DE102012005454A1 - Process for granulation and / or pelleting of iron-containing solid - Google Patents
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Abstract
Bei der Herstellung von gehärteten Granalien aus eisenhaltigen Partikeln werden die eisenhaltigen Partikel mit wenigstens einem Binder und Wasser zu einem Mischgut vermischt, das Mischgut zu Granalien geformt und die Granalien zur Härtung in einen Wirbelschichtreaktor eingebracht. Um den Abrieb in nachgeschalteten Verarbeitungsstufen zu verringern, werden die Granalien noch feucht an der heißesten Stelle der Wirbelschicht in den Wirbelschichtreaktor eingebracht.In the production of hardened granules of iron-containing particles, the iron-containing particles are mixed with at least one binder and water to form a mix, the mix is formed into granules and introduced the granules for curing in a fluidized bed reactor. To reduce the abrasion in downstream processing stages, the granules are still wet at the hottest point of the fluidized bed introduced into the fluidized bed reactor.
Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung von gehärteten Granalien aus eisenhaltigen Stäuben, wobei die eisenhaltigen Stäube mit wenigstens einem Binder und Wasser zu einem Mischgut vermischt werden, das Mischgut zu Granalien verformt wird, die Granalien zur Härtung in einen Wirbelschichtreaktor eingebracht und die gehärteten Granalien einer Reduktion unterworfen werden.The invention relates to the production of hardened granules from iron-containing dusts, wherein the iron-containing dusts are mixed with at least one binder and water to form a mix, the mix is formed into granules, introduced the granules for curing in a fluidized bed reactor and subjected to reduction of the hardened granules become.
Bei einigen Reduktionsverfahren zur Gewinnung von metallisiertem Eisen wird das eisenhaltige Material in Form von feinkörnigen Partikeln eingebracht. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist das sog. SL/RN-Verfahren, eine Kombination aus dem Stelco-Lurgi Verfahren und dem Republic Steel-National Lead Verfahren (RN). Bei dem Stelco-Lurgi Verfahren handelt es sich um ein Direktreduktionsverfahren, welches ursprünglich auf die Herstellung von Eisenschwamm für Stahlöfen und die Verwendung eisenreicher Erze ausgerichtet war. Auch das Republic Steel National-Lead Verfahren ist ein Direktreduktionsverfahren, bei dem Eisenerze nach der Reduktion in ihre Komponenten metallisches Eisen und Gangart zerlegt werden. Unter Gangart versteht man in diesem Zusammenhang die nichteisenhaltigen Gesteine, die sich in Eisenerzen finden. Durch eine Verbindung der beiden Verfahren wurde 1964 das SL/RN-Verfahren entwickelt, bei dem Eisenoxide im Drehrohrofen mit festen Reduktionsstoffen reduziert werden. In den Ofen werden Erze oder sog. Grünpellets zusammen mit Kohle, besonders Braunkohle, im Überschuss als Reduktionsmittel und Dolomit zur Entschwefelung eingebracht. Der Ofenaustrag wird in einem Rohrkühler indirekt gekühlt und danach durch Sieben, Magnetscheidung und Berge-Kohletrennung in Eisenschwamm, Überschuss, Kohle und Asche getrennt.In some reduction processes for obtaining metallized iron, the iron-containing material is introduced in the form of fine-grained particles. An example of such a method is the so-called SL / RN method, a combination of the Stelco-Lurgi method and the Republic Steel-National Lead method (RN). The Stelco-Lurgi process is a direct reduction process originally aimed at the production of sponge iron for steel furnaces and the use of iron-rich ores. Also, the Republic Steel National-Lead process is a direct reduction process in which iron ores are decomposed into their components metallic iron and gangue after reduction. Gait is in this context the non-ferrous rocks found in iron ores. By combining the two processes, the SL / RN process was developed in 1964, in which iron oxides are reduced in the rotary kiln with solid reducing agents. In the kiln ores or so-called green pellets are introduced together with coal, especially lignite, in excess as a reducing agent and dolomite for desulfurization. The kiln discharge is indirectly cooled in a tube cooler and then separated by sieving, magnetic separation and coal separation into sponge iron, excess, coal and ash.
Beim SL/RN-Verfahren werden üblicherweise Stückerze mit einer Korngröße 5–18 mm oder Pellets mit 9–16 mm eingesetzt. Ebenfalls Verwendung finden Eisensande oder Ilmenite einer Korngröße vorzugsweise größer 106 μm. Partikel mit einem Durchmesser < 63 μm sind für den Einsatz in einem SL/RN-Verfahren nicht geeignet, da sie zum Kleben und somit zur Ansatzbildung im Drehrohrofen führen, was zu Betriebsunterbrechungen führen kann.The SL / RN process usually uses lumps with a grain size of 5-18 mm or pellets with 9-16 mm. Iron sands or ilmenites of a particle size preferably greater than 106 μm are also used. Particles with a diameter <63 μm are not suitable for use in a SL / RN process, since they lead to sticking and thus formation of deposits in the rotary kiln, which can lead to interruptions in operation.
Um dennoch kleinere Partikel diesem Verfahren zugänglich zu machen, gibt es eine Reihe von Verfahren zur Bildung von Granalien mit dem gewünschten Durchmesser. Hierbei ist es möglich, durch die Verarbeitung und Zusatzstoffe, wie etwa Bindern, die Granalien so auszugestalten, dass die Staubentwicklung während ihrer Herstellung gering (< 10 Gew.-%) bleibt.However, to make smaller particles accessible to this process, there are a number of methods for forming granules of the desired diameter. It is possible by the processing and additives, such as binders, the granules in such a way that the dust during their production remains low (<10 wt .-%).
Aus der
Die
Aus der
Die
Aus der
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Durch die Verarbeitung in einem Drehrohrofen, zusammen mit dem festen Reduktionsmittel und vergleichsweise langen Verweilzeiten kommt es jedoch in der Weiterverarbeitung, insbesondere im SL/RN-Verfahren, bei all diesen Verfahren bei Verwendung von Grünpellets zu einer erhöhten Bildung von feinem Abrieb. Ein hoher Abrieb erfordert einen hohen Aufarbeitungsaufwand, um diese Stäube so zurückgewinnen zu können, dass aus ihnen werthaltiges Produkt erzeugt werden kann. Anderenfalls geht das in den Stäuben enthaltene Material verloren.By processing in a rotary kiln, together with the solid reducing agent and comparatively long residence times, however, it comes in the further processing, especially in the SL / RN process, in all of these methods Use of green pellets for increased formation of fine abrasion. High abrasion requires a high workup effort in order to be able to recover these dusts in such a way that valuable products can be produced from them. Otherwise, the material contained in the dusts is lost.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, um Granalien zur weiteren Verarbeitung zu erzeugen, die eine solche Härte aufweisen, dass es auch in nachgeschalteten Verarbeitungsschritten nicht zu einem deutlichen Abrieb kommt.It is therefore an object of the present invention to provide a method and a device to produce granules for further processing, which have such a hardness that it does not come to a significant abrasion in downstream processing steps.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das feinstkörnige Fe-Konzentrat wird mit einem Mischaggregat zugeführt und dort mit wenigstens einem Binder und Wasser vermischt. Außerdem können in diesem Mischaggregat auch noch weitere Zuschlagstoffe zugegeben werden. Da so entstehende Mischgut wird dann in einem Mikrogranulator zu Granalien geformt. Anschließend werden die Granalien in eine vorzugsweise zirkulierende Wirbelschicht eingebracht, wobei die Einbringung an der heißesten Stelle der Wirbelschicht erfolgt. Diese plötzliche Temperaturänderung führt zu einem raschen Sintern der kleinen Granalien und damit zu einer ausweichenden Festigkeit des Korns für die darauffolgende Reduktion in einem Drehrohrofen. In einer zirkulierenden Wirbelschicht ist der Wärmeaustausch aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeiten besonders gut, so dass der Sinterprozess weiter beschleunigt wird.This object is achieved with the features of claim 1. The finest-grained Fe concentrate is fed with a mixing unit and mixed there with at least one binder and water. In addition, even more additives can be added in this mixing unit. The resulting mix is then formed into granules in a micro-granulator. Subsequently, the granules are introduced into a preferably circulating fluidized bed, wherein the introduction takes place at the hottest point of the fluidized bed. This sudden temperature change leads to rapid sintering of the small granules and thus to an evasive strength of the grain for the subsequent reduction in a rotary kiln. In a circulating fluidized bed, the heat exchange due to the high flow rates is particularly good, so that the sintering process is further accelerated.
Dieses Verfahren widerspricht der üblichen Vorgehensweise, wonach die Einbringung des zu verarbeitenden Materials in die Wirbelschicht in einem Bereich erfolgt, in dem das Material keinen hohen Temperaturgradienten ausgesetzt ist, da insbesondere bei größeren Partikeln eine hohe Temperaturdifferenz zu Spannungen im Material und daraus folgend zu Rissen und Verformungen führen kann. Zudem sind durch die Einbringung an der heißesten Stelle höhere Anforderungen an das Material der Zufuhrleitung zu stellen. Auch eine Dosierung wird dadurch aufwendiger.This method is contrary to the usual procedure, according to which the introduction of the material to be processed in the fluidized bed in a region in which the material is not exposed to high temperature gradient, since in particular larger particles a high temperature difference to stresses in the material and consequent cracks and Can cause deformations. In addition, higher demands are placed on the material of the supply line by the introduction at the hottest point. Even a dosage is more expensive.
Die heißeste Stelle der Wirbelschicht befindet sich dort, wo die Verbrennung stattfindet bzw. wo die heißen Gase eintreten.The hottest part of the fluidized bed is where the combustion takes place or where the hot gases enter.
Es hat sich als weiterhin günstig herausgestellt, dass die eisenhaltigen Partikel einen Eisengehalt von wenigstens 30 Gew.-%, bevorzugt wenigstens 50 bis 80 Gew.-% aufweisen, damit der Aufarbeitungsaufwand wirtschaftlich bleibt Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung seht vor, dass das Fe-Konzentrat eine Körnung von max. 5 Gew.-% gröber als 100 μm und ca. 55 bis 60 Gew.-% kleiner 32 μm hat, da bei im Mittel größeren Durchmessers eine Direkt-Verarbeitung wirtschaftlich sinnvoller sein kann.It has furthermore proven to be favorable that the iron-containing particles have an iron content of at least 30% by weight, preferably at least 50 to 80% by weight, so that the work-up time remains economical. An advantageous embodiment of the invention provides that the iron particles Concentrate a grain size of max. 5 wt .-% coarser than 100 microns and about 55 to 60 wt .-% has less than 32 microns, since at a larger average diameter direct processing can be economically useful.
Das feinstkörnige Konzentrat kann als Filterkuchen oder als trockenes pulvriges Schüttgut vorliegen. Die spezifische Oberfläche der Partikel liegt zwischen 1.600 und 4.000 cm2/g, abhängig von der Mineralogie bzw. der Mineralzusammensetzung des verwendeten Eisenkonzentrats. Eine Vorverarbeitung, bspw. in Form von Mahlen, kann für eine homogenere Korngröße sinnvoll sein.The very fine-grained concentrate can be present as a filter cake or as a dry powdered bulk material. The specific surface area of the particles is between 1,600 and 4,000 cm 2 / g, depending on the mineralogy or mineral composition of the iron concentrate used. A preprocessing, for example in the form of grinding, can be useful for a more homogeneous grain size.
Als Bindemittel eignet sich am besten ein anorganisches Bindemittel, wie z. B. Bentonit, da hierdurch unerwünschte Nebenreaktionen bei der sprunghaften Temperaturerhöhung während der Härtung ausgeschlossen werden können. Die Zugabemenge dieses Bindemittels sollte erfindungsgemäß zwischen 0,25 und 1,5 Gew.-% liegen, wobei sie grundsätzlich von der Mineralzusammensetzung und der spezifischen Oberfläche des Eisenkonzentrates abhängig ist.As binders is best an inorganic binder such. B. bentonite, as this unwanted side reactions in the sudden increase in temperature during curing can be excluded. According to the invention, the amount of addition of this binder should be between 0.25 and 1.5% by weight, depending fundamentally on the mineral composition and the specific surface area of the iron concentrate.
Das in dem Mikrogranulator zu Granalien geformte Mischgut sollte günstigerweise eine Korngröße zwischen 0,1 und 6 mm aufweisen, da mit dieser Partikelgröße sichergestellt ist, dass während der Einbringung in die heißeste Stufe des Reaktors praktisch das ganze Korn homogen aufgeheizt wird und es nicht innerhalb der einzelnen Partikel zu signifikanten Temperaturgradienten kommt.The mix formed into granules in the micro-granulator should desirably have a particle size of between 0.1 and 6 mm, since this particle size ensures that virtually all of the grain is heated homogeneously during its introduction into the hottest stage of the reactor and not within the grain individual particles to significant temperature gradient comes.
Weiterhin hat sich ein Wassergehalt von 8 bis 14 Gew.-% als besonders günstig herausgestellt, wobei dieser grundsätzlich von der jeweiligen Mineralzusammensetzung abhängig ist.Furthermore, a water content of 8 to 14 wt .-% has been found to be particularly favorable, which is fundamentally dependent on the particular mineral composition.
Die optimale Härtungstemperatur liegt zwischen 850 und 1.050°C und weist innerhalb dieses Bereichs ebenfalls eine Abhängigkeit von der Mineralzusammensetzung auf. Versuche haben gezeigt, dass im erfindungsgemäßen Verfahren während der thermischen Härtung max. ca. 5 Gew.-% der Granalien als Abrieb anfallen, wobei als Abrieb hier der Kornanteil < 100 μm definiert wurde.The optimum curing temperature is between 850 and 1050 ° C and also has a dependence on the mineral composition within this range. Experiments have shown that in the process according to the invention during the thermal curing max. About 5% by weight of the granules are produced as abrasion, the abrasion here being defined as the grain fraction <100 μm.
Als Brennstoff für den Härtungsprozess kann Erdgas oder leichtes Heizöl direkt in dem Wirbelschichtreaktor bzw. in einem Heißgasgenerator verbrannt werden. Wird ein Heißgasgenerator verwendet, wird dem Wirbelschichtreaktor das Heißgas zugeführt.As fuel for the curing process, natural gas or light fuel oil can be burned directly in the fluidized bed reactor or in a hot gas generator. If a hot gas generator is used, the hot gas is fed to the fluidized bed reactor.
Alternativ kann Kohle als Brennstoff verwendet werden, wobei die Kohle in einem separaten Reaktor bei Temperaturen zwischen 650 und 950°C geschwelt wird, die Schwelgase als Brennstoff in den Härtungsreaktor gebracht werden und der Schwelkoks heiß in nachgeschaltete Verfahrensstufen, vorzugsweise eine in einem Drehrohroren stattfindenden Reduktion, als Reduktionsmittel eingetragen wird.Alternatively, coal may be used as a fuel wherein the coal is hydrogenated in a separate reactor at temperatures between 650 and 950 ° C, the carbonization gases are brought as fuel in the curing reactor and the coke hot in downstream process stages, preferably one in a rotary kiln occurring reduction, is registered as a reducing agent.
Es hat sich zudem als günstig herausgestellt, die Härtung in einer oxidierenden Atmosphäre, bevorzugt mit einem Sauerstoffgehalt in der zirkulierenden Wirbelschicht zwischen 2 und 10 Gew.-%, stattfinden zu lassen. Dadurch wird Eisen der Oxidationsstufe 2 auf Eisen der Oxidationsstufe 3 aufoxidiert und zusätzliche Wärmeenergie freigesetzt wird. Dadurch kann der Wärmeeintrag in dem Reaktor reduziert werden.It has also proved to be favorable to let the curing in an oxidizing atmosphere, preferably with an oxygen content in the circulating fluidized bed between 2 and 10 wt .-%, take place. As a result, iron of
Während der Härtung in sauerstoffhaltiger Atmosphäre laufen folgende Reaktionen ab: 2Fe3O4 + ½O2 → 3Fe2O3 (Oxidation des Magnetits zu Hämatit) Fe2O3 × H2O → Fe2O3 + H2O (Abspaltung des Kristallwasser z. B. des Goethits).During curing in an oxygen-containing atmosphere, the following reactions take place: 2Fe 3 O 4 + ½O 2 → 3Fe 2 O 3 (oxidation of the magnetite to hematite) Fe 2 O 3 × H 2 O → Fe 2 O 3 + H 2 O (splitting off of the Crystal water eg of the goethite).
Ist in der Atmosphäre kein Sauerstoff enthalten, findet nur die zweite Reaktion, die Abspaltung des Kristallwassers, statt.If there is no oxygen in the atmosphere, only the second reaction, the elimination of the water of crystallization, takes place.
Die gehärteten Mikrogranalien werden anschließend mit Kohle in einen Drehrohrofen reduzierend behandelt, wobei der Sauerstoff des Eisenoxids abgebaut wird und das Eisen in die metallische Phase übergeht. Das Verhältnis zwischen Kohlenstoff und Eisen (Cfix: Fe) beträgt 0,3–0,7:1. Während der Reduktion finden folgende Reaktionen statt:
In der technischen Realisierung erscheint es besonders sinnvoll, die gehärteten Granalien aus dem Wirbelschichtreaktor ohne Kühlung heiß in den Drehrohofen einzubringen. Dadurch wird zum einen Energie gespart und zum anderen kann das Ofenvolumen verkleinert und somit dessen Investitionskosten reduziert werden. Bei Heißaufgabe der Granalien entfällt die sonst zur erforderlichen Aufwärmung der Granalien im Drehrohrofen benötigte Ofenlänge. Der Drehrohrofen kann kürzer ausgeführt werden bzw. die Durchsatzleistung kann bei einem vorhandenen Drehrohrofen erhöht werden. Bei bestehenden Drehrohranlagen kann durch die heiße Einbringung die Durchsatzleistung erhöht werden. Die heißen Abgase des Wirbelschichtreaktors können zur Vorwärmung der notwendigen Prozessluft bzw. zur Dampferzeugung genutzt werden.In the technical realization it seems particularly useful to introduce the hardened granules from the fluidized bed reactor without cooling hot in the rotary kiln. As a result, on the one hand saves energy and on the other hand, the furnace volume can be reduced and thus its investment costs are reduced. When hot application of the granules eliminates the otherwise necessary for the necessary warming of the granules in the rotary kiln oven length. The rotary kiln can be made shorter or the throughput can be increased in an existing rotary kiln. In existing rotary kilns, the throughput can be increased by the hot introduction. The hot exhaust gases of the fluidized bed reactor can be used to preheat the necessary process air or for steam generation.
Um die in der Wirbelschicht und der Reduktion trotz der verbesserten Härtung entstehenden Stäube einer wirtschaftlichen Verwendung zuführen zu können, hat es sich als günstig herausgestellt, aus der Wirbelschicht und/oder der Reduktionsstufe diese Stäube über einen Staubabscheidesystem abzutrennen und entweder in die Vermischung oder aber in die Granulation zurückzuführen.In order to be able to economically use the dusts produced in the fluidized bed and the reduction despite the improved hardening, it has been found to be advantageous to separate these dusts from the fluidized bed and / or the reduction stage by means of a dust separation system and either into the mixing or in attributed to the granulation.
Insbesondere bei kleineren Maßstäben, wie z. B. bei Labor- und Pilotversuchen, ist es aus Sicherheitsgründen sinnvoll, den Ofenaustrag auf eine Temperatur unterhalb 30°C zu kühlen, wobei diese Kühlung bevorzugt unter Inertatmosphäre, wie etwa einer Stickstoffatmosphäre, erfolgen sollte. Das gekühlte Material, das eine Mischung aus Eisenschwamm, Char und Asche ist, wird in einen Magnetscheider aufgegeben, um den Eisenschwamm von Char und Asche zu trennen.Especially at smaller scales, such. As in laboratory and pilot experiments, it is sensible for safety reasons to cool the Ofenaustrag to a temperature below 30 ° C, this cooling should preferably be carried out under an inert atmosphere, such as a nitrogen atmosphere. The cooled material, which is a mixture of sponge iron, char and ash, is placed in a magnetic separator to separate the sponge iron from char and ash.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 9, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Eine solche Anlage weist eine Vorrichtung zur Durchmischung von eisenhaltigen Partikeln mit wenigstens einem Binder und Wasser zu einem Mischgut auf. Dieser Vorrichtung schließt sich eine Vorrichtung zur Granulierung des Mischguts zu Granalien an. Darauf folgt ein Reaktor mit einer zirkulierenden Wirbelschicht zur Härtung der Granalien. Der Wirbelschichtreaktor ist so ausgestaltet, dass die Zufuhrleitung der Granalien in den unteren Bereich des Wirbelschichtreaktors und damit die heißeste Stelle der Wirbelschicht mündet. Dazu müssen insbesondere das Material dieser Zufuhrleitung sowie eine dort vorgesehene Dosiereinrichtung so ausgestaltet sein, dass sie diesen Temperaturen dauerhaft standhält.The invention further comprises a plant with the features of claim 9, which is suitable for carrying out the method according to the invention. Such a plant has a device for mixing iron-containing particles with at least one binder and water to a mix. This device is followed by a device for granulating the mix to granules. This is followed by a reactor with a circulating fluidized bed to harden the granules. The fluidized bed reactor is designed such that the feed line of the granules opens into the lower region of the fluidized bed reactor and thus the hottest point of the fluidized bed. For this purpose, in particular the material of this supply line and a metering device provided there must be designed so that it can withstand these temperatures permanently.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedanken wird die Wirbelschicht mit heißem Gas gespeist und die Zufuhrleitung der Granalien mündet im Bereich dieser Eintrittsleitung, da an dieser Stelle die heißen Gase noch keine Wärmeenergie an das Wirbelbett verloren haben.In a further development of the inventive concept, the fluidized bed is fed with hot gas and the feed line of the granules opens in the region of this inlet line, since at this point the hot gases have not lost any heat energy to the fluidized bed.
Günstig ist es zudem, wenn wenigstens eine Rückführleitung von dem Wirbelschichtreaktor und/oder einer nachgeschalteten Reduktionsvorrichtung in die Vorrichtung zur Durchmischung und/oder die Vorrichtung zur Mikrogranulierung vorgesehen ist.It is also advantageous if at least one return line from the fluidized bed reactor and / or a downstream reduction device is provided in the device for mixing and / or the device for micro-granulation.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen zum einen darin, dass bisher nur Pellets verwendet werden konnten, die aus Magnetit- und Hämatit-Konzentraten bestanden und zudem relativ große Durchmesser (zwischen 9 und 16 mm aufweisen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch andere feinstkörnige Konzentrate verwendet und andere Körnungen eingesetzt werden, ohne dass sich unbeherrschbarer Staubkreislauf einstellt.On the one hand, the advantages of the process according to the invention lie in the fact that hitherto only pellets consisting of magnetite and hematite concentrates and having relatively large diameters (between 9 and 16 mm) can be used with the process according to the invention and other grain sizes are used, without setting uncontrollable dust cycle.
Zudem weisen die erfindungsgemäß gehärteten Mikrogranalien im Vergleich zu Stückerzen eine größere Porosität auf und lassen sich hierdurch schneller und besser reduzieren als Stückerze und die klassisch gebrannten Pellets, die bei über 1.300°C gehärtet worden sind.In addition, the microgranules hardened according to the invention have a greater porosity compared to lumps and can be reduced faster and better than Lumps and the classically fired pellets that have been cured at over 1300 ° C.
Zudem kann durch die Kombination des erfindungsgemäßen Härtungsreaktors und eines SL/RN-Ofen der heiße Austrag aus dem Härtungsofen direkt heiß in den Drehrohrofen chargiert werden. Dadurch wird Wärmeenergie eingespart und die spezifische Durchsatzleistung des Drehrohrofens erhöht.In addition, the hot discharge from the curing oven can be charged directly into the rotary kiln directly by the combination of the curing reactor according to the invention and a SL / RN oven. This saves heat energy and increases the specific throughput of the rotary kiln.
Schließlich erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren auch, dass alle anfallenden Stäube, nass oder trocken, in den Mikrogranulierungsprozess zurückgeführt werden, wodurch ein vollständig geschlossener Materialkreislauf gewährleistet ist.Finally, the method according to the invention also allows all accumulating dusts, wet or dry, to be returned to the microgranulation process, thereby ensuring a completely closed material cycle.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfasssung in den Ansprüchen oder deren Rückbezug.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing and an embodiment. All described and / or illustrated features alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their back reference.
Die einzige Figur zeigt das Fließbild einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The single figure shows the flow diagram of a plant for carrying out the method according to the invention.
Das feinkörnige Eisenerz wird in eine Mischvorrichtung
Über Leitung
Die gehärteten, eisenoxidhaltigen Granalien werden über eine Leitung
Der in dem Wirbelschichtreaktor
Das aus dem Wirbelschichtreaktor
Beispielexample
Granulierung:granulation:
Ein auf Pelletierfeinheit (< 100 μm) gemahlenes und aufbereitetes Magnetit-Konzentrat mit 69 Gew.-% Eisen wird mit 0,5 Gew.-% Bentonit und der erforderlichen Menge Wasser, die durch den gewünschten Feuchtegehalt der Granalien bestimmt wird, gemischt und anschließend granuliert. Der Feuchtegehalt der so erhaltenen Granalien soll etwa 10 Gew.-% betragen; die Korngröße der Granalien beträgt 0,1 bis 3 mm.A 69 wt.% Iron magnetite concentrate ground to a pelleting fineness (<100 μm) and treated is mixed with 0.5 wt.% Bentonite and the required amount of water, determined by the desired moisture content of the granules, and then granulated. The moisture content of the granules thus obtained should be about 10 wt .-%; the grain size of the granules is 0.1 to 3 mm.
Härtung:cure:
Die so entstandenen Granalien werden anschließend in einem Wirbelschichtreaktor in kontinuierlicher Betriebsweise bei ca. 980°C gehärtet und anschließend auf ca. 30°C gekühlt. Die Durchsatzleistung der verwendeten Anlage beträgt etwa 14 kg/h. Während der Härtung, die in einer sauerstoffhaltigen Gasatmosphäre stattfindet, wird Magnetit zu Hämatit aufoxidiert, womit zusätzlich Wärmeenergie freigesetzt wird.The resulting granules are then cured in a fluidized bed reactor in continuous operation at about 980 ° C and then cooled to about 30 ° C. The throughput of the system used is about 14 kg / h. During curing, which takes place in an oxygen-containing gas atmosphere, magnetite is oxidized to hematite, which in turn releases heat energy.
Reduktion der gehärteten Mikrogranalien in einem Kurztrommelofen:Reduction of hardened microgranules in a short drum oven:
60 kg gehärte Mikrogranalien und 40 kg Kohle werden gemischt und in den Ofen chargiert. Das Cfix:Fetot-Verhältnis beträgt 0,60. Die Charge wurde bei 1.020 bis 1.050°C ca. 4 Stunden behandelt. Nach der Kühlung unter Stickstoffatmosphäre wird eine Durchschnittsprobe entnommen und einem Schwachfeldmagnetscheider aufgeben, um die Restkohle und Asche zu trennen. Das magnetische Produkt, Eisenschwamm, weist folgende Analyse auf:
Der Anteil von Partikeln mit einem Durchmesser < 0,1 mm lag im magnetischen Produkt bei 4,5 Gew.-%.The proportion of particles with a diameter <0.1 mm in the magnetic product was 4.5 wt .-%.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Mischvorrichtungmixing device
- 2, 32, 3
- Leitungmanagement
- 44
- Granuliervorrichtunggranulator
- 55
- Leitungmanagement
- 1010
- WirbelschichtreaktorFluidized bed reactor
- 11, 1211, 12
- Leitungmanagement
- 1313
- Rostrust
- 1414
- Wirbelschichtfluidized bed
- 1515
- Leitungmanagement
- 1616
- Reduktionsstufe (Drehrohrofen)Reduction stage (rotary kiln)
- 1717
- Leitungmanagement
- 2020
- Leitungmanagement
- 2121
- Zykloncyclone
- 2222
- Leitungmanagement
- 3030
- Leitungmanagement
- 3131
- AbgasbehandlungGas treatment
- 3232
- Leitungmanagement
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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