DE2010872A1 - Sulphide iron ore conversion oxidation to iron - oxide - Google Patents

Abstract

Fe ores or -concentrates are introduced at several positions always in direction of a tangent or secant into a cyclone chamber with near-horizontal axis cooled by water-evaporation at >=10 atm. pressure, and reacted with O2-rich gases and without appreciable fuel addition so that a roasting charge is obtained having a 1:(1-1.15) average atomic Fe:O ratio. Pref. Fe ores or concentrates are converted above 1600 degrees C, pref. with gases contg. (35-50)% O2, pref. pre-heated. Product consists of roasting charge contg. 1% S and >75% FeO, useful as (i) direct blast-furnace fed, pref. after coarsely regidifying melt in water-bath; (ii) sinter-mixtures, pref. after collecting melt in hearth, and granulating in a water-trough to fine-grained, dust-free mixture.

Description

Verfahren zur pyrometallurgischen Behandlung von sulfidischen Eisenerzen oder Eisenerzkonzentraten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur pyrometallurgischen Behandlung von sulfidischen Eisenerzen oder Eisenerzkonzentraten mittels sauerstoffreicher Gase. Process for the pyrometallurgical treatment of sulphidic iron ores or iron ore concentrates The invention relates to a method for pyrometallurgical Treatment of sulfidic iron ores or iron ore concentrates using oxygen-rich ones Gases.

Für die Aufarbeitung von sulfidischen Eisenerzen oder Eisenerzkonzentraten ist eine Vielzahl von Vorschlägen unterbreitet worden, die sich -der unterschiedlichsten Verfahrenskategorien bedienen. Im Vordergrund stehen Röstverfahren, die in Etagenöfen oder ein- oder zweistufigen Wirbelschichtöfen durchgeführt werden und die zu Schwefeldioxid und Eisenoxid fuhren (vgl. z.B. deutsche Patentschriften 1 123. 686, 938 544, 1 024 493, 1 046 080 und 1 132 942).For the processing of sulphidic iron ores or iron ore concentrates A large number of proposals have been made, each of which is very diverse Operate process categories. The focus is on roasting processes that take place in deck ovens or one- or two-stage fluidized bed ovens and the sulfur dioxide and iron oxide (see e.g. German patents 1 123, 686, 938 544, 1 024 493, 1 046 080 and 1 132 942).

Bei einer anderen Verfahrensgruppe werden Flotationspyrite mit vorgewärmter Luft nach der Gleichung oder aber mit heißen sauerstofffreien Brennerabgasen nach der Gleichung umgesetzt. Die das Bisen'enthaltende Schmelze, im vorliegenden Ball der Eisenstein, wird gegebenenfalls von Schlacke befreit und in einer Folgebehandlung weiterverarbeitet (deutsche Patentschrift 886 390, DAS 1 205 503).In another group of processes, flotation pyrites are made with preheated air according to the equation or with hot, oxygen-free burner exhaust gases according to the equation implemented. The melt containing the Bisen ', in the present ball the iron stone, is optionally freed of slag and processed further in a subsequent treatment (German patent specification 886 390, DAS 1 205 503).

In neuer Zett haben die in der Feuerungstechnik gebräuchlichen Zyklonfeuerungen Eingang in die Nichteisenmetallurgie gefunden und zur Verarbeitung von Kupfer und polymetallischen Konzentraten Bedeutung erlangt (vgl. I.A.In the new Zett, the cyclone firing systems commonly used in firing technology have Found entry into the non-ferrous metallurgy and processing of copper and polymetallic concentrates gained importance (see I.A.

Onajew, Zyklonßchmelzen von Kupfer und polymetallischen Konzentraten, eue Hütte 10 (1965) S.210 ). Bei den zum sogenannten Zyklonschmelzen benutzten Zyklonkammern wird Luft mit großer Geschwindigkeit tangential eingeblasen, so daß ein rotierender Wirbel entsteht. Die in die Zyklonkammer eingeführten Brennsoff- oder Erzkonzentratteilchen werden vom Wirbel erfaßt, verbrannt oder geschmolzen und gegen die Wand geachleudert. Das dabei gebildete Schmelzprodukt gelangt in den Sammelherd, in dem Stein von Schlacke getrennt wird. Die Aufarbeitung der Xeaktionsgase erfolgt in der üblichen Weise, z.B. zur Produktion von Schwefelsäure.Onayev, cyclone melting of copper and polymetallic concentrates, eue hut 10 (1965) p.210). In the cyclone chambers used for so-called cyclone melting air is blown in tangentially at high speed, so that a rotating Vortex arises. The fuel or ore concentrate particles introduced into the cyclone chamber are caught in the vortex, burned or melted and thrown against the wall. The resulting melt product reaches the collection center, in the stone of slag is separated. The processing of the reaction gases takes place in the usual way, e.g. for the production of sulfuric acid.

In Zusammenhang mit einer speziell ausgebildeten Zyklonkammer zur pyrometallurgischen Behandlung von zerkleinerten Erzen, Erzkonzentraten und dergleichen ist vorgeschlagen, Erze oder Erzkonzentrate in grobe oder feine Fraktionen aufgeteilt an verschiedenen Stellen der Zyklonkammer aufzugeben (DAS 1 161 053). Dadurch sollen die Ausbeute in Form der Schmelze größer sowie zugeführte Brennstoffe und Erze sehr gut entzündet werden.In connection with a specially designed cyclone chamber for pyrometallurgical treatment of crushed ores, ore concentrates and the like it is proposed to split ores or ore concentrates into coarse or fine fractions to be abandoned at various points in the cyclone chamber (DAS 1 161 053). This is supposed to the yield in the form of the melt is greater and the fuels and ores supplied are much greater be well ignited.

Es wurde nun gefunden, daß sich die in der Peuerungstechnik und in der Metallurgie der Nichteisenmetalle bekannten Zyklonkammern zur pyrometallurgischen Behandlung von sulfidischen Eisenerzen oder Eisenerzkonzentraten mittels sauerstoffhaltiger Gase unter Bildung einer das Eisen enthaltenden Schmelze, Schwefeldioxid und gegebenenfalls flüchtiger NE-Metalle bzw. NESMetallverbindungen bei Temperaturen von mindestens 14000 C eignen, wenn gemäß der Erfindung die Eisenerze oder Eisenerzkonzentrate an mehreren Stellen jeweils in Richtung einer Tangente oder Sekante in eine mit Wasserverdampfung bei mindestens 10 at Druck gekühlten Zyklonkammer 5 mit annähernd horizontaler Achse eingeführt und mit sauerstoffreichen Gasen und ohne wesentlichen Zusatz von Brennstoff derart umgesetzt werden, daß ein Röstprodukt mit einem durchschnittlichen Atomverhältnis von Be t O wie 1 s (1,0 - 1,15) entsteht.It has now been found that the technology used in the purification technique and in the metallurgy of the non-ferrous metals known cyclone chambers for pyrometallurgical Treatment of sulphidic iron ores or iron ore concentrates using oxygenated ones Gases with the formation of a melt containing the iron, sulfur dioxide and optionally volatile non-ferrous metals or NES metal compounds at temperatures of at least 14000 C are suitable if, according to the invention, the iron ores or iron ore concentrates at several points each in the direction of a tangent or secant in a cyclone chamber cooled with water evaporation at a pressure of at least 10 atm 5 introduced with an approximately horizontal axis and with oxygen-rich gases and be reacted without substantial addition of fuel in such a way that a roasted product with an average atomic ratio of Be to O such as 1 s (1.0 - 1.15).

Das erfingungagemäße Verfahren ermöglicht die Erzeugung eines Röstgutes mit Schwefelgehalten unter 1 % und einem Fep-Gehalt von größer 75 . Der Vorteil eines derartig hohen FeO-Gehaltes liegt insbesondere darin, daß bei einer anschließenden Behandlung, z.B. im Hochofen, nur das Mindestmaß an Reduktionsarbeit aufgebracht werden muß.The process according to the invention enables a roasted product to be produced with a sulfur content of less than 1% and a Fep content of more than 75. The advantage such a high FeO content is in particular that in a subsequent Treatment, e.g. in a blast furnace, only applied the minimum amount of reduction work must become.

Bei Verwendung als Zusatz für Sintermischungen wirkt das Röstgut infolge seiner Oxydierbarkeit zu Fe203 als ZBrennstoff" und vermindert dadurch den zum Sintern sonst erforderlichen Aufwand an Energieträgern, wie kohlenstoffhaltigenMaterialien oder Brenngasen.When used as an additive for sinter mixes, the roasting material acts as a result its oxidizability to Fe 2 O 3 as fuel "and thereby reduces the sintering otherwise required expenditure of energy sources, such as carbonaceous materials or fuel gases.

Die Temperaturen beim Schmelzen sind wesentlich bedingt durch das Mengenverhältnis von Ausgangsmaterial zu Sauerstoff, durch die Zusammensetzung des erzeugten Röstgutes, durch zugeführten Fremdbrennstoff, durch den Gangartgehalt des sulfidischen Erzes sowie durch den N2-Gehalt des sauerstoffhaltigen Gases.The melting temperatures are largely due to this Amount ratio of starting material to oxygen, through the composition of the produced roasted food, through supplied external fuel, through the gangue content the sulphidic ore and the N2 content of the oxygen-containing gas.

Im allgemeinen liegen bei dem. Pe:0-Verhältnis von 1 s (1,0 -1,15) die Schmelztemperaturen des gebildeten reinen Eisenoxids im Bereich von ca. 1 3800 C bis 1 43000. Bei höheren SiO2-Gehalten kann eine Schmelzpunkterniedrigung. bis ca.In general, the. Pe: 0 ratio of 1 s (1.0-1.15) the melting temperatures of the pure iron oxide formed in the range of approx. 1 3800 C up to 1 43000. With higher SiO2 contents, a lowering of the melting point can occur. until approx.

12000 C auftreten, so daß die anwendbare Zyklontemperatur nach unten mit etwa 1 4000 C begrenzt Sst.12000 C occur, so the applicable cyclone temperature is down limited to about 1 4000 C Sst.

Besonders geeignete sauerstoffreiche Gase sind solche mit mindestens 30 *, vorzugsweise solche mit 35 bis 50 %, Sauerstoffgehalt. Dabei lassen sich S02-onzentrationen im Abgas von ca. 30 bis 45 Vol.% erreichen.Particularly suitable oxygen-rich gases are those with at least 30 *, preferably those with 35 to 50% oxygen content. In doing so, S02 concentrations in the exhaust gas of approx. 30 to 45% by volume.

Der Betrieb des Zyklons nur mit Luft ist möglich, wenn diese auf über 4000 C vorgewärmt und eine hohe Brennraumbelastung eingestellt wird. Die Fahrweise ist jedoch -verglichen mit der unter Anwendung höherer Sauerstoffkonzentrationen - weniger vorteilhaft, da in den Abgasen dann nur 802-Konzentrationen unter 20 Vor.* erzielt werden können.The cyclone can only be operated with air if this is on 4000 C is preheated and a high combustion chamber load is set. The driving style is, however, compared to using higher oxygen concentrations - less advantageous, since only 802 concentrations below 20 Vor in the exhaust gases. * can be achieved.

Generell wird man den N2-Gehalt der Gase so gering wie möglich wählen. Die untere Grenze wird dabei praktisch durch die Beladung des sauerstoffhaltigen Gasstroms mit dem zu schmelzenden sulfidischen Eisenerz oder Eisenerzkonzentrat gegeben.In general, the N2 content of the gases will be chosen as low as possible. The lower limit is practically due to the loading of the oxygen-containing Gas stream with the sulphidic iron ore or iron ore concentrate to be melted given.

Die Dosierung des Sauerstoffs im Verhältnis zum aufgegebenen Material hat sehr genau zu erfolgen, um im Betrieb den Bereich FeO1 1 5 einzuhalten. Luftunterschuß führt zu hohen Schwefelgehalten und damit zu einem unbrauchbaren Produkt. Luftüberschuß führt zur Bildung von Fe304/ Fe203-Gemischen, durch deren hohen Schmelzpunkt einerseits der Schmelzzyklon ZeinfrierenZ kann und andererseits ein wesentlicher Vorteil des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Fortschritts verloren geht.The dosage of oxygen in relation to the fed material must be carried out very precisely in order to maintain the FeO1 1 5 range during operation. Air deficit leads to high sulfur contents and thus to an unusable product. Excess air leads to the formation of Fe304 / Fe203 mixtures due to their high melting point on the one hand the melting cyclone ZeinfrierenZ can and on the other hand a major advantage of the The progress that can be achieved with the method according to the invention is lost.

Die erwünschten Sauerstoffkonzentrationen werden - sofern nicht bereits sauerstoffreiche Gase zur Verfügung stehen -durch Zusammenmischen von liuft und technisch reinem Sauerstoff hergestellt. Die Sauerstoffkonzentration kann auch geschaffen werden, indem Sauerstoff und Luft der Zyklonkammer getrennt zugeführt werden. Die zuletzt genannte Arbeitsweise ist insbesondere dann empfehlenswert, wenn kostenmäßig günstig herstellbarer 70 zeiger Sauerstoff zur Verfügung steht.The desired oxygen concentrations are - if not already Oxygen-rich gases are available by mixing air and technically pure oxygen produced. The oxygen concentration can also be created by supplying oxygen and air separately to the cyclone chamber. the The last-mentioned mode of operation is particularly recommended if it is cost-effective cheap to produce 70 pointer oxygen is available.

Besonders vorteilhaft lassen sich NE-metallhaltige Ausgangsstoffe mit nicht zu hohen Anteilen an SiO2 verarbeiten, SiO2 führt zur Bildung von Eisensilikaten (Fe2SiO4) die in BeO löslich sind, so daß SiO2 nur schwer aus der Schmelze abgetrennt werden kann. In Sonderfällen, nämlich wenn zur Erzielung eines besseren Schlackenflusses im Hochofen ohnehin SiO2 chargiert wird, sind höhere SiO2-Gehalte zulässig oder sinnvoll.Non-ferrous metal-containing starting materials can be particularly advantageous Do not process with too high a proportion of SiO2, SiO2 leads to the formation of iron silicates (Fe2SiO4) which are soluble in BeO, so that SiO2 can only be separated from the melt with difficulty can. In special cases, namely when to achieve a better slag flow If SiO2 is charged in the blast furnace anyway, higher SiO2 contents are permissible or sensible.

Die Abröstung des sulfidischen Eisenerzes oder Eisenerskonzentrates erfolgt zweckmäßigerweise bei Körnungen kleiner 0,5 mm, am vorteilhaftesten jedoch mit mittleren Korndurchmessern von 50 Gew.-e/ó kleiner 100/u.The roasting of sulphidic iron ore or iron concentrate is best done with grain sizes smaller than 0.5 mm, but most advantageous with mean grain diameters of 50 wt. e / ó less than 100 / u.

Die Zyklonkammer mit horizontaler oder annähernd horizontaler Achse, d.h. mit einer Neigung gegenüber der Eorizontain von maximal 300, hat gegenüber einer senkrecht angeordneten Zyklonkammer den Vorteil, daß die Schmelzprodukte eine möglichst hohe Verweilzeit im Reaktionsraum besitzen.The cyclone chamber with a horizontal or approximately horizontal axis, i.e. with an inclination towards the Eorizontain of a maximum of 300, has towards a vertically arranged cyclone chamber the advantage that the melt products a Have the longest possible residence time in the reaction chamber.

Durch die in der Zyklonkammer herrschenden hohen Gasgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 100 m/sec und darüber bewegen sich die Schmelzprodukte bis zum Reaktionsende als dünner Film im dauernden Kontakt mit den heißen Gasen an den Zyklonwänden entlang.Due to the high gas velocities in the cyclone chamber the melt products move in the order of magnitude of 100 m / sec and above until the end of the reaction as a thin film in constant contact with the hot gases along the cyclone walls.

Die Aufgabe über mehrere Gas- und Materialaufgabeöffnungen bringt eine bessere Anpassungsfähigkeit der Zyklonkammer an veränderliche metallurgische Eigenschaften des Pyrits mit sich und beeinflußt wesentlich deren Wärmeumsatzleistungen.The task involves several gas and material feed openings better adaptability of the cyclone chamber to changing metallurgical Properties of pyrite with it and significantly influences their heat conversion rates.

Sollen schwerer verflüchtbare Bestandteile des Ausgangsmaterials, wie z.B. Zink> abgetrennt werden, so empfiehlt es sich, die Zyklontemperatur so hoch wie möglich zu treiben, d.h. die Zyklontemperatur durch entsprechende Sauerstoffzugabe auf Werte größer 160000 einzustellen.If less volatile components of the starting material are to be such as zinc> are separated, it is advisable to set the cyclone temperature as high as possible, i.e. the cyclone temperature by adding appropriate oxygen set to values greater than 160000.

Dabei gelingt es, die Verflüchtigung von Zink auf Werte über 90 %, von Arsen und Blei auf Werte über 95 ffi zu treiben, so daß die Restgehalte weniger als 0,1 betragen.It is possible to reduce the volatilization of zinc to values above 90%, of arsenic and lead to values above 95 ffi, so that the residual levels are less than 0.1.

Ähnlich gut lassen sich Silber, Cadmium, Tellur, Rhenium, Selen, Germanium. Antimon, Wismut und andere verflüchtigen.Silver, cadmium, tellurium, rhenium, selenium and germanium can be used just as well. Antimony, bismuth and others evaporate.

Um den Säuretaupunkt bei eventueller örtlicher Bildung von Schwefeltrioxid nicht zu unterschreiten, liegt der untere Dampfdruck bei etwa 10 atü, wobei Wandtemperaturen von ca. 1800 0 erhal-ten werden. Damit ein Angriff auf die Bestiftung der Rohrwände vermieden wird, ist es zweckmäßig den Dampfdruck nicht über 100 atü steigen zu lassen, wobei sich Wandtemperaturen von ca. 3200 a einstellen.In order not to fall below the acid dew point in the event of any local formation of sulfur trioxide, the lower vapor pressure is around 10 atmospheres, with wall temperatures of around 1800 0 being maintained. So an attack If the pinning of the pipe walls is avoided, it is advisable not to let the vapor pressure rise above 100 atmospheres, with wall temperatures of approx. 3200 a being set.

BeO-Schmelzen greifen Al203- oder SiO2-haltige Ausmauerungen sehr stark an, da A1203 bzw. SiO2 in BeO löslich ist. Das Zyklonschmelzen kann deshalb in üblichen Öfen nicht durchgeführt werden, ohne daß in kurzer Zeit großer Mauerwerkverschleiß auftritt. Durch Ausbildung der Reaktorwände als dampigekühlte, bestiftete und mit Stampfmasse ausgekleidete Rohrwände läßt sich durch Einfrieren einer dünnen Schicht erstarrter Schmelzprodukte ein natürlicher Schutz erreichen. Dies ist nur bei einer intensiven Kühlung, wie es die Dampfkühlung bei spezifischen Wärmedurchgängen von größer 40 000 kcall/hm2 darstellt, zu erzielen.BeO melts are very effective in lining linings containing Al203 or SiO2 strongly because A1203 or SiO2 is soluble in BeO. The cyclone melting can therefore cannot be carried out in conventional ovens without extensive masonry wear in a short period of time occurs. By designing the reactor walls as steam-cooled, pinned and with Rammed earth lined pipe walls can be removed by freezing a thin layer solidified enamel products achieve natural protection. This is only for one intensive cooling, as is the case with steam cooling with specific heat transfer rates represents greater than 40,000 kcall / hm2.

Zusammen mit den hohen Wärmeumsatzleistungen von über 2 106 kcal/m3h, dem ausgezeichneten Wärme- und Stoffaustausohverhalten bei extrem kurzen Verweilzeiten bringt die Arbeit mit der beschriebenen Zyklonkammer in Kombination mit einem nachgeschalteten Fangrost, den das Gas nach einer U-förmigen Umlenkung durchströmt, einen hohen Staubeinbindegrad und geringe Anteile mechanischer Flugstäube im Abgas. Nach Abkühlung der Gase in einem Kessel, der vorzugsweise aus einem aus Rohrwändengebildeten leeren Schacht und einem anschließend horizontal durchströmten Kessel besteht, fallen in den anschließenden Staubabscheidern die verflüchtigten Stoffe in Mengen an, die dem theoretisch erreichbaren Wert nahekommen. Eine geringe Menge eines sauerstoffhaltigen Sekundärstroms kann entweder kurz vor oder kurz hinter dem Fangrost zur Nachverbrennung eventuell in den Abgasen enthaltenden Schwefels zugegeben werden.Together with the high heat conversion rates of over 2 106 kcal / m3h, the excellent heat and mass transfer behavior with extremely short residence times brings the work with the described cyclone chamber in combination with a downstream one Air trap, through which the gas flows after a U-shaped deflection, has a high degree of dust retention and low levels of mechanical flue dust in the exhaust gas. After cooling the gases in a boiler, which preferably consists of an empty shaft formed from pipe walls and a boiler through which there is then a horizontal flow fall into the adjoining one Dust separators remove the volatilized substances in amounts that are theoretically achievable Come close to worth. A small amount of one oxygen-containing secondary stream can be either just before or just behind the cooling grate for post-combustion in the exhaust gases containing sulfur are added.

Als Staubabscheider kommen Elektrofilter und Schlauchfilter in Betracht.Electrostatic precipitators and bag filters can be used as dust separators.

Das beschriebene Verfahren bringt überraschenderweise neben ausgezeichneten thermischen und wirtschaftlichen Vorteilen starke Verbesserungen bei der Reinigung von sulfidischen Erzen oder Erzkonzentraten von für die Stahlindustrie unerwünschten Bestandteilen. Durch die thermische Aufbereitung im Schmelzzyklon zu hochreinem Abbrand, hochprozentigen Konzentrat der verflüchtigten Bestandteile und hochprozentigem S02-Gas von größer 30 ffi S02 lassen sich Wertsteigerungen des Abbrandes erzielen, die bei Anwendung von mechanischer Aufbereitung mit konventionellen Methoden nicht erzielbar sind. Die erzeugte Dampfmenge verbessert dazu merklich die Wirtschaftlichkeit des Prozesses.The process described brings surprisingly in addition to excellent thermal and economic benefits, major improvements in cleaning of sulfidic ores or ore concentrates of undesirable for the steel industry Components. Due to the thermal processing in the melting cyclone to high-purity Burn-off, high percentage concentrate of the volatilized components and high percentage S02 gas greater than 30 ffi S02, increases in the value of the burn-up can be achieved, not when using mechanical reprocessing with conventional methods are achievable. The amount of steam generated also noticeably improves the economy of the process.

Abb. 1 stellt ein Fließschema der erfindungsgemäßen Verfahrensführung dar.Fig. 1 shows a flow diagram of the process according to the invention represent.

Abb. 2 gibt einen Schmelzzyklon und den Eingang in den Abhitzekessel wieder.Fig. 2 shows a melting cyclone and the entrance to the waste heat boiler again.

Abb. 3 gibt den Sohmelzzyklon, gegenüber dem der Abb. 2 durch einen Herd erweitert, wieder.Fig. 3 shows the Sohmelzzyklon, compared to that of Fig. 2 by a Hearth expanded, again.

Das getrocknete und eventuell .nachgemahlene Ausgangsmaterial wird aus einem Aufgabebunker 1 über eine Bandwaage 2 in einen über 3 zugeführten Luftstrom gegeben und mit diesem als Primärluftstrcm 4 längs einer Sekante in den verdampfungsgekühlte Rohrwände 17 aufweisenden Schmelzzyklon 5 eingeblasen. Die Sekundärluft 6 wird über eine Sauerstoffleitung 7 mit Sauerstoff angereichert und über eine Leitung 20 eingespeist. Für die Sauerstoffzugabe können Gase beliebiger Herkunft mit Sauerstoffgehalten größer 60 % verwendet werden. Bei Bedarf können in den Schmelzzyklon 5 entweder über die Sekundärluftleitung 20 oder über die Zyklonspitze 19 Zusatzbrennstoff zugeführt werden.The dried and possibly. Re-ground starting material is from a feed hopper 1 via a belt weigher 2 into an air stream supplied via 3 given and with this as a primary air stream 4 along a secant into the evaporation-cooled Melt cyclone 5 having pipe walls 17 is blown in. The secondary air 6 is over an oxygen line 7 enriched with oxygen and fed in via a line 20. Gases of any origin with oxygen contents can be used for adding oxygen greater than 60% used will. If necessary, you can use the melting cyclone 5 either via the secondary air line 20 or via the cyclone tip 19 additional fuel are fed.

Im Schmelzzyklon findet die Röst- und Schmelzreaktion nach der Gleichung statt.In the melting cyclone, the roasting and melting reaction takes place according to the equation instead of.

Mit einem gewissen Sauerstoffüberschuß kann die Röstreaktion bis zum Fe01,15 getrieben werden.With a certain excess of oxygen, the roasting reaction can take up to Fe01.15 are driven.

Die im Schmelzzyklon 5 gebildete Eisenoxid-Schmelze läuft durch das Schlackenabflußloch 13 in kompaktem Stahl durch die Sekundärkammer 11, durch die Öffnung 21 in ein Wasserbad 23, in welchem es grobstückig in unregelmäßiger Porm erstarrt. Durch schonendes Zerkleinern, z.B. in einem Stachelbrecher, wird das erstarrte Eisenoxid auf die für den Hochofen erwünschte Körnung von etwa 10 bis 25 mm gebracht.The iron oxide melt formed in the melting cyclone 5 runs through the Slag drain hole 13 in compact steel through the secondary chamber 11 through which Opening 21 into a water bath 23, in which it is lumpy and irregular in shape stiffens. The solidified material is solidified by gentle crushing, e.g. in a sting crusher Iron oxide brought to the desired grain size of about 10 to 25 mm for the blast furnace.

Die aus dem Schmelzzyklon 5 austretenden schwefeldioxidhaltigen Gase durchströmen nach Umlenkung durch eine Prallwand 18 einen i'angrost 8, der einen großen Teil gegebenenfalls mitgerissener Schmelzetropfen auffängt, und gelangen zur Kühlung in den Abhitzekessel 9. In einem nachgeschalteten Staubfilter 14 können mit den schwefeldioxidhaltigen Gasen abgegangene flüchtige Substanzen, z.B. NE-metallhaltige Stäube niedergeschlagen werden.The gases containing sulfur dioxide emerging from the melting cyclone 5 After being deflected by a baffle wall 18, they flow through a grate 8, the one catches a large part of the melt droplets that may have been carried along and arrives for cooling in the waste heat boiler 9. In a downstream dust filter 14 can Volatile substances released with the gases containing sulfur dioxide, e.g. non-ferrous metals Dusts are precipitated.

Die im horizontalen Teil des Abhitzekessels 9 niedergeschlagenen Stäube können über 15 in den Aufgabebunker 1 zurückgeführt werden. Über Leitung 16 werden die NE-metallreichen Konzentrate abgezogen.The dust precipitated in the horizontal part of the waste heat boiler 9 can be returned to feed hopper 1 via 15. Be on line 16 the non-ferrous metal-rich concentrates withdrawn.

Bei der Ausführungsform entsprechend Abb. 3 wird die Schmelze in einem Herd 10 zwischengespeichert und in gleichmäßigem Strahl einer Wassergranulierrinne (nicht eingezeichnet) zugeführt, auf der sie auf Korngrößen kleiner 3 mm granuliert wird. Diese Fahrweise ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Eisenoxyd in einer Sinteranlage weiter verarbeitet wird. Während des Aufenthaltes der Schmelze im Herd 10 können im Bedarfsfall metallurgische Operationen durchgeführt werden.In the embodiment according to Fig. 3, the melt is in one Cooker 10 cached and in uniform jet of a water granulating channel (not shown) fed, on which it granulates to grain sizes smaller than 3 mm will. This procedure is particularly advantageous when the iron oxide in a Sinter plant is processed further. While the melt is in the hearth 10 metallurgical operations can be carried out if necessary.

Im übrigen ist die Vorrichtung der Abb. 3 identisch mit der der- Abb. 2.Otherwise, the device of Fig. 3 is identical to that of Fig. 2.

Ausfuhrungsbeispiel 1 (mit Bezug auf Abb. 1 und 2) Aus einem Auigabebunker 1 werden über eine Dosierbandwaage 2 stündlich 1,3 Tonnen vorgetrockneter Pyrit mit kleiner 0,5 ° Feuchte und einer Körnung Von 50 V kleiner 90 Mikron in die Aufgabeleitung 4 eines Schmelzzyklons gegeben. Der Pyrit hat folgende Zusammensetzung: FeS2 97 % ZnS 1,6 o6 PbS 0,3 % As2S3 0,1 ß Gangart 1 ffi In dem auf vier Teilströme aufgeteilten Aufgabesystem wird der Pyrit mit insgesamt 300 Nm3/h Trägerluft zum Schmelzzyklon 5 gefördert und in diesen längs des Zylindermantels über vier Öffnungen längs einer Sekante eingeblasen.Exemplary embodiment 1 (with reference to Figs. 1 and 2) From an Auigabunker 1 1.3 tons of pre-dried pyrite per hour are fed via a weighfeeder 2 with less than 0.5 ° humidity and a grain size of 50 V less than 90 microns into the feed line 4 given a melting cyclone. The pyrite has the following composition: FeS2 97 % ZnS 1.6 o6 PbS 0.3% As2S3 0.1 ß Gait 1 ffi In the divided into four partial flows In the feed system, the pyrite becomes a melting cyclone with a total of 300 Nm3 / h of carrier air 5 promoted and in this along the cylinder jacket through four openings along one Secant blown in.

1100 Nm3/h über 3 herangeführte Luft werden in der Sekundärstromleitung 20 mit 305 Nm3/h 95 «igem Sauerstoff aus einem Kaltvergaser über die Leitung 7 zusammengemischt und tangential über separate Öffnungen verstellbarer Weite mit hoher Geschwindigkeit in den Zyklon 5 eingeblasen.1100 Nm3 / h via 3 supplied air are in the secondary flow line 20 mixed together with 305 Nm3 / h of 95% oxygen from a cold gasifier via line 7 and tangentially via separate openings of adjustable width at high speed blown into the cyclone 5.

Insgesamt werden dem Zyklon 1705 Nm3 P sauerstoffhaltige Gase mit einem 02-Gehalt von 34,5 0 aufgegeben. Der unter 100 zur Horizontalen geneigte Zyklon 5 hat einen lichten Durchmesser von 700 mm und eine Länge des zylindrischen Iilan-tels von 900 mm.A total of 1705 Nm3 P of oxygen-containing gases with the cyclone given an O2 content of 34.5 0. The cyclone inclined below 100 to the horizontal 5 has a clear diameter of 700 mm and a length of the cylindrical Iilan-tels of 900 mm.

Der Zyklonmantel besteht aus bestifteten und mit Stampfmasse verkleide-ten Rohrwänden 17, die durch Wasserverdampfung bei 40 atü gekühlt werden.The cyclone shell consists of pinned and clad with rammed earth Pipe walls 17, which are cooled by water evaporation at 40 atü.

Im Schmelzzyklon 5, der mit einer mittleren Temperatur von 16000 C arbeitet, findet die Abröstung des Pyrits zu Fe01101 statt, wobei 1580 Nln3/h SO2-Gas mit einer S02-Konzentration von 29 % entstehen. Diese treten, beladen mit den dampfförmigen, verflüciligten NE-Metallverbindungen und mitgerissenen J?e01101-Tröpfchen in die Sekundärkammer 11 aus.In the melting cyclone 5, which has an average temperature of 16,000 C. works, the roasting of the pyrite to Fe01101 takes place, whereby 1580 Nln3 / h SO2 gas with an S02 concentration of 29%. These occur loaded with the vaporous, volatile non-ferrous metal compounds and entrained J? e01101 droplets into the Secondary chamber 11 from.

Durch das Schlackenabflußloch 13 läuft das im Schmelzzyklon 5 gebildete FeO1,01, welches einen Schmelzpunkt von 140000 hat, in einem kompakten Strahl durch die Sekundärkammer 11 und die Austrittsöffnung 21 in ein Wasserbad 23 zb, in welchem es grobstückig in unregelmäßiger Form erstarrt.The slag formed in the melting cyclone 5 runs through the slag discharge hole 13 FeO1.01, which has a melting point of 140,000, in a compact beam the secondary chamber 11 and the outlet opening 21 in a water bath 23, for example, in which it solidifies in chunks in an irregular shape.

Durch eine Austragsvorriciltung 24 werden die erstarrten FeO1,01-Teile aus dem Wasserbad 23 gefördert und in einem Stachelbrecher auf kleiner 25 mm zerkleinert, wobei der Anfall von Unterkorn kleiner 10 mm möglichst vermieden wird.A discharge device 24 releases the solidified FeO1.01 parts conveyed out of the water bath 23 and crushed to less than 25 mm in a pin crusher, whereby the accumulation of undersized grains smaller than 10 mm is avoided as far as possible.

Es fallen stündlich insgesamt 755 kg FeO1,01 mit einem Schwefelgehalt kleiner 0,5 %> eines Si02-Gehalt von 1,2 s0 und folgenden NE-Metallgehalten an: Zn 0*1 % Pb 0,02 % As 0,01 %.A total of 755 kg FeO1.01 with a sulfur content fall every hour less than 0.5%> an Si02 content of 1.2 s0 and the following non-ferrous metal contents: Zn 0 * 1% Pb 0.02% As 0.01%.

Das aus dem Schmelzzyklon 5 austretende Abgas wird durch Umlenken in der Sekundärkammer 11 und durch Passieren eines Fangrostes 8 weitestgehend von mitgerissenen Schmelztröpfchen befreit, die von der Sekundärkammer ins Wasserbad abfließen.The exhaust gas emerging from the melting cyclone 5 is diverted in the secondary chamber 11 and by passing a catch grate 8 as far as possible from entrained melt droplets released from the secondary chamber into the water bath flow away.

Hinter dem Fangrost 8 werden durch Zugabe von 100 Nm³/h Luft noch im Abgas enthaltene Schwefelverbindungen nachverbrannt und die Abgase von 1680 Nm3/h und einer S02-Konzentra-tion von 29 % werden in einem Leerzug 9 vor- und in einem horizontalen Abhitzekessel 22 abgekühlt. Die 35000 heißen Kesselabgase werden in einem als Heißelektrofilter ausgebildeten Staubfilter 14 gereinigt, wobei stündlich 30,5 kg Staub mit 33 % Zn, 12 % Pb und 2,7 % As anfallen und bei 16 abgezogen werden. Im Horizontalkessel 22 anfallender Staub von stündlich 60 kg wird über 15 abgezogen und in den Schmelzzyklon 5 zurückgeführt.Behind the catch grate 8 are still air by adding 100 Nm³ / h Sulfur compounds contained in the exhaust gas are post-burned and the exhaust gases are 1680 Nm3 / h and an S02 concentration of 29%, 9 in front of an empty train and in one horizontal Waste heat boiler 22 cooled. The 35,000 hot boiler exhaust gases are cleaned in a dust filter 14 designed as a hot electrostatic filter, wherein 30.5 kg of dust with 33% Zn, 12% Pb and 2.7% As are produced every hour and removed at 16 will. Dust of 60 kg per hour accumulating in the horizontal boiler 22 is over 15 withdrawn and returned to the melting cyclone 5.

Durch die Kühlung des Zyklons und durch Abkühlung der S02-Gase werden stündlich 1,45. Tonnen Sattdampf von 40 atü gewonnen.By cooling the cyclone and by cooling the S02 gases hourly 1.45. Tons of saturated steam of 40 atmospheres obtained.

Ausführungsbeisiel 2 (mit Bezug auf Abb. 1 und 3) Aus einem Aufgabebunker 1 werden über eine Dosierschnecke 2 stündlich 125 Tonnen eines auf eine Beuchte von kleiner 0,3 % getrockneten Flotationspyrits mit einer Korngröße kleiner 100 Mikron, wobei 50 0 kleiner 60 Mikron sind, in das Aufgabesystem 4 eines Schmelzzyklons 5 gegeben. Der NE-metallreiche und gangarthaltige Pyrit soll in diesem in ein für die Sinterung brauchbares, staubfreies Eisenoxid überführt werden, wobei die NE-Metalle gewonnen werden sollen.Example 2 (with reference to Figs. 1 and 3) From a feed hopper 1 an hourly 125 tons of one are transferred to a humidifier via a metering screw 2 of less than 0.3% dried flotation pyrite with a grain size of less than 100 Microns, where 50 0 are less than 60 microns, into the feed system 4 of a melting cyclone 5 given. The non-ferrous metal-rich and gangrenous pyrite is said to be in this one for sintering usable, dust-free iron oxide are transferred, with the non-ferrous metals should be won.

Der Pyrit hat folgende Zusammensetzung: FeS2 95,0 % ZnS 2,4 0 PbS 0,5 % As2S3 0,1 % Gangart 2>0 % Der Zyklon 5 hat mit 700 mm p und 900 mm zylindrischer Länge die gleichen Abmessungen wie im Beispiel 1. Er wird mit Wasserverdampfung bei 25 atü gekühlt.The pyrite has the following composition: FeS2 95.0% ZnS 2.4 0 PbS 0.5% As2S3 0.1% Gait 2> 0% The Zyklon 5 has 700 mm p and 900 mm more cylindrical Length the same dimensions as in Example 1. It is made with water evaporation cooled at 25 atm.

Über die vier Aufgabeströme wird durch insgesamt 400 Nm³/h iluft von Raumtemperatur der Pyrit in Porm einer Sekante in diesen eingeblasen. 700 Nm3/ti Luft werden in der Sekundärstromleitung 20 mit 680 Nm³/h -75 siegen, aus einer Luftzerlegungsanlage stammenden und über eine Leitung herangeführ ten Sauerstoff vermischt und über vier Öffnungen tangential in den Schmelzzyklon eingeblasen, Insgesamt werden dem Zyklon 1780 Nm3/h sauerstoffhaltige Gase mit einem mittleren 02-Gehalt von 38,2 % aufgegeben.A total of 400 Nm³ / h of air is generated through the four feed streams At room temperature, the pyrite is blown into this in the form of a secant. 700 Nm3 / ti Air will triumph in the secondary flow line 20 at 680 Nm³ / h -75 from an air separation plant originating and brought up via a line mixed oxygen and blown tangentially into the melting cyclone through four openings, total the cyclone 1780 Nm3 / h oxygen-containing gases with an average O2 content of 38.2 % given up.

Bei 17500 C mittlerer Zyklontemperatur e rfolgt in diesem die Abröstung des Pyrits ZU i'eO1 12 bei gleichzeitigem Schmelzen (Schmelspunkt ca. 14506C), wobei 1620 Nm³/h Abgas mit einem S02-Gehalt von 32 % entstehen, die durch die Sekundärkammer 11 und den Fangrost 8, wo sie mit 100 Nm3/h 75 %igem 02 nachverbrannt werden, in den Abhitzekessel 9 und 22 gegeben werden.Roasting takes place in this at an average cyclone temperature of 17500 C des pyrite ZU i'eO1 12 with simultaneous melting (melting point approx. 14506C), whereby 1620 Nm³ / h of exhaust gas with an S02 content of 32% are generated through the secondary chamber 11 and the catch grate 8, where they are post-burned at 100 Nm3 / h 75% 02, in the waste heat boiler 9 and 22 are given.

Die 1720 Nm3/h S02-Gas werden dort auf 3000C gekühlt und in einem als Schlauchfilter ausgebildeten Staubfilter 14 entstaubt, wobei 45 kg/h eines NE-Metallkonzentrates mit 49 * Zn, 14 % Pb und 1,8 % As anfallen. 80 kg/h Staub aus dem Abhitzekessel werden in den Zyklonbunker 1 zurückgeführt, 1,87 Tonnen Sattdampf 25 atü werden stündlich produziert.The 1720 Nm3 / h S02 gas are cooled there to 3000C and in one Dust filter 14 designed as a bag filter is dedusted, with 45 kg / h of a non-ferrous metal concentrate with 49 * Zn, 14% Pb and 1.8% As. 80 kg / h dust from the waste heat boiler are returned to cyclone bunker 1, 1.87 tons of saturated steam are 25 atmospheres produced every hour.

Die aus dem Zyklon 5 durch das Ablaufloch abfließende Fe01,12-Schmelze wird durch Sekundärkammer 11 in einen Vorherd 10 ablaufen gelassen, in welchem sie etwa eine Stunde verweilt. Aus dem Vorherd wird diskontinuierlich die Schmelze abgestochen und in gleichmäßigem Strom einer Granulierrinne 12 zugeführt, in der sie durch einen Wasserstrahl auf eine Körnung kleiner 3 mm granuliert wird.The Fe01,12 melt flowing out of the cyclone 5 through the drainage hole is drained through secondary chamber 11 into a forehearth 10, in which it lingers about an hour. The melt is tapped discontinuously from the forehearth and fed in a steady stream to a granulating channel 12, in which they are passed through a Water jet is granulated to a grain size of less than 3 mm.

Es fallen stündlich 905 kg eines Eisenoxids der Formel FeO1,12 mit folgenden Gehalten an Fremdstoffen an: S 0,3 * Zn 0,15 % Pb 0,05 % As 0,02 % Si°2 2,5 * Das Eisenoxid wird einer Sinteranlage zur Erzeugung von Ho chofeneinsatzmaterial zugeführt - Patentansprüche -905 kg of an iron oxide of the formula FeO1,12 fall with it every hour the following contents of foreign substances: S 0.3 * Zn 0.15% Pb 0.05% As 0.02% Si ° 2 2.5 * The iron oxide is used in a sintering plant for the production of furnace feed supplied - claims -

Claims (6)

Patentansprüche 1) Verfahren zur pyrometallurgischen Behandlung von sulfidischen Eisenerzen oder Eisenerzkonzentraten mittels sauerstoffhaltiger Gase unter Bildung einer das eisen enthaltenden Schmelze, Schwefeldioxid und gegebenenfalls flüchtiger NE-Metalle bzw. NE-Metallverbindungen bei Temperaturen von mindestens 14000 a, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenerze oder Eisenerzkonzentrate an mehreren Stellen jeweils in Richtung einer Tangente oder Sekante in eine mit Wasserverdampfung bei mindestens 10 at Druck gekühlten Zyklonkammer (5) mit annähernd horizontaler Achse eingeführt und mit sauerstoffreichen Gasen und ohne wesentlichen Zusatz von Brennstoff derart umgesetzt werden, daß ein Röstgut mit einem durchschnittlichen Atomverhältnis von Be t 0 wie 1 : (1,0 -1,15) entsteht. Claims 1) Process for the pyrometallurgical treatment of sulphidic iron ores or iron ore concentrates using oxygen-containing gases with the formation of a melt containing the iron, sulfur dioxide and optionally volatile non-ferrous metals or non-ferrous metal compounds at temperatures of at least 14000 a, characterized in that the iron ores or iron ore concentrates at several Place each in the direction of a tangent or secant in one with water evaporation Cyclone chamber (5) cooled at at least 10 at pressure with an approximately horizontal Axis introduced and with oxygen-rich gases and no significant addition of Fuel are implemented in such a way that a roast with an average Atomic ratio of Be t 0 such as 1: (1.0-1.15) arises. 2) Verfahren nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichneta daß die Eisenerze oder Eisenerzkonzentrate bei Temperaturen oberhalb 160Q.OC umgesetzt werden.2) Method according to claim 12 characterized in that the iron ores or iron ore concentrates are converted at temperatures above 160 ° C. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenerze oder Eisenerzkonzentrate mit Gasen umgesetzt werden, deren 02-Gehalt mindestens 30 %> vorzugsweise 35 bis 50 , beträgt.3) Method according to claim 1 or 2, characterized in that the Iron ores or iron ore concentrates are reacted with gases whose O2 content is at least 30%> preferably 35 to 50. 4) Verfahren nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenerze oder Eisenerzkonzentrate mit vorgewärmten sauerstoffreichen Gasen umgesetzt werden.4) Method according to claim 12, characterized in that the iron ores or iron ore concentrates are reacted with preheated oxygen-rich gases. 5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetw daß man zur Herstellung eines für die direkte Hochofenbeschickung geeigneten Röstgutes die Schmelze in einem Wasserbad grobstückig erstarren läßt.5) Method according to claim 1, characterized in that one is used for Production of a roast material suitable for direct blast furnace charging the melt solidified in pieces in a water bath. 6) Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung eines feinkörnigen, staubfreien Röstgutes für Sintermischungen die Schmelze in einem Herd (10) sammelt und in einer Wasserrinne (12) feinkörnig granuliert.6) Method according to claim 1, characterized in that one for the production of a fine-grained, dust-free roasted material for sinter mixes, the melt in one Hearth (10) collects and finely granulated in a gutter (12).