-
ordena Lenina Woroneschskij / Gosudarstwennyj Uniwersitet Imeni Leniskowo
Komsomola, Woronesch / UdSSR VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON PELLETS AUS ERZKONZENTRATEN
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Prozesse zum Stückigmachen von Erzen
in der Eisenhüttenindustrie, insbesondere auf Verfahren zur herstellung von Pellets
aus Erzkonzentraten mit einer Teilchengröße von weniger als 0,83 mm.
-
Die vorliegenue Erfindung kann besonders wirksam bei röstfreien Verfahren
zur Herstellung von Pellets aus Eisenerkonzentraten angewandt werden, welche 7 bis
15% Feuchtigkeit enthalten, unter Verwendung von Binuemitteln, die aktives Kalziumoxid
und Magnesiumoxid enthalten, sowie zur Herstellung von Pellets aus den Sonzentraten
von Chromerzen,
xanganerzen sowie Buntmetallerzen.
-
Außerdem kann die Erfindung Anwendung finden beim Stückigmachen von
Schlämmen der Naßgasreinigung von Hüttenbetrieben zwecks Verwertung dieser Schlämme.
-
Die Hüttenindustrie in allen Ländern stellt mit jedem Jahr immer
höhere Anforderungen an die Qualität des Roheisenerzes, weil davon die technisch-ökonomischen
Kennwerte des Hochofenbetriebes weitgehend abhängen. Eine der besonders wichtigen
Forderungen ist die erzielung einer konstanten chemischen Zusammensetzung des Rohstoffes
una einer konstanten Stückgröße desselben. Deshalb wird eine immer größere Aufmerksamkeit
den Fragen der Anreicherung, Homogenisierung und des Stückigmachens von Erzen wid
Erzkonzentraten geschenkt.
-
Bis zur heutigen Zeit ist das verbreiteste Verfahren zum Stückigmachen
der Erze das Agglomerieren, d.h. das Sintern von Erzbeschickungsgut zu stückigen
Agglomeraten auf Metallrost durch Durchblasen eines Gas-Luft-Gemisches mit einer
Temperatur von über 140000 durch die Schicht aes Beschickungsgutes.
-
Die Einbeziehung<in die Verhüttung>immer größerer Mengen von
feinpulverigen (eisenreichen) Konzentraten<jnd die Erhöhung der an die mechanische
Festigkeit des Agglomerates gestellten Anforderungen erfordern jedoch eine
weitere
Entwicklung der Agglomeration sowohl im Sinne der Vervollkommnung von Röstmaschinen
als auch durch die Einschaltung<in den Prozeß>zusätzlicher technologischer
Operationen<>wie vorhergehendes Stückigmachen des Beschickungsgutes, Ealibrierung
des Agglomerates usw.
-
Unter diesen Bedingungen ist die Pelletierung ein besonders zukunftsreiche5
Verfahren zum Stickigmachen feinpulveriger Konzentrate.
-
Die Pellets weisen hohe mechanische Festigkeit, gute Reduzierbarkeit,
homogene chemische und Kornzusammenset zung auf.
-
Gegenüber dem Agglomerat weisen sie eine höhere Beständauf igkeit
bei Lagerung, Transport und Umladen /, wodurch es möglich wird, das Problem des
Transportes von Roheisenerz besonaers günstig zu lösen.
-
bereits Der in der ganzen Welt angewandte Herstellungsprozeß für
Pellets besteht in der Pelletierung des Eisenerzkonzentrat es und anschließendem
liochtemperaturrösten des Granulats bei einer Temperatur von 1250 bis 1300°C vorzugsweise
auf Fließbandröstmaschinen.
-
Da sich die Rösttemperatur und die technologischen Hauptausrüstungen
bei der Herstellung von Pellets oder Agglomerat nicht wesentlich unterscheiden,
weisen diese Verfahren zum Stückigmachen folgende gemeinsame Nachteile auf:
1)
Anwendung <auf den Röstmaschinen>hitzebestandiger kostenintensiver Rostwagen<>,
die häurige Reparaturen und Ersatz erfordern; eine 2) Notwendigkeit, Kühlung der
gerösteten Pellets oder des agglomerats aurchzurühren, wozu ein spezielles System
von Kühleinrichtungen benötigt wird. Dabei führt die starke Abkuhlung aes stückiggemachten
Produktes zu einer Senkung seiner mechanischen Festigkeit und zu einer Steigerung
des Gehaltes an feinen Fraktionen; n 3) Etwa 25% des Fertigprodukte werden stä/dig
in den Prozeß zurückgeleitet, wodurch der Wärmeaufwand zusätzlich gesteigert uncl
aie beistungsfähigkeit der Fabriken gegenüber der potentiell möglichen gesenkt wird;
4) Großer Stromverbrauch für Gebläseanlagen; 5) Hohe Investitionen für die Errichtung
der Fabriken; Das 6) Rösten des Agglomerates und der Pellets ist durch eine bedeutende
Verunrbinigung der Atmosphäre durch Verbrennungsprodukte, Schwefeldioxyd und Staub
begleitet Bei der Herstellung von Pellets ist die Staubentwicklung etwas geringer
als bei dem Agglomerieren. Jedoch kommt es neben der Verunreinigung der Atmosphäre
zu einer Verarmung derselben an Sauerstoff, weil das Rösten der Pellets von deren
Oxydation begleitet wird.
-
7) Oxydierende Rösten der Pellets ist unzweckmäßig füi ochofenverhüttung.
-
Die oben genannten Nachteile können bei röstenfreien Verfahren zur
Herstellung von Pellets vermieden werden. Es sind außerdem Verfahren möglich, Pellets
zu erhalten, die das Reduktionsmittel in Form von Pulverkoks, Kohle und ähnlichen
Materialien enthalten.
-
Von den röstfreien Verfahren glangte<zur großtechnischen Anwendung>ein
von der schwedischen Firma "Grägesberg" entwickeltes Verfahren zur Herstellung von
<> Pellets mit dem Zement-Bindmittel "grängcold. In den Betrieben dieser Firma
werden jährlich gegen 1,5 Milionen Tonnen solche Pellets hergestellt.
-
Nach dem "grängcold"-Verfahren wird das innig verrührte Gemisch von
Eisenerzkonzentrat und Bindemittel in Form von gemahlenem Portlandzementklinker
(in einem Verhältnis von 90 und 10 Gew% auf Pelletiertellern stückiggemacht, mit
feuchtem Ausgangskonzentrat zum Vermeiden des Zusammenklebens und zur Bewahrung
der Festigkeit des Rohr granulats bestreut undurch halten in Silobunkern kontinuierlichen
Betriebs während einer Zeitdauer von 30 bis 40 h, dann während einer Zeitdauer von
5 bis 7 Tagen in einem Bunkerlager und während weiterer 2 bis 3 Wochen in einem
Freilager<verfestigt.>
Hauptvorteile der 1grängc old-T echnologi
e sind: 1) Senkung der Investitionen für den Bau; 2) Senkung der Selbstkosten der
Pelletherstellung; 3) Steigerung der Hochofenleistung infolge einer höheren Reduzierbarkeit
der nicht gerösteten Pellets; 4) Verringerung der Luftverunreinigung bei der Herstellung
dieser Pellets.
-
Nachteile der "grängcold"-Technologie sind: 1) langdauernder Herstellungsprozeß;
2) Notwendigkeit, das Rohgranulat mit dem Konzentrat zu bestreuen und anschließend
dieses aus den Pellets abzusieben; 3) Steigerung des Gehalt es der Pellets an Kieselerde
(SiO2) um 2 bis 2,5/o infolge der Zugabe von 10% tortlandzement (gemahlenem Portlandzementklinker);
4) Das Verfahren ist wirtschaftlich von Vorteil nur bei einem hohen Gehalt des Konzentrats
an Eisen und bei der Verwendung eines billigen Zementes.
-
Diese Nachteile zu vermeiaen gestattet das röstfreie Verfahren unter
hydrothermaler (Autoklaven-) Verfestigung von Pellets oder Briketts. Dieses Verfahren
ist besonders aktiv in der (JdSSR, Schweden und den USA entwickelt und ist für eine
großtechnische Anwendung geeignet.
-
Die Verfestigung des stückiggemachten Produktes wird Behandlung nach
diesem Verfahren durch in Autoklaven mit
gesättigtem Wasserdampf
bei einer Temperatur von 100 bis 3500C durchgeführt.
-
Unter diesen Bedingungen kommt. es zwischen den Komponeneiner ten
des stückiggemachten Gemisches zu chemischen Wechselwirkung, durch die die Pellets
eine für die Verhüttung erforuerliche Festigkeit gewinnen.
-
Die Dauer der Autoklavenbehandlung beträgt 1 bis 24 h und wird durch
Reaktionsfähigkeit der Komponenten des Gemisches, Temperatur der Behandlung und
geforderte Festigkeit des Produktes bestimmt.
-
Ein solches röstfreies Verfahren mit hydrothermaler Verfestigung
ist in der US -Patentschrift - 3235371, beschrieben, Dieses Verfahren sieht vor:
Vermischen bis zur erzielung eines homogenen Gemisches des feingemahlenen Eisenerzkonzentrates
mit einer Feuchtigkeit von 3 bis 14 Gewichtsprozent mit gemahlenem Bindemittel,
genommen in einer menge von 5 bis 20 Gew% und gewählt aus der Gruppe, die Kalzium-
oder Magnesiumhydroxid (gelöschten Kalk), Kalzium- oder Magnesiumoxid (ungelöschten
Kalk) enthält, unter Zugabe eines Katalysators in Form von Alkali oder Alkalisalzen
in einer Menge von 0,25 bis 1 Gew%, anschließendes Stückigmachen des erhaltenen
Gemisches durch Brikettieren oder Pelletieren und weitere Verfestigung der t3ehand1un
Briketts beziehungweise Pellets durch im Dampfmedium bei einer Temperatur von 100
bis 3500C.
-
In dieser Fatentschrift ist gesagt, daß die Feuchtigkeit des stückiggemachten
Rohproduktes vor der hyarothermalen Reaktion vorzugsweise in einem Bereich von 3
bis 8 Gew% und noch besser in einem Bereich von 4 bis 5 GewS liegen soll. In den
angeführten Beipielen wird die Herstellung von Briketts aus einem Gemisch von trockenen
Eisenerzkonzentrat mit Zugabe von 10, 15 und 20 GewX gelöschtem Kalk (Ealziumhydroxid),
0,5 und 17o Natriumkarbonat betrachtet Dem Eisenerzkonzentrat werden vQrher 4 bis
5% Wasser zugegeben.
-
erfindungsgemäßen Vor der Entwicklung des Verfahrens zur Herstellung
von Pellets wurden zahlreiche Experimente angestellt, durch welche festgestellt
wurde, daß nach den oben dargelegten Verfahren bei den genannten Parametern und
nur Zusammensetzungen im wesentlichen Briketts erhalten werden können.
-
Bei der Pelletierung des Gemisches beträgt die i?euch tigkeit der
Grünpellets meistenteils 7 bis 10 Gew%, d.h.
-
übersteigt die in der USA-Patentschrift angegebenen besonders bevorzugten
Grenzen der Feuchtigkeit des Produktes vor der hydrothermalen Behandlung. Deshalb
erfordert die Herstellung fester Pellets deren Antrocknen vor der hydrothermalen
Behandlung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht über 5 GewN.
-
Die Anwendung des Katalysators bewirkt nicht eine Festigkeitssteigerung
des Rohgranulates in dem Maßre, daß die Notwendigkeit einer Trocknung vor der hydrothermalen
Behandlung entfällt.
-
Der Gehalt des stückiggemachten Gemisches an etwa 20% des in der
Patentschrift genannten Bindemittels ist, wie es sich herausgestellt hat, abenfalls
nur beim Brikettieren zulässig.
-
Die Herstellung von Pellets aus einem Gemisch, welches über 15 Gew%
Kalk enthält, ist sehr erschwert, weil ein solches Gemisch erhöhte Mengen an feinverteilten
Kalziumhydroxidteilchen enthält. Bei der Pelletierung wird ein solches Gemisch zu
kleinen dichten Klumpen unregelmäßiger Form "abgebunden", die sich im weiteren zu
größeren und nichtfesten Stücken vereinigen, was bedeutet, daß der normale Prozeß
der Pelletierung gestört wird.
-
Das Stückigmachen nach dem genannten Verfahren von Konzentraten mit
einer Feuchtigkeit von über 9,0 ist<möglich> nur bei der Verwendung von ungelöschtem
Kalk als Bindemittel?Jedoch gibt das dort angegebene eines Verfahren zur Herstellung
homogenen Gemischsnur durch Vermischen der Komponenten praktisch keine Möglichkeit,
ungelöschten
Kalk einzusetzen, weil dadurch eine vollständige
Löschung desselben nicht gesichert wird, während das Vorliegen ungelöschter Kalkteilchen
in den Pellet einer Senkung ihrer Festigkeit, ja sogar zu einer Zerstörung derselben
im Prozeß der hydrothermalen Behanalung<unvermeidlich>führt.
-
Es ist auch ein rösi;ureies Verfahren zur Herstellung von Pellets
unter hydrothermaler (Autoklaven-) Verfestigung bekannt, das in der achwedischen
Patentschrift 316381, beschrieben.ist. Nach diesem Patent ist neben den dem amerikanischen
Patent analogen Operationen gemeinsames Mahlen des Eisenerzkonzentrats mit vorher
gelöschter Stahlschmelzschlacke oder gelöschtem Kalk in einer Stabmühle auf den
optimalen Homogenisierungsgrad und Antrocknen der Grünpellets auf einen Gehalt derselben
an freier Feuchtigkeit von nicht über 5 Gew% vorgesehen.
-
Beim gemeinsamen Mahlen kommt es dabei zu einer Aktivierung des Gemisches,
während vor der Homogenisierung ein optimales selektives Zerkleinern der Komponenten
nach der Größe zur Erzielung maximaler Dichte und Festigkeit der Pellets vorgesehen
wird.
-
Wenn auch dies Verfahren es möglich macht, Pellets auf röstfreiem
Wege unter hydrothermaler Verfestigung zu erhalten, besitzt es doch folgende Nachteile:
1.
Die Verwendung gelöschten Kalks oder vorher gelöschter Stahlschmelzschlacke beschränkt
unvermeidlich die obere Grenze der zulässigen Feuchtigkeit es des Ausgangskonzentrate,
da / bei hoher Feuchtigkeit des Konzentrats sehr schwierig ist, nach dem in dem
Patent genannten Verfahren ein homogenes Gemisch zu erzielen und dieses zu pelletieren.
-
2. Die Herstellung von gelöschtem Staubkalk hoher Qualität ist ein
komplizierter technologischer Prozeß, der es neben der Hauptoperation der Hydratation
des Kalkes erfordert, diesen zu mahlen, zu scheiden und in Bunkern großen Volumens
zu halten, wie dies beispielsweise in der amerikanischen Praxis der Fall ist. Ein
vollständiges Löschen der Stahlschmelzschlacke ist noch komplizierter, t da diese
unvermeidlich eine große Menge von togebranntem Kalk enthält.
-
3. Das selektive zahlen der Komponenten und die Aktivierung des Gemisches
in der Stabmühle führt nicht zur erzielung einer Festigkeit der Rohpellets, die
dazu ausreicht, daß deren Trocknung vor der Autoklavenbehandlung entfällt.
-
4. Die Trocknung der Pellets vor der Autoklavenbehandlung erfordert
einen zusätzlichen Wärmeautwnnd und macht den rös ç reien Prozeß kompliziert
bs
ist auch ein Verfahren mit hydrothermaler Verfestigung der Pellets bekannt, wie
in dem UdSSR-Urheberscflein 212276, beschrieben ist. Dieses Verfahren unterscheiaet
sich von den obenbeschriebenen dadurch, aaß das Gemisch des Eisenerzkonzentrates
mit dem Bindemittel in Form von ungelöschtem Kalk oder gebranntem Dolomit in Silobunkern
bis zur vollständigen Löschung des Lackes gehalten wird.
-
Dabei verwendet man das Konzentrat mit der nach seiner Anreicherung
erzielten Feuchtigkeit. Während dieser Bunkerlage.
-
rnng geht zwischen dem Kalziumoxid des Kaltes und der Feuchtigkeit
des Konzentrat es die Hydratationsreaktion vor sich, durch die das Gemisch angetrocknet
und aktiviert wird.
-
Die nach der Pelletierung eines solchen Gemisches erhaltenen Grünpellets
werden vor der hydrothermalen Reaktion auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 2 bis 5%
angetrocknet.
-
Dieses Verfahren macht es durch die Verwendung von ungelöschtem Kalk
möglich, Konzentrate mit hoher Feuchtigkeit zu pelletieren.
-
Dabei erfolgt die Hydratation des Kalziumoxids (die Herstellung von
gelöschtem Kalk) im Gemisch mit feuchtem Konzentrat einfacher als bei der separaten
Bereitung des gelöschtem Kalks in Form von pulverförmigem Kalziumhydroxid, wobei
das Zustandekommen einer Chemosorptionswechselwirkung
zwischen
dem Kalziumoxid und den Komponenten des Erzteils im Prozeß der Hydratation das Gemisch
aktiviert und zur Erzielung von Rohgranulat mit höherer Festigkeit als bei der Verwendung
des fertigen Salziumhydroxias führt.
-
Jedoch weist auch dieses Verfahren folgende Nachteile auf: 1) Das
Lagern des ganzen zu pelletierenaen Gemisches in Silobunkern vor dem Pelletieren
erfordert ein großes an n Gesamtvolumen solchen Bunker und eine entsprechende Erhöliurg
der Investitionen; 2) Das Trocknen von Gränpellets vor der Autoklavenbehandlung
macht den rös U freien Prozeß kompliziert und erfordert einen zusätzlichen Wärmeaufwand.
-
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile
zu vermeiden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren zur Herstellung
von Pellets aus Erzkonzentraten zu entwickeln, das es durch die Vervollkommnung
des Prozesses der Bereitung des homogenisierten Gemisches möglich macht, feste ungeröstete
mit Flußmitteln versetzte Pellets zu erhalten, das Antrocknen von Grünpellets vor
ihrer hydrothermalen Behandlung zu vermeiden und das Gesamtvolumen erforderlichen
der im Prozeß Silobunker zu senken.
-
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung von Pellets
aus Erzkonzentraten
mit einer Teilchengröße von weniger als 0,83
mm, das das Vermischen dieses Konzentrates mit einem Bindemittel, gewählt aus der
Kalziumoxid und Magnesiumoxid enthaltenden Gruppe, bis zur Erzielung <aus den
genannten Komponenten) eines homogenen Gemisches<>, das Pelletieren dieses
homogenen Gemisches bis zum Erzielen von Pellets und deren Behandlung mit gesättigtem
Wasserdampf bei einer Temperatur von 100 bis 350°C während einer für die Veriestigung
derdadurch gelöst, daß man selben ausreichender Zeitdauer vorsieht, erfindungsgemäß
/ / vorher ein Gemisch aus Drzkonzentrat und Bindemittel bereitet, dieses einer
Hydratation unterwirft und bei der Erzielung eines homogenen Gemisches das genannte
hydratisierte Gemisch dem Brzkonzentrat bis zur Erzielung eines Gehalt es des homogenen
Gemisches an Bindeaibtel von 4 bis 15% zugibt.
-
Das genannte Verfahren macht es möglich, aus verscniewenen Eisenerzkonzentraten
mit einer Fechtigkeit von 7 bis 15% durch Pelletierung und hydrothermale Behandlung
von Grünpellets ohne deren vorhergehende Trocknung mit Flußmitteln versetzte Pellets
mit einer für deren nachfolgendes mehrmaliges Umladen, Transport und Verhüttung
ausreichenden Festigkeit zu erhalten.
-
Dies wird dadurch crreicht, daß die Zugabe zumisenerzkonzentrat>eines
vorher hydratisierten Gemisches aus Kalk <> und Erzkonzentrat / in einer Menge,
die einen Gehalt des
Pelleteinsatzgutes an Bindemittel von 4 bis
15% gewährleistet, es gestattet, die Festigkeit von Grünpellets um das 1,5 bis 5fache
zu steigern. Die genannten Grenzen des Gehaltes an Bindemittel stimmen mit der Forderung
nach optimaler Basizität der Eisenerzpellets überein und bewirken eine genügend
gute Granulierbarkeit des Einsatzgutes.
-
wenn Dies wird auch erreicht, die Komponenten des der hydratation
zu unterwerfenden Gemisches in folgendem Verhältnis verwendet werden: 12-30 Gew%
ungeloschter Kalk, der als Bindemittel dient, und 70-88 Gew% Erzkonzentrat. In den
genannten Grenzen gewährleistet uas unter Berücksichtigung der Ausgangsfeuchtigkeit
des Konzentrat es und der AXtivität des Kalks berechnete Verhältnis der Somponenten
im Prozeß der Hydratation die Erwärmung des Gemisches auf eine maximal in der Nähe
von 100°C liegenue Temperatur. Die Hydratation des Kalks geht dabei beschleunigt
vor sich, wird durch eine intensive Verdampfung der Feuchtigkeit aus dem Konzentrat
begleitet, während sich an der Oberfläche der eine Kalk- und Konzentratteilchen
Chemosorptionswechselwirkung abspielt. Das unter diesen Bedingungen erhaltene "hydratisierte"
Gemisch besitzt eine niedrige Feuchtigkeit (praktisch kann der Feuchtigkeitsgehalt
in der Nähe von Null liegen) und zeigt eine erhöhte Reaktionsfähigkeit bei der Herstellung
von Grün- und autoklavierten Pellets.
-
Ein Verhältnis von 12 Gew% ungelöschtem Kalk und 88 GewX Konzentrat
entspricht einer Feuchtigkeit des Konzentrats von 7% und einer Aktivität des Kalks
von 90» bei einem Wärmeumsetzungsgrad von 0,8.
-
Ein Verhältnis von 30% ungelöschtem Kalk und 70% Konzentrat ist möglich
bei einer Feuchtigkeit des Konzentrates gegen 15% und einem niedrigen Wärmeumsetzungsgrad
von 0,4.
-
Ein solcher Gehalt von Kalk kann außerdem durch die Forderach ung
einer hohen Basizität von Pellets hervorgerufen sein.
-
Eine Senkung des Gehaltes an Kalk auf.weniger als 12% sowie eine Erhöhung
desselben auf mehr als 30% ist unzweckmäßig, weil in dem ersten Fall eine künstliche
Trocknung des Konzentrates und in dem zweiten Fall die Zugabe von Wasser zu diesem
notwendig ist, d e zu einer entsprechenden Feuctigkeitszunahme des homogenen Gemisches
(des Pelleteinsatzgutes) führt.
-
Feste Pellets erhält man erfindungsgemäß auch dauurch, daß man den
Gehalt des hydratisierten Gemisches an Kalk um 1,5 bis 5 Male höher festlegt als
wen des homogenen Gemisches. Infolgedessen verlauft uie Hydratation des Gemisches.unter
den günstigsten Bedingungen, es wird eine jeweils minimal mögliche Feuchtigkeit
des homogenen Gemisches erzielt, während der Gehalt dieses Gemisches an dem feindispersen
Kalziumhydroxid die zulässigen Grenzen nicht übersteigt.
-
Die genannten Grenzen des Verhältnisses des Kalziumoxidgehaltes in
dem hydratisierten Gemisch und Eelleteinsatzgut sind bei einer in der Nähe von 1270
liegenden Feuchtigkeit des Konzentrates möglich. Dabei entspricht ein Verhältnis
von 1,5 einem Gehalt des Pelleteinsatzgutes an Kalk von 15%, während ein Verhältnis
von 5 einem Gehalt an Kalk von 4% entspricht.
-
Bei einer Feuchtigkeit des Konzentrates von weniger als 12% können
die genannten Grenzen sowohl im Sinne der.
-
Vergrößerung als auch der Verringerung etwas erweitert werden.
-
Wenn jedoch die Feuchtigkeit des Konzentrates 12% übersteigt, so
übersteigt der Kalkgehalt in dem Pelieteinsatzgut 15S bei der Senkung des oben genannten
Verhältnisses auf unterhalb 1,5 während bei der Steigerung dieses Verhältnisses
auf über 5 die Feuchtigkeit des Pelleteinsatzgutes mehr als 10% betragen wird, wodurch
der Prozeß der Pelletierung eines solchen Gemisches praktisch unmöglich wird.
-
Die Abhängigkeit dieses Verhältnisses von der Ausgangsfeuchtigkeit
des Konzentrat es bei verschiedenem Feuchtigkeitsgehalt des Pelleteinsatzgutes wird
nachstehend graphisch dargestellt.
-
Die Hydratation des Kalks im Gemisch mit dem feuchten Konzentrat
wird erfindungsgemaß in Reaktorbunkern kantinuierlichen Betriebs während einer Zeitdauer
von 0,5 bis 3 h
durchgeführt. Dadurch werden bei einer einfachen
konstruktiven Lösung die besten Wärme-Feuchtigkeits-Bedingungen für einen intensiven
und vollständigen Ablauf des Prozesses der Hydratation von Kalk und der Aktivierung
des ganzen Gemisches herbeigeführt. Die für die Hydratation benötigte Zeit wird
in den oben genannten Grenzen auf experimentellem Wege in Abhängigkeit von dem Volumen
der Xeaktorbunker, der Wirksamkeit deren Wärmeschutzes, der Qualität des eingesetzten
Kalks und anderen verfahrenstechnischen Faktoren bestit.
-
Zum besseren Verstehen der Erfindung werden nachstehend Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen erlutert; es zeigen in grafischer Darstellung:
Fig .1 den optimalen Kalkgehalt des hydratisierten Gemisches; Fig. 2 a, b den Gehalt
des Pelleteinsatzgutes an hydratisiertem Gemisch und Konzentrat und das Verhaltnis
des Kalkgehalts im hydratisierten Gemisch und Pelleteinsatzgut bei verschiedener
Feuchtigkeit des Konzentrates.
-
Die Herstellung von Pellets wird erfindungsgemäß wie folgt durchgeführt.
-
In der ersten Stufe der Herstellung von Pellets erhält man ein aktiviertes
hydratisiertes Gemisch aus Kalk, der als Bindemittel dient, und aus dem Konzentrat,
welches Gemisch
minimal mögliche Menge der Feuchtigkeit enthält.
Dazu vermischt man ungelöschten Kalk, gemahlen auf einen Gehalt an dem Kornanteil
40,1 mm von mindestens 90%, mit dem Eisenerzkonzentrat bis zur Erzielung einer homogenen
Lasse und unterwirft diese der Hydratation in Reaktorbunkern kontinuierlichen Betriebs.
Man verwendet Konzentrate mit einer Feuchtigkeit von 7 bis 15%. Die Teilchengröße
des Konzentrates soll weniger als 0,83 mm bei einem Gehalt am Kornanteil < 0,05
mm von mindestens 50% betragen.
-
Man verwendet zweckmäßig hochaktiven Kalk, welcher 85vó und mehr
Kalziumoxid und Magnesiumoxid enthält, wobei das letztere 5% der oben genannten
Menge nicht übersteigen darf. Die Verwendung von Kalk niedrigerer Aktivität erfordert
einen erhöhten Verbrauch desselben, was zu einer Senkung des metallurgischen Wertes
der Pellets infolge einer Erhöhung des Ealxiumkarbonatgehaltes in diesen und einer
Senkung des Eisengehaltes führt.
-
Das Gewichtsverhältnis Kalk/Konzentrat bei der Bereitung des hydratisierten
Gemisches beträgt 12 bis 30% ungelöschten Kalk und 70 bis 88% Konzentrat. Die optimalen
Verhältnisse dieser Komponenten in den genannten Grenzen bei verschiedener Feuchtigkeit
des Konzentrates und verschiedener Aktivität des Kalks sind in Fig. 1 graphisch
dargestellt. Diese Figur zeigt die Abhängigkeit zwischen der Feuchtigkeit des Sonzentrates
und
der enge des ungelöschten Kalks, die dem Konzentrat zugegeben werden soll, damit
die Hydratation des Kalks im Gemisch vollständig verläuft, sich das Gemisch der
genannten Komponenten im Prozeß der Hydratation auf eine Temperatur von 100°C erhitzt,
nach der Hydratation erhöhte Reaktionsfähigkeit besitzt und höchstens 2 Gew% freie
Feuchtigkeit enthält.
-
In Fig.1 sind die Kurven "A", "B", "C", "D", "E" unter Berücksichtigung
der Wärmebilanz des Prozesses der Hydratation von Kalk im Gemisch mit dem feuchten
Konzentrat in Abhängigkeit von der Aktivität des Kalks und der Feuchtigkeit des
Konzentrats aufgezeichnet. Bs sind dabei solche betriebstechnische Faktoren mit
berücksichtigt Eie die teilweise Hydratation des Kalks bei dessen Lagerung, die
wärmeverluste an die Umwelt bei Vermischen, Transport und Aufbewahrung des Gemisches
in Reaktorbunkern. Der Einfluß dieser Faktoren, die zu einer unvollständigen Verwertung
der sich bei der Hydratation von Kaliumoxid entwickelnden Wärme führen, ist durch
den Wärmeumsetzungsgrad "#", gesetzt gleich 0,8, berücksichtigt. In dieser Abbildung
ist auf der Ordinatenachse "a" die enge des Konzentrats in Gewichtsprozent und auf
der Ordinatenachse "b" die Menge des ungelöschten Kalks gezeigt. Auf der Abszissenachse
ist die Feuchtigkeit des Konzentrats in Prozent aufgetragen. Die Kurven "A" und
"B"
sind aufgebaut bei einer Aktivität des Kalks (Gesamtgehalt an Kalziumoxid und Magnesiumoxid)
von 85% und einem Grad "#" von 0,4 beziehungsweise 0,6 und die Kurven "C", D', und
"E" bei einer Aktivität des Kalks von 85 bis 95X0 und einem Grad "#" von 0,8.
-
Die in Fig.1 angeführten Berechnungsverhältnisse können abgewandelt
bei der praktischen Anwendung werden, ausgehend von dem Unterschied zwischen der
Feuchtigkeit des hydratisierten Gemisches, gesetzt bei der Berechnung gleich 2%,
und der unter konkreten Betriebsbedingungen tatsächlich resultierenden.
-
Die berechnete Feuchtigkeit des Gemisches schließt die unvollständige
Löschung des Kalks in diesem infolge eines Feuchtigkeitsmangels bei zufälliger kurzzeitiger
Steigerung der Aktivität des Kalks und der Störung der Betriebsbedingungen der wischer
aus.
-
Da von der Feuchtigkeit des hyuratisierten Gemisches im weiteren
die xeuchtigkeit des granulierten Ejnsatzgutes abhängt, ist es in der Praxis zweckmäßig,
die Feuchtigkeit des Gemisches durch entsprechende Steigerung des Kalkgehaltes in
diesem über die berechnete Menge auf 1% zu senken. Dies ist möglich unter stabilen
Betriebsbedingungen bei der Verwendung eines in der Qualität homogenen Kalks und
beim Einsatz hochwirksamer Mischer.
-
Die Wahl eines Apparates zum Vermischen des Konzentrates und des
ungelöschten Kalks richtet sich nach der Ausgangsfeuchtigkeit des Konzentrat es
und nach dem dieser Feuchtigkeit entsprechenden Verhältnis der genannten Komponenten.
Bei einer Feuchtigkeit des Konzentrates von weniger als 9% kann als Mischer eine
Stabmuhle eingesetzt werden.
-
In einem weiten Feuchtigkeitsbereich des Konzentrat es von 7 bis 15%
können erfolgreich Desintegratoren eingesetzt werden. möglich ist auch die Verwendung
von Kollergängen kontinuierlichen Betriebs unter der Voraussetzung, daß deren Leistungsfähigkeit
und konstruktive Lösung minimale Wärmeverluste des Gemisches vor dem Gelangen in
den Reaktorbunker gewährleisten.
-
Nach dem Vermischen wird das Gemisch Reaktorbunkern kontinuierlichen
Betriebs zugeführt, in denen es zur Hydrata-.
-
tion des ungelöschten Kalks bei der Wechselwirkung mit der Feuchtigkeit
des Konzentrates, zur Erhitzung des Gemisches auf eine Temperatur von 10000 und
zur Verringerung der Feuchtigkeit infolge der Verdampfung von Wasser kommt.
-
Das sich bildende hydratisierte Gemisch zeichnet sich durch erhöhte
Reaktionsfähigkeit der Komponenten aus und zeigt infolgedessen eine gewisse Neigung
zum Abbinden und Hängenbleiben bei längerem Lagern in den Bunkern. Die Beseitigung
dieser Erscheinungen im Prozeß der Hydratation des
Gemisches erfolgt
durch dessen ständiges Xuhren in den Reaktorbunkern kontinuierlichen Betriebs. In
aen nachfolgenden -Stufen der Pelletherstellung soll das Volumen der Bunker für
das Gemisch für einen normalen Betrieb von Dosier- und Aufgabeeinrichtungen minimal
notwendig sein.
-
Die für eine vollständige Hydratation des Kalks erforderliche Aufenthaltsdauer
des Gemisches in den Reaktorbunkern beträgt 0,5 bis 3 h und wird in diesen Grenzen
auf experimente llem Wege in Abhängigkeit von der Aktivität des verwendeten Kalks,
der Geschwindigkeit der Hydratation, des Volumens der Reaktorbunker und anderer
betriebstechnischer Fakktoren bestimmt.
-
Das aus den Reaktorbunkern austretende hydratisierte es Gemisch dosiert
man und vermischt mit-aem Eisenerzkonzentrat bis zu Erzielung eines homogenen Gemisches,
des "Pelleteinsatzgutes". Von dem Verhältnis der genannten Komponenten hängt die
Feuchtigkeit des Einsatzgutes sowie der Gehalt desselben an Kalziumoxid und tolglich
die Basizität der fertigen Pellets ab.
-
In Fig.2 charakterisieren die Kurven "A1", "B1", "C1", "D1", "E1"
und "F1" den Gehalt des Pelleteinsatzgutes an hydratisiertem Gemisch und an-Konzentrat;
auf der Ordinatenachse "c" ist dabei die Menge des hydratisierten Gemisches in Gewichtsprozent
und auf der Ordinatenachse "d" die Menge
des Konzentrates in Gewichtsprozent
angegeben ist, während die Abszissenachse die Feuchtigkeit des Konzentrates in %zeigt.
Die Kurven "A1", "B1", "C1", "D1", "E1" und "F1" sind bei einem Feuchtigkeitswert
des Einsatzgutes jeweils von 5% bis 10% in Abhängigkeit von der Ausgangsfeuchtigkeit
des Konzentrates aufgebaut. Die Ziffern an den kurven zeigen die Feuchtigkeit des
Pelleteinatszgutes. Beim Aufbau dieser Kurven ist die Feuchtigkeit des Konzentrates
als zwischen 7% und 15% variierend und die Feuchtigkeit des Gemisches als konstant
und gleich 2 gesetzt. Fig.2b zeigt die Kurven "A2", "B2", "C2", "D2", "E2", "F2",
die das Verhältnis des Kalkgehalt es in dem hydratisierten Gemisch und in dem Pelleteinsatzgut
bei verschiedener Ausgangsfeuchtigkeit des Konzentrates von 7 bis 15% bezeichnen.
Die Werte dieses Verhältnisses sind auf der Ordinatenachse eingezeichnet, während
auf der Abszissenachse die mengenmäßigen Werte der Feuchtigkeit des Konzentrates
in Prozent aufgetragen sind. Dabei sind die genannten Kurven bei einer Feuchtigkeit
des Einsatzgutes von 5 bis 10% aufgebaut (die Ziffern an den Kurven zeigen die Feuchtigkeit
des Pelleteinsatzgutes).
-
Bei der praktischen Benutzung der Fig.1 und 2 ist zu beachten, daß
der in diesen wiedergegebene Gehalt des hydratisierten Gemisches und des Pelleteinsatzgutes
an den Kompo
nenten auf Trockengewicht und der Kalkgehalt auf ungelöschten
Kalk bezogen ist.
-
Das Vermischen des hydratisierten Gemisches, welches 1 bis 2% Feuchtigkeit
enthält, mit dem Konzentrat der vorgegebenen Feuchtigkeit kann in einem beliebigen
bekannten Apparat durchgeführt werden, der für die Herstellung homogener Gemische
aus Material bestimmt und den betrachteten ähnlich ist.
-
Das nach dem Vermischen erhaltene homogene Gemisch, das Pelleteinsatzgut,
wird in Pelletierapparaten bekannter Konstruktion pelletiert. Man verwendet für
diesen Zweck vorzugsweise Pelletierteller, die gegenüber den Pelletier -trommeln
eine höhere Festigkeit der Grünpellets gewährleisten.
-
Wie Untersuchungen ergeben haben, weisen Grünpellets von 18 mm Durchmesser
in Abhängigkeit von der Art des Konzentrates und dessen Gehalt an Kalk eine Druckfestigkeit
maliges Fallen von 5 bis 16kp/Pellet auf und halten 6 bis 15 auf r;<alies Fallen
eine Stahlplatte von einer Höhe von 100 cm, über von einer Höhe von 50 cm aus und
enthalten 6 bis 11% Feuchtigkeit.
-
aus Die aus dem Pelletierapparat tretenden Grünpellets weruen in
Behälter oder spezielle Wagen oder Autoklaven spezieller Konstruktion in einer 1
bis 2,5 m dicken Schicht eingebracht. In diesen Grenzen wird die zulässige Dicke
(
(Höhe) der Schicht für jede Art von Pellets auf experimentellem
Wege bestimmt.
-
Die behälter oder Wagen mit Grünpellets transportiert man in Autoklaven,
in denen es zu einer hydrothermalen Behandlung der Pellets im. gesättigten Wasserdampf
bei einer Temperatur von 120 bis 225°C, die einem Uberaruck des Dampfes von 2 bis
25 kp/cm2 entspricht, während einer Zeitdauer von 1 bis 12 h in Abhängigkeit von
der Dampftemperatur und der Zusammensetzung der Pellets kommt. Bei einer Dampftemperatur
von 19100 und einem Überdruck von 12 kp/cm2 reicht eine hydrothermale Behandlung
der Pellets von 2 bis 5 h aus.
-
Bei der Durchführung des hydrothermalen Prozesses in Autoklaven periodischen
Betrieos ist es zweckmäßig, daß der Anstieg des Dampfdruckes in dem Autoklaven von
0 auf 12 atü<intensiv>während einer Zeitdauer von nicht mehr als 1 h oder
noch besser während 20 bis 40 min <>erfolgt. Die Senkung des Dampfdruckes
auf den atmosphärischen beziehungsweise der Temperatur der Pellets von 191 auf 100°C
soll mindestens 30 min dauern.
-
Es wurde experimentell festgestellt, daß in Abhängigkeit von der
Art (dem Typ) des Konzentrates und den Kalkgehalt der Pellets die Porosität der
Pellets in einem Bereich von 27 bis 32% liegt. Die Druckfestigkeit der
Pellets
von 18 mm Durchmesser beträgt 110 bis 250 kp/Pellet.
-
Beim freien Fall von einer Höhe von 200 cm halten die PelmaligenJ
lets von 10 bis çallenbis zum Auftreten von Rissen oder einer bemerkbaren Absplitterung
aus.
-
Der zementierende Stoff der Pellets, der sich durch deren hydrothermale
Behandlung bildet, enthält in kristallinem oder gelförmigem Zustand Hydrosilikate
von Kalzium, Hydroferrite von Kalzium, Eisenhydrogranate und in geringer Menge Kaziumhydroxid.
-
erfindungsgemäßen Die nach dem Verfahren hergestellten Pellets sind
wetterbeständig und können längere Zeit im Freien aufbewahrt werden. Es wurde experimentell
nachgewiesen, daß nach 6 Monaten Lagerung im Freien (in der Herbst-Winter-periode)
die Festigkeit der Pellets aus verschiedenen Konzentraten infolge der sich weiter
vollziehenden Kristallisation und der Verdichtung des zementierenden Stoffes im
Mittel um 50% steigt.
-
Zur Prüfung der metallurgischen Festigkeit erhitzte man die Pellets
aus verschiedenen Konzentraten auf eine Temperatur von 100000 im reduzierenden kittel.
Sie wurden außerdem der Einwirkung von Abrieb- und stoßweisen en Belastung unterworfen.
Es wurde experimentell festgestellt, daß unter den genannten Bedingungen die Druckfestigkeit
der Pellets bei der Erhitzung auf eine Temperatur von 6000C
anwächst,
in einem Temperaturbereich von 600 bis 800°C unbedeutend sinkt, jedoch höher als
die Ausgangsfestigkeit der Pellets im kalten Zustand bleibt. Bei einer weiteren
Temperaturerhöhung sinkt die Festigkeit der Pellets und beträgt bei einer Temperatur
von 100000 gegen 50 kp/Pellet.
-
Das Schmelzen beginnt in einem Temperaturbereich von 1125 bis 1150°C
in Abhängigkeit von der Art des Konzentrates und der Zusammensetzung von Pellets.
-
Der Reduktionsgrad der Pellets während 10 min bei einer Temperatur
von 8000C und einer Wasserstoffzufuhr in einer enge von 100 l/h beträgt 27 bis 35%.
Es bildet sich unter der Wirkung von Abriebbelastungen in den Pellets 1 bis 3,5%
feinkörnige Fraktion von'0,25 bis 0 mm.
-
Im Laute der Reduktion bei einer Temperatur um 700°C nimmt das Volumen
der autoklavierten Pellets um 1,7 bis 3% zu, während es bei einer Temperatur von
100000 zu einer Schv1indung derselben kommt, die 8 bis 13go ihres ursprünglichen
Volumens beträgt, wodurch sich diese Pellets gegenüber den durch oxydierendes Rösten
verfestigten Pellets vorteilhaft auszeichnen.
-
Nachstehend werden Beispiele für die Durchfüb: rung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Herstellung von Pellets angeführt. Es ist zu beachten, daß die in
den
Beispielen angeführten Zusammensetzungen und Parameter Anwendungsbereich den der
vorliegenden Erfindung nicht begrenzen.
-
Beispiel 1 Es sollen Pellets, die 4% Kalk enthalten, aus Magnetitkonzentrat
der Magnetanomalie von Kursk ( kurz als Konzentrat Nr.1 bezeichnet) hergestellt
werden.
-
die Die chemische Zusammensetzung und Kornzusammensetzung dieses
Konzentrates sind in der Tabelle 1 angegeben.
-
Zur Herstellung von Pellets<> nach der vorliegenden Erfindung<nimmt
mann>das oben genannte Konzentrat, welches 7% Feuchtigkeit enthält, und ein Bindemittel
in Form von ungelöschte Kalk, dessen Gehalt an aktivem Ealzium- und Magnesiumoxid
90% beträgt. Der ungelöschte Kalk wird so gemahlen, daß 100% seiner Teilchen eine
Größe von weniger als 0,2 mm aufweisen und dabei der Gehalt a; Kornanteil < 0,1
mm mindestens 90% beträgt.
-
Diesen Kalk und das Konzentrat mit der oben genannten Feuchtigkeit
dosiert man in einem Verhältnis von 1270 unsie gelöschtem Kalk und 88% Konzentrat,
vermischt is zur sieJ Erzielung einer homogenen Masse und hält in einem Thermostaten
bei einer Temperatur von 10000 während 3 h.
-
Das dadurch erhaltene hydratisierte Gemisch, welches gegen 2% Feuchtigkeit
enthält, gibt man dem Konzentrat in
einem Verhältnis (nach dem
Trockengewicht) von 1:2 zu und vermischt bis zum Erzielen eines homogenen Gemisches
(des Pelleteinsatzgutes).
-
Dabei beträgt die enge des Kalks in dem homogenen h Gemisch 4%, der
Feuctigkeitsgehalt gegen 5,5%, das Verhältnis des Gehaltes des hydratisierten Gemisches
und des Einsatzgutes an Kalk 3.
-
Das homogene Gemisch (das Pelleteinsatzgut) pelletiert man unter
Zugabe von Wasser auf einem Pelletierteller zu Pellets sphärischer Form von 18 mm
Durchmesser, die 7,5 bis 8% Feuchtigkeit enthalten.
-
Nach der Pelletierung bringt man die Grünpellets in Netzbehältern
in einen stehenden Autoklaven von 30 1 Fassungsvermögen mit inneren elektrischen
Erhitzer ein. In den Autoklaven füllt man vorher Wasser in einer z.enge ein, daß
es die elektrischen Erhitzer vollständig bedeckt. Nach dem hermetischen Verschließen
des Autoklavendeckels erhitzt man den Autoklaven während 40 min auf eine Temperatur
von 190°C, die einem Überdruck von 12 kp/cm2 entspricht.
-
Dabei verhindert die hemisphärische Form des Autoklavendeckels,daß<gelangen>
Kondensattropfen auf die Pellets<>Nach 3 h Halten bei den oben genannten Paramete2,
die automatisch aufrechterhalten werden, wird der Autoklav von dem Setz abgeschaltet,
und es kommt während 1,5 h
zu dessen Abkühlung in natürlicher Weise
und einer Senkung des Druckes in diesem auf den normalen atmosphärischen.
-
Die aus dem Autoklaven herausgenommenem Pellets werden hydraulischen
Presse und durch freien Fall aus einer einer Festigkeitsprüfung auf einer / Höhe
von 200 cm auf eine Stahlplatte unterzogen. Die Prüfergebmisse der mechanischen
Festigkeit von Pellets (vittelwerte für zehn Proben) sind in der Tabelle 2 zusammengestellt.
-
Beispiel 2 Aus dem ldagnetitkonzentrat, das durch Magnetaufbereitung
aus Eisenquarziten der Magnetanomalie von Kursk erhalten wurde (siehe Tabelle 1,
Konzentrat Nr.1), sollen Pellets hergestellt werden, die 8% Kalk enthalten.
-
Aus dem genannten Konzentrat, das eine Feuchtigkeit von 7% aufweist,
und 90% aktives Kalzium- und Magnesiumoxid enthaltenden Kalk erhält man analog zu
Beispiel 1 ein hydratisiertes Gemisch, welches zu 12% aus dem Kalk und zu 88% aus
dem Konzentrat besteht und 2% Feuchtigkeit aufweist.
-
Dieses Gemisch dosiert man mit einem Konzentrat, das 7% Feuchtigkeit
enthält, in einem Gewichtsverhältnis von 67% hydratisiertem Gemisch und 33% Konzentrat,
das ein Verhältnis des Kalkgehalt es in dem hydratisierten Gemisch und in dem Pelleteinsatzgut
von 1,5, beziehungsweise einen Kalkgehalt in den Pellets von 8% gewährleistet. Das
Gemisch und das. Konzentrat vermischt man in den genannten Mengen
bis
zur Erzielung eines homogenen Gemisches (des Pelleteinsatzgutes), dessen Feuchtigkeit
gegen 4% beträgt.
-
Das erhaltene Pelleteinsatzgut pelletiert man und die verfestigt
erhalteneGrünpellets, die 6 bis 6,5% Feuchtigkeit enthalten, durch hydrothermale
Behandlung und prüft analog zu Beispiel 1 auf Festigkeit.
-
Beispiel 3 Aus dem durch Magnetaufbereitung aus Eisenquarziten der
Magnetanomalie von Kursk erhaltenen Magnetitkonzentrat sollen 10% Kalk enthaltende
Pellets hergestellt werden. Die chemische Zusammensetzung und die Kornzusammensetzung
des Konzentrates sind in der Tabelle 1 (Konzentrat Nr.1) angeführt.
-
Zur Herstellung von mit Flußmitteln versetzten Eisenerzpellets nimmt
man erfindungsgemäß das oben genannte Konzentrat im trockenen Zustand und vorher
analog zu Beispiel 1 gemahlenen ungelöschten Kalk. Diese Materialien dosiert man
in einem Verhältnis von 70% Konzentrat und 30» Kalk und vermischt bis zur Erzielung
einer homogenen kasse zunächst in trockenem Zustand und dann mit Wasser, das in
einer enge zugegeben wird, daß das Konzentrat 1570 Feuchtigkeit enthält. Die erhaltene
homogene tasse hält man in einem Thermostaten bei einer Temperatur von 10000 während
2 h. Danach gibt man das "hydratisierte" Gemisch dem
trockenen
Konzentrat in einem Verhältnis (nach dem Trockengewicht) von 1:2 zu, das einen Kalkgehalt
in den Pellets von 10» gewährleistet. Die genannten Komponenten vermischt man in
dem angeführten Verhältnis bis zur Erzielung eines homogenen Gemisches unter Zugabe
von Wasser, dessen Menge einem Gehalt des homogenen Gemisches an Feuchtigkeit von
5S entspricht. Das dadurch erhaltene homogene Gemisch, das Pelleteinsatzgut, pelletiert
man unter Zugabe von Wasser auf einem Pelletierteller von 750 mm Druchmesser zu
Pellets sphärischer Form, die einen Durchmesser von 18 mm aufweisen und 8 bis 8,5S
Feuchtigkeit enthalten. Die Grünpellets werden durch hydrothermale Behandlung im
Autoklaven analog zu Beispiel 1 verfestigt. Die Prüfergebnisse der mechanischen
Festigkeit der Pellets sind in der Tabelle' 2 angeführt.
-
Beispiel 4 Es sollen Pellets, die 10% Kalk enthalten, aus einem Konzentrat,
das aus den Hydrogoethiterzen der Lissakowskoje-Lagerstätte von Nordkasachstan durch
Magnetisier-Röstaufbereitung (magnetisierendes Rösten und anschließende Magnetscheidung)
erhalten wurde, hergestellt werden.
-
Die chemische und die Kornzusammensetzung des oben genannten Konzentrats,
das im weit-eren der Kürze halber als "Lissakowskij-Magnetisierröstkonzentrat" oder
Konzentrat
Nr.2 bezeichnet wird, sind in der Tabelle 1 angeführt.
-
Die Pellets werden nach dem in Beispiel 3 beschriebenen Verfahren
hergestellt. Die Prüfergebnisse der mechanischen Festigkeit der Pellets sind in
der £auelle 2 angeführt.
-
Beispiel 5 Aus dem Lissakowskij-Eagnetisierröstkonzentrat (Konzentrat
Nr.2 in der Tabelle 1) sollen Pellets erhalten vierden, welche 6% Kalk enthalten.
Dabei ist es notwendig, daß im Prozeß der Herstellung der Pellets nur 20» des Eelleteinsatzgutes
der Hydratation unterworfen werden, damit folglich das Verhältnis des Kalkgehaltes
in dem hydratisierten Gemisch und in dem Pelleteinsatzgut (im homogenen Gemisch)
5 beträgt. Die Pellets werden in Übereinstimmung mit dem in Beispiel 3 oder 4 beschriebenen
Verfahren hergestellt.
-
Dabei besteht der Unterschied darin, daß das hydratisierte Gemisch
mit dem Konzentrat in einem Verhältnis von 1:4 dosiert wird, das einen Kalkgehalt
in den Pellets von 6% gewährleistet. Die Prüfergebnisse der mechanischen Festigkeit
der Pellets sind in der Tabelle 2 angeführt.
-
Beispiel 6 Es sollen Pellets, welche 10% Kalk enthalten, aus einem
Gemisch von zwei Konzentraten hergestellt werden, deren eines aus dem Hydrogoethiterz
der Lissakowskoje-Lagerstätte von Nordkasachstan durch Magneti si er-Röstauf bereitung
(Konzentrat
Nr.2 in der Tabelle 1) und das zweite aus dem gleichen Erz durch magnetische SchwerkraftauSbereitung
(es sei kurz als Konzentrat Nr.3 bezeichnet) hergestellt wurde.
-
Dabei beträgt der Feuchtigkeitsgehalt in dem magnetisierröstkonzentrat
12% und in dem Magnet#sierschwerkraftkonzentrat 8%.
-
Die chemische und die Kornzusammensetzung der genannten Konzentrate
sind in der Tabelle 1 angeführt.
-
Pur die erfindungsgemäße Herstellung von Pellets verwendet man das
Lissakowskij-Magnetisierröstkonzentrat mit einer Feuchtigkeit von 12% und analog
zu Beispiel 1 vorgemahlenen ungelöschten Kalk. Die genannten Komponenten werden
in einer menge von 82% konzentrat und 18% Kalk dosiert, was nach dem Trockengewicht
einem Gehalt von 80% Konzentrat und 20% Kalk entspricht, und bis zur Erzielung eines
homogenen Gemisches vermischt. Dieses Gemisch hält man in einem Thermostaten bei
einer Temperatur von 100°C während einer Zeitdauer von 2 h bis zur vollständigen
Hydratation von Kalk im Gemisch mit dem feuchten Konzentrat.
-
Das dabei resuliertende hydratisierte Gemisch enthält 2% Feuchtigkeit.
Dieses Gemisch gibt man dem Lissakowskij-Magnetisierschwerkraftkonzentrat, welches
8% Feuchtigkeit enthält, in einem Verhältnis (nach dem Trockengewicht)
von
1:1 zu und rührt bis zum Erzielen eines homogenen Gemisches, des Pelleteinsatzgutes,
dessen Feuchtigkeitsgehalt somit 5% beträgt. Das erhaltene Pelleteinsatzgut pelletiert
man unter Zugabe von Wasser und verfestigt die Grünpellets, die gegen 9% Feuchtigkeit
enthalten, durch hydrothermale Behandlung im Autoklaven analog zu Beispiel 1.
-
Die Prüfergebmisse der mechanischen Festigkeit der Pellets sind in
der Tabelle 2 angeführt.
-
Beispiel 7 Es sollen Pellets, die 15% Kalk enthalten, aus einem Gemisch
der in Beispiel 5 verwendeten Konzentrate hergestellt werden.
-
Der Feuchtigkeitsgehalt in dem Magnetisierröstkonzentrat beträgt
12% und in dem Magnetisierschwerkraftkonzentrat 8%. Die Kennwerte dieser Konzentrate
sind in der Tabelle 1 angeführt (Konzentrat Nr.2 und r.3). Für die herstellung von
Pellets verwendet man Magnetisierröstkonzentrat und gemahlenen ungelöschten Kalk
in einem Verhältnis von 70% Konzentrat und 30% Kalk (nach dem Trockengewicht).
-
Da bei dem genannten Verhältnis ein Gehalt des Konzentrates an Feuchtigkeit
von 12% für eine vollständige Hydratation des Kalkes unzureichend ist, gibt man
beim nachfolgenden Vermischen der obengenannten Komponenten Wasser in einer Menge
zu, die der 15%igen Feuchtigkeit des
Konzentrates entspricht. Nach
dem Vermischen hält man das homogene Gemisch in einem Thermostaten bei einer Temperatur
von 100°C während 0,5 h. Das dadurch erhaltene hydratisierte Gemisch, welches 2%
Feuchtigkeit enthält, gibt man dem Magnetisierschwerkraftkonzentrat, welches 8%
Feuchtigkeit enthält, in einem Verhältnis von 1:1, das einen Lalkgehalt in den Pellets
von 15% gewährleistet, zu und vermischt bis zum Erzielen eines homogenen Gemisches,
des Eelleteinsatzgutes, unter Zugabe von Wasser zur Erzielung eines Feuchtigkeitsgehaltes
im homogenen Gemisch vdn 8%. Das Pelleteinsatzgut, das 8% Feuchtigkeit enthält,
pelletiert man unter die Zugabe von Waser und verfestigt /dadurch erhaltene Grünpellets,
weiche von 10 bis 11% Feuchtigkeit enthalten, im Autokalven analog zu. Beispiel
1.
-
Die Prüfergebnisse der mechanischen Festigkeit von Pellets sind in
der Tabelle 2 angeführt.
-
Tabelle 1 Zusammensetzung der bei der Herstellung von Pellets verwendeten
Konzentrate Magnetitkonzen- Konzentrat Konzentrat trat der Magnet- Nr.2 (Lissakows-
Nr.3 anomalie von skij-Magnetisier- (Lissakowsky Kursk Nr.1 röstkonzentrat) Magnetisierschwerkraftkonzentrat)
1 2 3 4 (Gehalt an Komponenten in ;) a) chemische Zusammensetzung (Komponenten)
Fe gesamt 66,02 61,43 53,80 Fe2O3 64,48 54,67 76,09 FeO 26,85 29,77 0,70 SiO2 6,46
4,58 14,12 CaO 0,84 1,01 1,64 MgO 0,32 0,54 0,24 A1203 0,66 5,39 4,75 S 0,02 0,01
0,015 P205 0,08 2,16 2,30
1 2 3 ~ 4 Kornzusammensetzung (Korngröße
in mm) (Gehalt an Fraktion, in %) -1,00 + 0,63 0,46 0,02 -0,63 + 0,40 o,55 0,04
-0,40 + 0,315 0,50 0,12 0,02 -0,315 + 0,20 1,20 0,36 0,45 -0,20 + 0,16 0,90 1,20
3,12 -0,16 @ 0,10 3,87 2,38 12,46 -0,10 + 0,063 7,25 14,68 19,60 -0,063 + 0,05 9,56
14,10 10,20 -0,05 75,71 67,10 . 54,15 Insgesamt: 100,00 100,00 100,00
Tabelle
2 erfindungsgemäßen Prüfergebnisse der mechanischen Festigkeit der nach dem Verfahren
hergestellten Pellets Festigkeit der Grünpellets Festigkeit der autoklavierten Pellets
Beispiel Druckfestigkeit,Fallzahl bei Fall aus Druckfestigkeit,Fallzahl bei Fall
aus einer Höhe von kp/Pellet einer Höhe von 200 cm kp/Pellet 50 cm 100 cm 1 6,0
über 10 6 110 über 10 2 9,5 über 10 über 10 175 über 10 3 8,0 über 10 9 160 über
10 4 12,0 über 10 über 10 190 über 10 5 8,5 über 10 10 135 über 10 6 16,5 über 10
über 10 250 über 10 7 14,5 über 10 über 10 220 über 10
Aus den
Prüfergebnissen der Festigkeit von Pellets, die in der Tabelle 2 angeführt sind,
ist zu ersehen, daß die nach der vorliegenden Erfindung erhaltenen Pellets eine
Druckfestigkeit von 110 bis 250 kp/Pellet aufweisen und über 10 Fälle aus einer
Höhe von 20G cm auf eine Stahlplatte aushalten. Zum Vergleich wurden Prüfungen erfindungsgemäßen
von Pellets durchgeführt, die nach dem und dem früher bekannten Verfahren (UdSSX-Urheberschein
Nr.212276), das die Trocknung von Günpellets vor deren hydrothermaler Behandlung
im Autoklaven vorsieht, erhalten wurden, sowie von Pellets, die in Übereinstimmung
mit dem genannten Urheberschein, jedoch ohne Trocknung der Grunpellets vor der hydrothermalen
Behandlung hergestellt wurden. Die Prüfergebnisse sind in der Tabelle 3 angeführt.
-
Dabei wurden die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in den oben
angeführten Beispielen 3 und 4 erhaltenen Pellets kurz als "Pellets Nr.1 beziehungsweise
"Pellets Nr.4" bezeichnet. Die nach dem bekannten Verfahren aus den gleichen Konzentraten
wie auch in den Beispielen 3 und 4 erhaltenen Pellets wurden als "Pellets Nr.2"
beziehungsweise "Pellets Nr.5" bezeichnet, während die aus den genannten Konzentraten
nach dem bekannten Verfahren, jedoch ohne Trocknung vor der hyurothermalen Behandlung
erhaltenen Pellets als "Pellets Nr.3"
beziehungsweise "Pellets
Nr.6" bezeichnet wurden. Dabei bestanden alle genannten Pellets aus 90% des jeweiligen
Konzentrats und 10% Kalk.
-
Die Ergebnisse der Vergleichsprüfungen zeugen von erfingungsgemaßen
der Wirksamkeit des Verfahrens gegenüber dem bekannten. Dies wird dadurch bestätigt,
daß erfindungsgemäßen nach dem Verfahren<der Hydration>nicht das ganze Pelleteinsatzgut<Kunterworfen,
die hydrathermale Behandlung ohne vorhergehende Trocknung der pellets durchgeführt
wird und die erhaltenen Pellets eine gegenüber den bekannten Pellets höhere Festigkeit
aufweisen.
Tabelle Nr.3 Ergebnisse der Vergleichsprüfungen der
mechanischen Festigkeit von nach dem erfindungsgemäßen und dem früher bekannten
Verfahren hergestellten Pellets Kurzbezeichnung Festigkeit der Grünpellets Festigkeit
der autoklavierten der Pellets Pellets Fallzahl bei Fall Druckfestig- aus einer
Druckfestigkeit,Fallzahl bei Fall keit, kp/Pellet Höhe von kp/Pellet aus einer Höhe
von 50 cm 100 cm 200 cm Pellets Nr.1 8,0 über 10 9 160 über 10 Pellets Nr.2 4,0
8 2 160 7 Pellets Nr.3 4,0 8 2 25 0 Pellets Nr.4 12,0 über 10 über 10 190 über 10
Pellets Nr.5 3,5 6 1 190 über 10 Pellets Nr.6 3,5 6 1 Die Pellets 3 wurden zerstört