AT406369B - Verfahren zum zerkleinern und reduzieren von metalloxidhaltigen schlacken - Google Patents

Verfahren zum zerkleinern und reduzieren von metalloxidhaltigen schlacken Download PDF

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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zerkleinern und Reduzieren von metalloxidhaltigen Schlacken zur Herstellung von latenthydraulischen Bindemitteln, Klinker oder Zementzumischstoffen 
Fur das Vermahlen von kornigem Mahlgut wurden bereits Strahlmühlen vorgeschlagen, welche üblicherweise mit Pressluft betrieben werden Das in derartigen Strahlmühlen gemahlene Gut wird unter Zwischenschaltung eines Sichters ausgetragen, worauf das abgezogene Material je nach Mahlgut und Mahlzeit in unterschiedlicher Feinheit abgezogen werden kann Das Grobgut kann hiebei vom unmittelbar an den Mahlraum angeschlossenen Sichter in den Mahlraum rückgeschleudert werden. 



   Für das Vermahlen von nassen Hüttensanden sowie Klinker bzw Kalkstein wurde in einem älteren Vorschlag der Anmeldenn bereits vorgeschlagen, anstelle von Pressluft heisse Verbrennungsabgase einer Brennkammer oder Brennkraftmaschine einzudüsen. Zur Verbesserung der Energiebilanz wurde gleichzeitig in den Mahlraum Wasser und/oder Wasserdampf eingebracht Besonders vorteilhaft wurden im Rahmen dieses älteren Vorschlages Lonnstrahlrohre zur Herstellung der heissen Verbrennungsabgase eingesetzt Bei dieser Verfahrensweise wurde eine ggf erforderliche Trocknung aufgrund der feuchten Ausgangsprodukte unmittelbar beim Mahlvorgang erzielt, wobei beim Einsatz von Kalkstein oder Kalkmergel als Mahlgut bei Temperaturen um 700  C bereits eine zumindest teilweise Kalzinierung beobachtet wurde, durch welche CO2 gebildet wurde,

   welches die erforderliche Wirbelschicht und die für das nachfolgende Sichten erforderliche Gasmenge gewährleistete. 



   Gemäss einem weiteren älteren Vorschlag der Anmeldenn wurde das Prinzip der Vermahlung mittels einer Strahlmühle auf schwer zu vermahlende Ausgangsmaterialien, wie beispielsweise RESH bzw. Shredderleichtfraktionen, ausgedehnt RESH bzw   Shredderleichtfraktionen   zeichnen sich aufgrund eines hohen Anteiles an elastischen Komponenten dadurch aus, dass ihre Desintegration und Zerkleinerung auf mechanischem Wege mit zusätzlichen Problemen behaftet ist.

   Im Rahmen dieses älteren Vorschlages wurden wiederum Verbrennungsabgase oder aber auch Heisswind in eine Gegenstromstrahlmühle eingebracht, wobei die Gegenstromstrahlmühle nunmehr gleichzeitig die Funktion eines Wirbelschichtvergasers ausübte Zur Verbesserung der Desintegration wurde in den Mahlraum Kalziumkarbonat eingebracht, wobei durch die Temperaturen der Verbrennungsabgase die in den Ausgangsmaterialien enthaltenen Anteile an organischen Substanzen und insbesondere an elastischen, gummihaltigen Materialien zu einem Synthesegas vergast wurden, welches im wesentlichen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht. Für eine derartige Vergasung in der Wirbelschicht sind Temperaturen von über 450 C erforderlich, wobei dieses ältere Verfahren so geführt wurde, dass eine quantitative Verbrennung nicht erzielt wurde, sodass ein Synthesegas mit noch hohem Heizwert gebildet wurde.

   Das gebilde- te zerkleinerte Produkt, welches je nach der aufgegebenen Menge an Kalziumkarbonat entsprechend CaO- hältig war, konnte in der Folge zusätzlich mit AL2O3 versetzt werden und wurde ausserhalb des Verfahrens einer Schmelzreduktion unterworfen. Die Schmelzreduktion erfolgte in einer gesonderten metallurgischen Einrichtung, insbesondere über einem Eisenbad, in einem Eisenbadreaktor. 



   Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, metalloxid haltige Schlacken unmittelbar während des Zerkleinerungsvorganges zu reduzieren und für die Herstellung von latenthydrau- lischen Bindemitteln oder Zementzumischstoffen geeignet zu machen Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemässe Verfahren im wesentlichen darin, dass die metalloxidhaltigen Schlacken in einer Strahlmühle eingebracht werden, dass gemeinsam mit den Schlacken Reduktionsmittel, insbesondere Kohlenstoffträger, eingebracht werden und dass die Strahlmühle mit heissen Verbrennungsabgasen betrieben wird.

   Dadurch, dass die metalloxidhaltigen Schlacken gemeinsam mit Reduktionsmitteln in die Strahlmühle eingetragen werden und die Strahlmühle mit heissen Verbrennungsabgasen betrieben wird, kann gleichzeitig mit der Desintegration und Zerkleinerung in der Strahlmühle eine Direktreduktion mit hohem Wirkungsgrad vorgenommen werden. Durch die gleichzeitige Mahlung entstehen während des Mahlvorganges laufend neue Reaktionsflächen, wodurch es moglich wird, bei wesentlich geringeren Temperaturen bereits eine effiziente Direktreduktion zu erzielen.

   Gleichzeitig findet bei der Umsetzung eine vergasende Mahlung statt, wobei eine reduzierende Atmosphäre gebildet wird, welche aus der Vergasung der eingebrachten Reduktionsmittel mit Sauerstoff resultiert Die laufend gebildeten frischen   Reaktionsflächen   führen zu einer intensiven Gas-Feststoffreaktion, wodurch sich eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit ergibt.

   Während konventionelle Direktreduktionsanlagen für Eisenerze, beispielsweise zwischen 650  und 850  C in Abhängigkeit vom CO/H2-Verhältnis betrieben 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 werden, wobei die Körnung des in derartig Direktreduktionsanlagen eingesetzten Eisenerzes üblicherweise in der Grössenordnung von mm liegt, kann beim erfindungsgemässen Mahlvorgang das Mahlgut wesentlich kleiner, nämlich im um-Bereich vorliegen Die frisch gebildeten Oberflächen des Komgutes bilden gewissermassen reduktionskatalytische Effekte aus, sodass der Reduktionsvorgang bei hohen Umsatzraten schon bei Temperaturen von unter 400  C mit hin- reichender Geschwindigkeit abläuft. Dies hat insbesondere auf die CO-Ausbeute nach dem Baur- Glaessner- Diagramm überaus positive Effekte.

   Aufgrund der relativ niederen Betriebstemperatur konnen konventionelle Mühlen ohne nennenswerte Adaptierungen eingesetzt werden Mit dem 
 EMI2.1 
 Eisenstaubgemenge, gebildet, welches nach dem Mahlvorgang in einfacher Weise getrennt werden kann. 



   Mit Vorteil wird das erfindungsgemässe Verfahren so durchgeführt, dass das in der Mahlkammer der Strahlmühle gebildete Synthesegas nach Verbrennung im Kreislauf gefuhrt und nach einer Druckerhöhung, insbesondere durch Zufuhr von Druckluft, zur Teil Verbrennung in die   Strahlmühle   rückgeführt wird.

   Auf diese Weise kann das gebildete Synthesegas in besonders wirtschaftlicher Weise zum Betrieb der Strahlmühle herangezogen werden und der entsprechende Gasdruck fur das Eindüsen der Gase in die Strahlmühle ohne zusätzliches Energieeinbringen erzielt werden 
In besonders vorteilhafter Weise wird das erfindungsgemässe Verfahren so durchgeführt, dass das die Mahlkammer verlassende Gas über einen Separator zur Abtrennung von Grobgut, welches der Strahlmühle rückgeführt wird, und eine Entstaubungseinnchtung, beispielsweise einen Heisszyklon, geführt und nach der Verbrennung der Strahlmühle ruckgefuhrt wird Der Separator zur Abtrennung von Grobgut erlaubt die unmittelbare Rückführung von Überkorn, wohingegen die Entstaubungseinrichtung unmittelbar den Austrag staubförmiger Produkte gewährleistet,

   welche in Abhängigkeit vom Metalloxidgehalt der Ausgangsschlacke im Anschluss an die Reduktion derartiger Metalloxide eine entsprechende Menge an Metallstäuben, insbesondere Eisenstaub, enthalten Mit Vorteil gelingt die Trennung von Schlacken bzw. Klinker und Eisenstaub oder anderen Metallstäuben dadurch, dass die staubförmigen Produkte aus der   Entstaubungseinnchtung   einer Sichtung und/oder Magnetscheidung zur Abtrennung metallischer Anteile unterworfen werden und dass das verbleibende Produkt als latenthydraulisches Produkt oder als Zuschlag fur latenthydraulische Bindemittel weiterverwendet wird. Bei nichtmagnetischen Metallen, bei welchen der Einsatz einer Magnetscheidung nicht in Betracht kommt, kann die Sichtung als   Windsichtung,   unter Verwendung pneumatischer Impulse oder als Aerozyklonierung ausgebildet werden.

   Die verbleibende Schlacke kann unmittelbar die Qualität eines Klinkers oder aber auch die Qualität einer Hochofenschlacke oder synthetischer Puzzolane aufweisen. 



   Als Reduktionsmittel kommen im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens sowohl gasförmige als auch flüssige oder auch feste Brennstoffe in Frage. Besonders geeignet sind naturgemäss Abfallbrennstoffe unterschiedlicher Provenienz. Als gasförmige Reduktionsmittel, welche gemeinsam mit den metalloxidhältigen Schlacken oder aber gemeinsam mit den heissen Verbrennungsabgasen in den Mahlraum eingebracht werden können, kommen hiebei in erster Linie Pyrolysegas oder aber auch Erdgas in Betracht. Erdgas wird hiebei zu Spaltgas (CO+H2) umgesetzt, wohingegen Pyrolysegas (CxHy) auch durch Einbringen fester alternativer Brennstoffe unmittelbar im Mahlraum gebildet und vergast (CO+H2) werden kann. Als flüssige Reduktionsmittel kommen Lösungsmittel, Schweröle oder aber auch Gebrauchtöle in Betracht, wobei eine   Ölvergasung   im Mahlraum vorgenommen werden kann.

   Feste Brennstoffe können gemeinsam mit metalloxidhaltigen Schlacken chargiert werden, wobei hier insbesondere Kohle minderer Qualität, Abfallkunststoffe, dioxinbeladener Aktivkoks, trockene Papier-Schlämme, Brennstoff aus Müll (BRAM), Altholz oder aber auch diverse RESH- Fraktionen zum Einsatz gelangen können 
Als Treibgasgenerator können konventionelle Gasturbinen und Turbolader, beispielsweise in Kombination mit Synthesegas und Luftverdichtem eingesetzt werden. Zur Reduktion des Stickstoff- anteiles des Treibgases kann aber auch technischer Sauerstoff zugesetzt werden, wie dies bei Turbinenbrennkammem üblich ist. Auch die Zugabe von Wasser in Turbinenbrennkammem zur Herstellung der als Treibgas eingesetzten Verbrennungsabgase erhöht sowohl den mechanischen Turbinenwirkungsgrad als auch die Energiedichte des Mahlvorganges.

   Hier können mit organischen Abfällen kontaminierte Abwässer aus der chemischen und pharmazeutischen Industrie eingedüst werden, wobei die Zugabe von Wasser naturgemäss auf die Erfordernisse des Direktreduktionsvorganges im Mahlraum abgestimmt werden müssen. 



   In besonders vorteilhafter Weise wird das erfindungsgemässe Verfahren so durchgeführt, dass die Temperatur in der reduzierenden Atmosphäre der Strahlmühle zwischen 350  C und 600  C 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 gehalten wird. Insgesamt kann somit die Direktreduktion bei wesentlich geringeren Temperaturen erfolgreich durchgeführt werden Mit Vorteil werden erfindungsgemäss als Kohlenstoffträger gemeinsam mit den Schlacken, insbesondere Stahlschlacken, kohlenstoffhaltigen Mullverbrennungsschlacken oder nichteisenmetallurgischen Schlacken, Abfallstoffe wie RESH 
 EMI3.1 
 
Eine Verbesserung der Energiebilanz lässt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, dass ein Teilstrom des im Kreislauf geführten Synthesegases uber einen Gaskompressor und eine Brenn- kammer geführt wird und über eine Gasturbine einer weiteren Strahlmühle zugeführt wird.

   Eine derartige weitere Strahlmühle kann mit Turbinenabgasen, insbesondere den nach vollständiger Verbrennung im Kreislauf geführten Synthesegasen betrieben werden, wobei beispielsweise ein Vormahlen und ggf ein gleichzeitiges Kalzinieren vorgenommen werden kann, wenn in einem der artigen Mahlraum einer weiteren Strahlmühle CaC03 eingebracht wird. 



   Wie bereits erwähnt, ist es besonders vorteilhaft das erfindungsgemässe Verfahren so durchzuführen, dass in die Brennkammer Wasser, insbesondere Abwasser, eingebracht wird. 



   Beim Einsatz von Feststoffreduktionsmitteln kann direkt Mischzement gebildet werden Nach der Abtrennung von Eisenpulver, wie es beispielsweise beim Einsatz von LD-Schlacken gebildet wird, kann beispielsweise Gips in Mengen von etwa 5 Gew % als Erstarrungsregler zugesetzt werden Beim Einsatz von   Flugstäuben   aus Kohle befeuerten Kraftwerken kann direkt ein Puzzolanmischzement gebildet werden 
Auch der Einsatz von schwefelhaltigen Reduktionsmitteln, wie beispielsweise von minderwertiger Kohle, kann im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens besonders vorteilhaft erfolgen.

   Schwefel wird direkt an das Mahlgut gebunden und es kann somit eine aufwendige Abgasentschwefelungsanlage entfallen 
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen einer Einnchtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens sowie anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. 



   In der Zeichnung zeigt Fig 1 eine schematische erste Ausführungsform einer Gegenstrahlmühle, welche erfindungsgemäss betrieben wird und Fig. 2 eine abgewandelte Ausbildung, bei welcher zwei Strahlmühlen als Strahlmühlenkaskade geschaltet zum Einsatz gelangen. 



   In Fig. 1 ist eine Gegenstromstrahlmühle schematisch mit 1 angedeutet Der Strahlmühle werden über eine Zellradschleuse 2 Stahlschlacke und feste Brennstoffe aufgegeben. Über eine Ringleitung 3 und Düsen 4 werden Verbrennungsabgase in den Mahlraum 5 eingebracht, in welchem eine reduzierende Vergasung und Vermahlung erfolgt. Für die Vergasung des Kohlenstoffanteiles der Charge muss eine entsprechende 02-Menge bereitgestellt werden, welche als Überschussluft mit den Verbrennungsabgasen eingebracht werden kann. Das gemahlene Feingut wird über die Leitung 6 abgezogen und gelangt in einen Separator 7, wobei Grobgut über eine Schleuse 8 und die Leitung 9 der Ringleitung 3 und damit den Düsen wiederum rückgeführt wird, um sie einer weiteren Vermahlung mit erhöhtem Mahlwirkungsgrad zu unterwerfen. 



   Das aus dem Separator abgezogene Feingut gelangt in eine   Entstaubungsemrichtung   10, wobei das staubförmige gemahlene Produkt 11 über eine Zellradschleuse 12 ausgetragen wird. 



  DAS staubförmige Produkt kann in der Folge einer konventionellen Trennung von metallischen und nichtmetallischen Anteilen unterworfen werden, sodass im Falle des Einsatzes von Stahlschlacken neben Eisenstaub unmittelbar Klinkerstaub erzeugt werden kann. 



   Das aus der Strahlmühle 1 abgezogene Synthesegas gelangt nach der Entstaubung über eine Leitung 13 zu einem Gaskompressor 14. Das Synthesegas besteht hiebei im wesentlichen aus CO, H2 und N2, wobei der Kompressor in besonders einfacher Weise durch Verbrennung einer Teilmenge des Synthesegases selbst betrieben werden kann Zu diesem Zweck ist der Gaskompressor 14 über eine Welle 15 mit emer Abgasturbine 16 gekoppelt. Die Abgasturbine 16 wird mit den Verbrennungsabgasen einer Brennkammer 17 betrieben, welcher eine Teilmenge des Synthesegases zugeführt wurde, wobei naturgemäss zusätzliche Verbrennungsluft eingebracht wird Diese zusätzliche Verbrennungsluft gelangt über die Leitung 18 in die Brennkammer 17 
Ein weiterer Teil des Synthesegases gelangt über die Leitung 19 zu einer weiteren Brennkammer 20, in welcher eine Verbrennung unter Druck erfolgt.

   Es sind hiebei Flammenrohre 21 vorgesehen, wobei der Druck in der Brennkammer 20 durch Einspeisen von Pressluft über die Leitung 22 aus einem Gaskompressor 23 zugeführt wird Der Gaskompressor 23 ist wiederum über eine Welle 24 mit einer weiteren Gasturbine 25 gekoppelt, wobei die Gasturbine 25 mit den 

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 Abgasen der Brennkammer 20 betrieben wird. Die Verbrennungsabgase werden über die Leitung 26 in die Ringleitung 3 zu den Düsen 4 der   Gegenstrommühle  I rückgeführt. 



   Bei der Ausbildung nach Fig 2 sind zwei Strahlmühlen in Kaskade geschaltet, wobei lediglich in der ersten Strahlmühle 1, welche im übrigen im wesentlichen der Ausbildung nach Fig 1 entspricht, unter Vergasung der eingebrachten Brennstoffe reduzierend gemahlen wird. Die zweite Strahlmühle 27 kann prinzipiell ohne O2- Überschuss stöchiometrisch betrieben werden. Unter Ausnutzung der Energie von überschüssigem Spaltgas dient diese zweite Gegenstromstrahlmühle 27 lediglich der besseren Energieausnutzung. 



   Das aus der ersten Strahlmühle 1 über den Separator 7 und die Entstaubung 10 abgezogene Spaltgas gelangt über die Leitung 13 wiederum zu einem Gaskompressor 14, welcher nun unmittelbar über eine Welle mit dem weiteren Kompressor 23 für die Erzeugung von Druckluft gekuppelt sein kann Die Welle ist schematisch mit 28 angedeutet In die Brennkammer 20 kann zusätzlich Abfallwasser uber eine Leitung 29 eingedüst werden.

   Im übrigen entspricht der Aufbau und die Beschaltung der Gegenstromstrahlmühle 1 der Ausbildung nach Fig. 1 
Eine Teilmenge des Synthesegases gelangt nun nach dem Gaskompressor 14 nicht in die Leitung 19 zur Brennkammer 20, sondern in eine Leitung 30 zu einem weiteren Gaskompressor 31 und über analoge Bauteile, wie sie im Zusammenhang mit der Strahlmühle 1 beschrieben wurden, in die zweite Strahlmühle 27 Die analogen Bauteile sind hiebei wiederum mit den Bezugszeichen der Fig. 1 bezeichnet.

   In der zweiten Brennkammer 20, weicher wiederum über die Leitung 29 Abwasser zugeführt werden kann, kann nun ohne weiteres zur vollständigen Nutzung der chemischen Energie des Synthesegases eine vollständige Verbrennung vorgenommen werden, sodass im Mahlraum der zweiten Gegenstromstrahlmühle 27 eine neutrale Atmosphäre vorliegt Der zweiten Gegenstrommuhle kann hiebei feste Schlacke beliebiger Provenienz zugeführt werden, wobei dann, wenn eine reduzierende Atmosphäre nicht erforderlich ist, hier auch keine Reduktionsmittel mehr aufgegeben werden müssen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Abgase der zweiten Strahlmühle 17 nach Verlassen der zweiten Entstaubung 10 unmittelbar in die Atmosphäre abgegeben werden.

   Ein derartiges vollständig oxidiertes Produkt besteht weitestgehend aus CO2 H2O und N2 und kann bei Temperaturen von etwa 400  C unmittelbar in die Atmosphäre abgegeben werden. Aus der zweiten Entstaubung wird wiederum gemahlenes Produkt 11abgezogen, wobei ein derartiges Produkt, dann, wenn in der zweiten Strahlmühle 27 keine Reduktion stattfand, nicht mehr einer Abtrennung von metallischen Bestandteilen unterworfen werden muss 
In Analogie zum Gaskompressor 31 in Fig. 2 kann auch bei der Ausbildung nach Fig 1 ein   Turboladerprinzip   eingesetzt werden.

   Hiefür kann komprimiertes Synthesegas über eine in Fig. 1 strichliert angedeutete Zweigleitung 32 unter Umgehung der Brennkammer 17 der Abgasturbine 16 zugeführt werden, wodurch das Synthesegas aus der Leitung 13   komprimiert   wird 
Ausführungsbeispiel: 
Zum Einsatz gelangte direkt kälte LD-Schlacke.

   Diese Konverterschlacke wies folgende Zusammensetzung auf: 
 EMI4.1 
 
<tb> LSD
<tb> 
<tb> Komponente <SEP> Anteil(%)
<tb> 
<tb> P205 <SEP> 1,65
<tb> 
<tb> CaO <SEP> 49
<tb> 
<tb> ALO2O3 <SEP> 0,81
<tb> 
<tb> Si02 <SEP> 15,6
<tb> 
<tb> MnO <SEP> 3,53
<tb> 
<tb> FeO <SEP> 22,8
<tb> 
<tb> MgO <SEP> 2,2
<tb> 
<tb> CRO2O3 <SEP> 0,2
<tb> 
<tb> CaO/Si02 <SEP> 3,14
<tb> 
 Nach der Mahlreduktion hatte der Schlackenstaub praktisch Klinkerzusammensetzung Klinker Komponente Anteil (%) CaO 68   AI203   1,3 SIO2 22,5 MnO 1,5 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 
 EMI5.1 
 
<tb> FeO <SEP> 1,3
<tb> MgO <SEP> 3,2
<tb> 
 
Ein wesentlicher Vorteil dieser Mahlreduktion ist die Direkt-Feststoff-Reduktion im Mahlraum Dabei fällt das Eisenpulver phosphorfrei an, da die Feststoff-Diffusion P/Fe sehr lange Zeiten benötigen würde.

   Bei der anschliessenden Pulver-Magnet-Separation wird nur das Eisen separiert, da Phosphor magnetisch inaktiv ist. Der Phosphor kann anschliessend z B. über den Dichte- Unterschied (Windsichtung) oder über das unterschiedliche elektrostatische Verhalten von den erhaltenen Klinkermineralien entfernt werden 
Energie-Bilanz 
Als Mahlreduktionsmittel kam stückige Kohle zum Einsatz. Vereinfachend wird nur das gebildete Kohle- CO unter Vernachlässigung des ebenfalls gebildeten H2 als reduktionswirksam angesehen. 



   Die verwendete Kohle hat 15 % Aschenanteil (trocken) sowie einen unteren Heizwert (Hu) von 30 MJ/kg, entsprechend 8,4 KWh/kg. 



   Um 1 t LDS zu mahlen, werden ca. 120 KWh an thermischer Energie benotigt. 



   Um 1 t LDS auf ca 530  Direkt-Reduktions-Temperatur zu erwärmen, werden ca 294 KWh/t LDS an thermischer Energie benötigt. 



   Reduktion- Kohle- Bedarf. Aus 1t LDS müssen reduziert werden 
16,5 kg P2O5 
25,3 kg MnO 
FeO 
2 kg Cr203 
Das Reduktionsschema kann wie folgt dargestellt werden 
P2O5 + 5CO - > 2 P + 5 C02 
MnO + CO- > Mn + CO2 
FeO + CO- > Fe + CO2 
Cr20 + 3CO - > 2 Cr + 3C02 
Dies bedeutet folgende CO- Verbräuche für   16,5 kg P205   16,5 kg CO 
35,3 kg MnO 14,1 kg CO 
228 kg FeO 88,9 kg CO 
2 kg Cr203 1,1 kg CO 
Total werden somit stöchiometrisch 120,6 kg CO entsprechend 4,3 kmol CO entsprechend 96,5 Nm3 CO benötigt. 



   Nach Baur- Glaessner hat das nach der Reduktion abziehende Gas im Gleichgewicht noch 50 Vol. % CO, um alles FeO zu metallisieren. 



   Ausserdem ist die Direkt-Reduktion von FeO mit CO exotherm. 



   1 kg Kohle entwickelt ca. 1,86 kg CO Somit werden also zur Reduktion von 1 t LDS nach Baur- Glaessner 130 kg Kohle benötigt. 



   Kohlebilanz Somit ergibt sich folgender Kohlenverbrauch für 1 t LDS spezifische Mahlarbeit. 120 KWh/t LDS- > 14,3 kg Kohle thermische Energie. 294 KWh/t LDS- > 35 kg Kohle 
Reduktionskohle - > 130 kg Kohle 
Bei der Reduktion der Schlacke wird folgende Enthalpiemenge (H 298) frei: 
FeO + CO- > Fe + CO2 (H=   17KJ/mol   CO) 
Laut vorgängiger Berechnung werden 4,3 Kmol CO/t LDS umgesetzt, dies bedeutet, dass pro t 
LDS 73 MJ oder 20 KWh Wärme frei wird Dies entspricht einem Gegenwert von ca. 2,5 kg   Kohle/t   
Schlacke 
Somit wird der Kohleverbrauch auf ca 150 kg pro t Stahlschlacke geschätzt 
Daneben entstehen ca 182 kg Eisenpulver pro t LDS

Claims (8)

  1. Patentansprüche : 1 Verfahren zum Zerkleinern und Reduzieren von metalloxid haltigen Schlacken zur Herstellung von latenthydraulischen Bindemitteln, Klinker oder Zementzumischstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die metalloxidhaltigen Schlacken in einer Strahlmühle eingebracht werden, dass gemeinsam mit den Schlacken Reduktionsmittel, insbesondere Kohlenstoffträger, eingebracht werden und dass die Strahlmühle mit heissen Verbrennungsabgasen betrieben wird.
  2. 2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Mahlkammer der Strahlmühle gebildete Synthesegas nach Verbrennung im Kreislauf geführt und nach einer Druckerhöhung, insbesondere durch Zufuhr von Druckluft, zur Verbrennung in die Strahlmühle rückgeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Mahlkammer verlassende Gas über einen Separator zur Abtrennung von Grobgut, welches der Strahlmühle rückgeführt wird, und eine Entstaubungseinrichtung, beispielsweise einen Heisszyklon, geführt und nach der Teil Verbrennung der Strahlmühle rückgeführt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die staubförmigen Produkte aus der Entstaubungseinrichtung einer Sichtung und/oder Magnetscheidung zur Abtrennung metallischer Anteile unterworfen werden und dass das verbleibende Produkt als latenthydraulisches Produkt oder als Zuschlag für latenthydraulische Bindemittel weiterverwendet wird.
  5. 5 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in der reduzierenden Atmosphäre der Strahlmühle zwischen 350 C und 600 C gehalten wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Kohlenstoffträger gemeinsam mit den Schlacken, insbesondere Stahlschlacken, Müllverbrennungsschlacken oder nichteisenmetallurgischen Schlacken, Abfallstoffe wie RESH, Altöle, Asphalt od.dgl., zugesetzt werden.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom des im Kreislauf geführten Synthesegases über einen Gaskompressor und eine Brennkammer geführt wird und über eine Gasturbine einer weiteren Strahlmühle zugeführt wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Brennkammer Wasser, insbesondere Abwasser, eingebracht wird.
    Hiezu 2 Blatt Zeichnungen
AT0110098A 1998-06-24 1998-06-24 Verfahren zum zerkleinern und reduzieren von metalloxidhaltigen schlacken AT406369B (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AT408956B (de) * 2000-05-11 2002-04-25 Tribovent Verfahrensentwicklg Einrichtung zur erzeugung eines heissen treibgasstromes
DE102008059370B4 (de) * 2008-11-28 2012-02-09 Polysius Ag Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zement
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL173980C (nl) * 1976-11-05 1984-04-02 Nederlandse Cement Ind Werkwijze voor het winnen van ijzer uit een slak van de oxystaalbereiding en het vormen van een residuslak met nuttige eigenschappen.
FI74890C (fi) * 1985-11-29 1988-04-11 Larox Ag Foerfarande och anordning foer framstaellning av en klassificerad fraktion av finfoerdelat material.
FR2681592B1 (fr) * 1991-09-25 1994-07-29 Saret France Beton, notamment du type a hautes performances, et procede pour sa preparation.
GEP19991878B (en) * 1995-02-07 1999-12-06 Holderbank Financiere Glarus Method for Manufacturing Pig Iron or Steel and Cement Clinker from Slags
ATA168197A (de) * 1997-10-03 1999-09-15 Holderbank Financ Glarus Verfahren zum vermahlen und aufschliessen von körnigem mahlgut sowie strahlmühle zur durchführung dieses verfahrens

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