materialmenge verdampft und in ein Plasma übergeführt wird. Beim nachfolgenden Abkühlen des Plasmas ergeben sich charakteristische Atomemissions-Spektroskopiedaten, aus deren Spektrum in einfacher und vor allem schneller Weise auf die Materialzusammensetzung geschlossen werden kann. Ein derartiges Analyse-Verfahren läßt sich ausreichend schnell durchführen, um bei Erreichen eines vorgegebenen Grenz- bzw. Schwellwertes für den Metall-Gehalt im Feinstaub diesen unmittelbar einer Agglomerierung, insbesondere Pellettierung, und nachfolgenden Ausschleusung aus dem Stoffkreislauf für den Staub zuzuführen.

Um ein für eine externe Verwertung, beispielsweise durch Umschmelzen, optimal einsetzbares Material zu erhalten, wird erfindungsgemäß bevorzugt so vorgegangen, daß der vorgegebene Wert für den Metall-Gehalt in bezug auf Zink zwischen 12 und 25 Gew.-%, insbesondere zwischen 15 und 20 Gew.-%, gewählt wird. Ein derartiger Zink-Gehalt ermöglicht eine kostengünstige und einfache Abtrennung des im Staub enthaltenen Metalles, so daß bei Verringerung der Kosten für eine weitere Verarbeitung bzw. Aufbereitung des die Metallfracht aufweisenden Feinstaubes auch mit einer möglichst geringen, endgültig zu deponierenden Materialmenge gerechnet werden muß.

Für den Fall, daß bei der Messung des Metall-Gehaltes des Feinstaubes der vorgebenen Wert nicht erreicht wird, wird im Sinne des geschlossenen Materialkreislaufes für den Staub der Feinstaub gemeinsam mit dem Grobstaub einer Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, unterworfen und wiederum dem metallurgischen Prozeß rückgeführt. Um eine kontinuierliche Betriebsweise des

Agglomeriervorganges aufrechtzuerhalten, ist es darüberhinaus wünschenswert, daß die Verhältnisse der Anteile der einzelnen Staubfraktionen in vorgegebenen Bereichen weitestgehend konstant gehalten werden, um beim Brikettierungsvorgang einheitliche Betriebsparameter aufrecht erhalten zu können. Zu diesem Zweck wird in diesem Zusammenhang erfindungsgemäß bevorzugt vorgeschlagen, daß nach Erreichen des vorgegebenen Wertes für den Zn-Gehalt wenigstens 10 bis 50 % des Feinstaubes einer Agglomerierung, insbesondere Pellettierung, zugeführt werden. Durch Ausschleusung des Feinstaubes in dem angegebenen Mengenbereich läßt sich sicherstellen, daß bei Erreichen des vorgegebenen Wertes für den Metallgehalt des Feinstaubes selbst bei einer teilweisen Rückführung des Feinstaubes das thermische, metallurgische Verfahren nicht beeinträchtigt wird, da, wie oben bereits ausführlich erläutert, der Grobstaub, mit welchem der rückgeführte Anteil des Feinstaubes bei der Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, wiederum vermengt wird, im allgemeinen viel geringere Metall-Gehalte aufweist, so daß die Gesamtmenge des im Kreislauf rückgeführten Metall- bzw. Zink-Anteiles in jedem Fall weit unter dem vorgegebenen Grenzwert verbleibt. Darüberhinaus läßt sich dadurch, daß eine gewisse Restmenge an Feinstaub der Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, zugeführt wird, diese Agglomerierung ohne Änderung der Paramenter für die Agglomerierung, welche bei diskontinuierlicher Zufuhr von lediglich Grobstaub geändert werden müßten, vornehmen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Zn-haltigen Pelletts einer Zn-Rückgewinnung oder -Aufbereitung unterworfen, um eine einer verminderten Menge entsprechende kostengünstige Deponierung an aus dem Stoffkreislauf entnommenem Material zu ermöglichen.

Wie bereits oben angeführt, wird im Sinne von geschlossenen Stoffkreisläufen das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt so durchgeführt, daß Feinstaub mit einem Metall-Gehalt, insbesondere Zn-Gehalt, welcher unter dem vorgegebenen Wert liegt, gemeinsam mit dem Grobstaub der Brikettierung unterworfen wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufbereitung von aus thermischen, metallurgischen Prozessen stammenden, Metall-haltigen Stäuben, insbesondere Zn-haltigen Stäuben, ist eine Vorrichtung, umfassend ein metallurgisches Reaktionsgefäß, eine zumindest einstufige Abgasreinigung, eine Agglomeriereinrichtung, insbesondere Brikettierungseinrichtung, sowie eine Aufgabeöffnung für die wenigstens teilweise Rückführung der Agglomerate, insbesondere Briketts, in das metallurgische Reaktionsgefäß, im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß eine Zweiweg-Abgasreinigungsvorrichtung für eine gesonderte Ausbringung von Grob- und Feinstaub vorgesehen ist und daß in einer Austragsleitung für Feinstaub ein Meßgerät zur Messung des Metall-Gehaltes des Feinstaubes angeordnet ist und ein zusätzliches Austragssystem für Feinstaub vorgesehen ist. Eine derartige Zweiweg-Abgasreinigungsvorrichtung ermöglicht in einfacher Weise eine Trennung und gesonderte Ausbringung von Grob- und Feinstaub, wobei weiters erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß in einer Austragsleitung für Feinstaub ein Meßgerät zur insbesondere kontinuierlichen Messung des Metall-Gehaltes des Feinstaubes angeordnet ist und ein zusätzliches Austragssystem für Feinstaub aus dem Kreislauf zur Ausschleusung von Feinstaub vorgesehen ist, falls ein Erreichen eines vorgegebenen Wertes betreffend den Metall- insbesondere den Zink-Gehalt, des Staubes ermittelt bzw. angezeigt wird.

Um bei Erreichen des vorgegebenen Wertes für den Metallgehalt des Feinstaubes, bei welchem eine Ausschleusung wenigstens einer Teilmenge des Feinstaubes vorgenommen wird, eine entsprechend einfache Weiterverarbeitung bzw. Handhabung des ausgebrachten Feinstaubes zu ermöglichen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt so weitergebildet, daß eine weitere Agglomeriervorrichtung, insbesondere Pellettiervorrichtung, für die Agglomerierung, insbesondere

Pellettierung, des bei der zusätzlichen Austragsöffnung für Feinstaub ausgetragenen Feinstaubes vorgesehen ist. Mit einer derartigen zusätzlichen Agglomeriervorrichtung, insbesondere Pellettiervorrichtung, läßt sich der einen bestimmten Metall- bzw. Zink-Gehalt aufweisende Feinstaub in einen leicht handhabbaren Zustand überführen. Für eine besonders einfache und kostengünstige Agglomerierung des Feinstaubes ist hiebei die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt so weitergebildet, daß die Agglomeriervorrichtung für den Feinstaub von einem Pellettierteller gebildet ist.

Um nach Erreichen eines vorgegebenen Wertes für den Metall-Gehalt bzw. Zink-Gehalt eine weitestgehende Automatisierung der Ausschleusung von wenigstens einer Teilmenge des entsprechend angereicherten Feinstaubes zu ermöglichen, ist darüberhinaus die Ausbildung bevorzugt so getroffen, daß eine Steuerung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von dem Meßwert des Meßgerätes zur Messung des Metall-Gehaltes im Feinstaub mit einer Verschlußvorrichtung der zusätzlichen Austragsöffnung gekoppelt ist. Durch eine derartige Steuerung läßt sich nicht nur eine weitestgehende Automatisierung der Ausschleusung des Metall-haltigen Feinstaubes, sondern auch eine entsprechend kontinuierliche Betriebweise dieses Ausschleusungsvorganges erzielen.

Für die Durchführung der insbesondere kontinuierlichen Messung bzw. Bestimmung des Metall-Gehaltes des Feinstaubes, beispielsweise mit Hilfe Laser-induzierter Plasmaspektroskopie, muß eine entsprechende Wegstrecke für die Analyse des Feinstaubes vorgesehen sein. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist hiebei die Ausbildung so getroffen, daß die Austragsleitung für Feinstaub von einem Förderer gebildet ist. Durch Verwendung eines Förderers, beispielsweise Trogförderers, kann eine im wesentlichen gleichmäßige und auf den Meßvorgang abgestimmte Förderbewegung des Feinstaubes nach Verlassen der Abgasreinigungsvorrichtung für einen für die Durchführung der Messung ausreichenden Zeitraum zur Verfügung gestellt werden. Bei Feststellung des Erreichens des vorgegebenen Schwellwertes für den Metallgehalt des Feinstaubes kann darüberhinaus das teilweise Ausschleusen des Feinstaubes in besonders einfacher Weise dadurch erzielt werden, daß die Austragsöffnung für Feinstaub von einem Schleusensystem, beispielsweise einer Schurre, gebildet ist, wie dies einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht.

Wie oben bereits angedeutet, ist es für einen möglichst ungestörten Betrieb der Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, des im

Stoffkreislauf geführten Staubes notwendig bzw. günstig, daß für den Anteil der einzelnen Staubfraktionen beim Agglomerierungsvorgang gewisse vorgegebene Bandbreiten eingehalten werden. Darüberhinaus ist für eine ordnungsgemäße Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, auch eine weitestgehend homogene Verteilung der einzelnen Fraktionen wünschenswert und es ist daher die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt so weitergebildet, daß der Agglomeriervorrichtung, insbesondere Brikettiervorrichtung, eine Homogenisierungsvorrichtung zum Mischen des Grobstaubes mit rückgeführtem Feinstaub vorgeschaltet ist. Eine derartige Homogenisierungsvorrichtung stellt unabhängig von einer gegebenenfalls aufgrund einer Ausschleusung eines gewissen Anteiles von Feinstaub verringerten Menge desselben unmittelbar vor der Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, eine entsprechend gleichmäßige Vermischung des der Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, zugeführten Staubes sicher.

Für eine besonders einfache Trennung und gesonderte Ausbringung der unterschiedlichen Staubfraktionen ist die Ausbildung hiebei erfi dungsgemäß bevorzugt so getroffen, daß die Zweiweg-Abgasreinigungsvorrichtung aus einem Verdampfungskühler und einem nachgeschalteten Filter, insbesondere Elektrofilter oder Zyklonabscheider, gebildet ist

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch als Blockdiagramm dargestellten Ausführungsbeispieles einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufbereitung von aus thermischen, metallurgischen Prozessen stammenden Metall-haltigen Stäuben, insbesondere Zink-haltigen Stäuben, näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 ein metallurgisches Reaktionsgefäß bezeichnet, welchem über eine Zuleitung 2 beispielsweise Schrott zum Einschmelzen in dem beispielsweise als LD-Tiegel oder E-Tiegel ausgebildeten metallurgischen Reaktionsgefäß 1 zugeführt wird, wobei ein entsprechendes eingeschmolzenes Endprodukt bei 3 abgezogen wird. Weiters wird über eine Leitung 4 Abgas aus dem metallurgischen Reaktionsgefäß, beispielsweise Konverter, 1 abgezogen, welches neben weiteren Inhaltsstoffen eine Staubfracht aufweist, wobei das Abgas in eine Zweiweg-Abgasreinigungsvorrichtung 5 gelangt, welche beispielsweise von einem Verdampfungskühler 6 und einem nachgeschalteten Filter 7, beispielsweise einem Elektrofilter oder Zyklonabscheider, gebildet ist. In der Zweiweg-Abgasreinigungsvorrichtung 5 wird hiebei insbesondere in dem Verdampfungskühler 6 der größte Teil des Grobstaubes abgetrennt und über Leitung 8 aus der Abgasreinigungsvorrichtung 5 ausgebracht. Der so vorgereinigte Abgasstrom wird in der Folge in einem nachgeschalteten Filter 7 weiter gereinigt und nach einer Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, 9 wiederum dem Konverter 1 rückgeführt, wie dies durch die Leitung 10 angedeutet ist.

Neben dem Grobstaub wird aus dem Filter 7 über 11 Feinstaub abgezogen, wobei in der Austragsleitung 11 für Feinstaub, welche beispielsweise von einem Förderer gebildet ist, ein Meßgerät 12 angeordnet ist, welches den Metall-Gehalt, insbesondere den Zink-Gehalt, des bei 11 abgezogenen Feinstaubes vorzugsweise kontinuierlich überprüft und mißt. Das Meßgerät 12 ist mit einer Steuereinrichtung 13 über eine Steuerleitung 14 verbunden. Für den Fall, daß durch das Meßgerät 12 das Erreichen bzw. Überschreiten eines vorgegebenen Wertes für den im Feinstaub enthaltenen Metall-Gehalt, insbesondere Zink-Gehalt, ermittelt wird, wird durch die Steuereinrichtung 13 über eine Steuerleitung 15 ein Signal an eine insbesondere von einem Schleusensystem 16 gebildete Austragsöffnung in der Austragsleitung 11 für den Feinstaub abgegeben, wodurch die Austragsöffnung 16 geöffnet wird und wenigstens eine Teilmenge des einen bestimmten Metall-Gehalt, insbesondere Zink-Gehalt, aufweisenden Staubes über die Leitung 17 abgezogen wird und in weiterer Folge einer Agglomeriervorrichtung, insbesondere Pellettiervorrichtung, 18, insbesondere einem Pelletierteller, zugeführt wird. Nach einer Agglomerierung, insbesondere Pellettierung, des einen vorgegebenen Metall-Gehalt aufweisenden Feinstaubes wird dieser beispielsweise zu einer externen Verarbeitung, beispielsweise einem Umschmelzen, über 19 aus dem metallurgischen Prozeß ausgeschleust.

Um die Agglomeriervorrichtung 9 mit im wesentlichen unveränderten Betriebsparametern in kontinuierlichem Betrieb halten zu können, wird lediglich eine Teilmenge des einen festgestellten Metall-Gehalt aufweisenden Feinstaubes über die Austragsöffnung 16 ausgeschleust und es wird der verbleibende Feinstaub bzw. für den Fall, daß durch das Meßgerät 12 das Erreichen des vorgegebenen Wertes für den Metall-Gehalt des Feinstaubes nicht erreicht wurde, der gesamte Feinstaub einer Homogenisierungsvorrichtung 20 zugeführt, welcher auch der Grobstaub über die Austragsleitung 8 zugeführt wird. In dieser Homogenisierungsvorrichtung 20 wird eine Homogenisierung bzw. ein Vermischen des Grobstaubes mit ebenfalls rückgeführtem Feinstaub vor dem Einbringen in die Brikettiervorrichtung 9 und der Rückführung über 10 vorgenommen. Eine kontinuierliche Messung des Metall-Gehaltes, insbesondere Zink-Gehaltes, in der Austragsleitung 11 für den Feinstaub kann hiebei beispielsweise unter Einsatz eines sogenannten Laser-induzierten Plasmaspektroskopie-Verfahrens durchgeführt werden. Es genügt die Feststellung bzw. die Messung des Metall-Gehaltes des Feinstaubes, welcher aufgrund seiner spezifischen Kornverteilung immer einen höheren Metall-Gehalt, insbesondere Zink-Gehalt, als der Grobstaub aufweist, um rechtzeitig bei Erreichen eines gewissen Metall-Gehaltes des Feinstaubes wenigstens eine Teilmenge desselben aus der Kreislaufführung für die Staubfraktion auszuschleusen, um den metallurgischen Prozeß im Konverter 1 unabhängig von der rückgeführten Staubfracht unbeeinflußt weiterführen zu können und auf eine besondere Auswahl der bei 2 zugeführten Einsatzmaterialien verzichten zu können.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Aufbereitung von aus thermischen, metallurgischen Prozessen stammenden Metall-haltigen Stäuben, insbesondere Zink-haltigen Stäuben, bei welchem die Stäube einer

Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, zugeführt werden, wobei die Briketts in den metallurgischen Prozeß rückgeführt werden bzw. nach Erreichen eines vorgegebenen Wertes für den Metall-Gehalt einer Verwertung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Trennung des Staubes in Grob- und Feinstaub der Metall-Gehalt des Feinstaubes gemessen wird, daß Feinstaub bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes für den Metall-Gehalt einer Agglomerierung, insbesondere Pellettierung, und einer Weiterverarbeitung zugeführt wird und daß zumindest der Grobstaub nach einer Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, in den metallurgischen Prozeß rückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metall-Gehalt des Feinstaubes kontinuierlich gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Wert für den Metall-Gehalt in bezug auf Zink zwischen 12 und 25 Gew.-%, insbesondere zwischen 15 und 20 Gew.-%, gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen des vorgegebenen Wertes für den Zn-Gehalt wenigstens 10 bis 50 % des Feinstaubes einer Agglomerierung, insbesondere Pellettierung, zugeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zn-haltigen Agglo erate, insbesondere Pelletts, einer Zn-Rückgewinnung oder Aufbereitung unterworfen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Feinstaub mit einem Metall-Gehalt, insbesondere Zn-Gehalt, welcher unter dem vorgegebenen Wert liegt, gemeinsam mit dem Grobstaub der Agglomerierung, insbesondere Brikettierung, unterworfen wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Aufbereitung von aus thermischen, metallurgischen Prozessen stammenden, Metall-haltigen Stäuben, insbesondere Zn-haltigen Stäuben, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend ein metallurgisches

Reaktionsgefäß, eine zumindest einstufige Abgasreingiung, eine Agglomeriervorrichtung, insbesondere Brikettierungseinrichtung, sowie eine Aufgabeöffnung für die wenigstens teilweise Rückführung der Agglomerate, insbesondere Briketts, in das metallurgische Reaktionsgefäß, dadurch gekennzeichnet, daß eine

Zweiweg-Abgasreinigungsvorrichtung (5) für eine gesonderte Ausbringung (8, 11) von Grob- und Feinstaub vorgesehen ist und daß in einer Austragsleitung (11) für Feinstaub ein Meßgerät (12) zur Messung des Metall-Gehaltes des Feinstaubes angeordnet ist und ein zusätzliches Austragssystem (16) für Feinstaub vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Agglomeriervorrichtung, insbesondere Pellettiervorrichtung, (18) für die Agglomerierung, insbesondere Pellettierung, des bei der zusätzlichen Austragsöffnung (16) für Feinstaub ausgetragenen Feinstaubes vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung (13) vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von dem Meßwert des Meßgerätes (12) zur Messung des Metall-Gehaltes im Feinstaub mit einer Verschlußvorrichtung der zusätzlichen Austragsöffnung (16) gekoppelt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweiweg-Abgasreinigungsvorrichtung (5) aus einem Verdampfungskühler (6) und einem nachgeschalteten Filter (7), insbesondere Elektrofilter oder Zyklonabscheider, gebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsleitung (11) für Feinstaub von einem Förderer gebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsöffnung (16) für Feinstaub von einem Schleusensystem gebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomeriervorrichtung (18) für den Feinstaub von einem Pellettierteller gebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Agglomeriervorrichtung, insbesondere

Brikettiervorrichtung, (9) eine Homogenisierungsvorrichtung (20) zum Mischen des Grobstaubes mit rückgeführtem Feinstaub vorgeschaltet ist.