DE2728603C3 - Verfahren zum Behandeln von Plattierschlamm - Google Patents

Verfahren zum Behandeln von Plattierschlamm

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Japan Metals & Chemicals Co Ltd Tokyo
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Plattierschlamm, bei dem der Wassergehalt des Plattierschlamms herabgesetzt Bindemittel zugesetzt, der Wassergehalt des erhaltenen Gemisches auf einen bestimmten Wert eingestellt und das homogen verknetete Gemisch zu Briketts geformt wird, die als Rohmaterial für Ferrolegierungen oder unter Zusatz von kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln nach reduzierendem Schmelzen als Rohmaterial für Stahllegierungen verwendet werden.
Wenn das Abwasser der Metallplattierung neutralisiert und anschließend entwässert und getrocknet wird, kann ein Plattierschlamm abgetrennt werden. Es sind jedoch bis jetzt keine wirksamen Methoden zur Behandlung des erhaltenen Plattierschlamms bekannt, und meistens wird der Schlamm als Industriemüll zur Bodenbegradigung verwendet. Dieser Industriemüll verschmutzt die Umwelt erheblicK, so daß verschiedene Methoden zur Lösung dieses Problems vorgeschlagen worden sind. Jedoch sind die bis jetzt bekannten Verfahren zur Behandlung von Plattierschlamm mit Nachteilen in bezug auf die wirtschaftliche Verwertbarkeit behaftet, so daß der Schlamm fast ausschließlich in der anfallenden Form auf Halde geschüttet oder mit Zement verfestigt und zur Bodenbegradigung verwendet wird.
Allerdings enthält der Plattierschlamm große Mengen an wertvollen Metallen, wie Ni, Cr, Fe u.dgl., und angesichts der verbreiteten Rohstoffknappheit erscheint es nicht angebracht, diese Metalle zu verwerfen, nachdem sie in einen unschädlichen Zustand übergeführt worden sind. Deshalb ist es von hohem Wert, ein wirksames Verfahren zum Behandeln von Plattierschlamm anzugeben, nach dem diese wertvollen Metalle zurückgewonnen werden können.
Zur Lösung dieser Probleme ist in der japanischen Patentanmeldung 5045/76 ein Verfahren zur Behandlung von Plattierschlamm vorgeschlagen worden, nach dem nützliche Metalle aus dem Schlamm zurückgewonnen werden können. Gemäß dieser Patentanmeldung wird wasserhaltiger Schlamm, der aus dem Abwasser
ίο der Metallplattierung anfällt, entwässert und getrocknet, um den Wassergehalt auf 2 bis 20 Gew.-% herabzusetzen; der getrocknete Schlamm wird mit 2 bis 15 Gew.-% eines organischen Bindemittels oder nicht mehr als 5 Gew.-% eines anorganischen Bindemittels
is oder mit beiden versetzt, wobei die Mengen an organischem und anorganischem Bindemittel auf den Feststoffgehalt des Schlamms bezogen sind, und außerdem wird Wasser zugesetzt, um den Wassergehalt des erhaltenen Gemisches auf 8 bis 30 Gew.-% einzustellen; das Gemisch wird gründlich geknetet, und das homogen verknetete Gemisch wird in einer Brikettiermaschine zu Briketts verarbeitet Die ausgeformten Briketts werden getrocknet oder gehärtet und dann ate Ausgangsmaterial für Ferrolegierungen eingesetzt oder weiterhin zusammen mit einem kohlenstoffhaltigen reduzierenden Stoff in einen Reduktionsschmelzofen eingebracht und zur Rückgewinnung von Metall einem reduzierenden Schmelzen unterzogen, und das erhaltene Metall wird als Rohmaterial für hochlegierte Stähle verwendet
Nach diesem bekannten Verfahren können wertvolle Metalle aus dem Plattierschlamm zurückgewonnen werden, jedoch hat es die folgenden Nachteile:
1) Da der Plattierschlamm einen hohen Phosphorgehalt aufweist, sind die zurückgewonnenen Metalle ebenfalls stark phosphorhaltig.
2) Da der getrocknete Plattierschlamm als solcher schlecht verformbar ist, ist die Ausbeute aus der Brikettiermaschine gering, und außerdem haben die Briketts eine geringe Festigkeit und sind in den nachfolgenden Behandlungsstufen schlecht verarbeitbar.
Aus der DE-OS 25 31 457 ist schließlich noch die Verwendung von Zunder und Staub bei der Behandlung von Beizschlamm bekannt, jedoch ist die Behandlung von Beizschlamm mit der von Plattierschlamm nicht vergleichbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, anfallenden Plattierst) schlamm in wirtschaftlicher Weise so aufzuarbeiten, daß aus ihm Briketts mit guter Festigkeit und ausreichend niedrigem Phosphorgehalt ausgeformt werden können, die in den nachfolgenden Behandlungsstufen ausgezeichnet handhabbar sind, um so nicht nur die umweltbelastenden Eigenschaften des Plattierschlamms aufzuheben, sondern ihn auch einer nützlichen Auswertung zuzuführen.
Diese Aufgabe wird durch das eingangs erläuterte Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß 100 Gewichtsteile eines Mischschlamms mit einem Wassergehalt von höchstens 10 Gew.-%, der durch Mischen des Plattierschlamms mit einem Beizschlamm erzeugt wird, wobei entweder das Schlammgemisch oder seine Mischungsbestandteile entsprechend entwässert und es getrocknet werden, mit 10 bis 100 Gewichtsteilen Zunder, 10 bis 200 Gewichtsteilen Staub, wobei sowohl der Zunder als auch der Staub beim Stahllegieren angefallen sind, und mit 10 bis 100 Gewichtsteilen
Zement als Bindemittel gemischt werden, daß das erhaltene Gemisch zum Einstellen seines Wassergehaltes auf 7 bis 30 Gew.-% mit Wasser vermischt wird, daß das erhaltene homogen verknetete Gemisch zu Briketts verformt wird und daß diese einer natürlichen Aushärtung bei Raumtemperatur oder einer Dampfaushärtung als festigkeitsverbessernder Behandlung unterworfen werden.
Die auf diese Weise erhaltenen Briketts haben eine hohe Festigkeit und können mit Erfolg als Rohmaterial für Ferrolegierungen eingesetzt oder weiterhin in einem Reduktionsschmelzofen zur Rückgewinnung von Metall mit niedrigem Phosphorgehalt einem reduzierenden Schmelzen unterzogen werden.
Anhand der Zeichnung, deren einzige Figur ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Behandeln von Plattierschlamm darstellt, wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher erläutert
Der Mischschlamm 1 ist erfindvngsgemäß ein Gemisch aus Plattierschlamm und einem Beizschlamm, der auf die folgende Weise erhalten wurde: Der getrocknete Plattierschlamm mit einem Wassergehalt von höchstens 10 Gew.-% wird mit einem getrockneten Beizschlamm vermischt, der dadurch erhalten worden ist, daß ein wasserhaltiger Beizschlamm mit niedrigem Phosphorgehalt, der beim Beizen von rostfreiem Stahl anfällt, bis auf einen Wassergehalt von höchstens 10 Gew.-% auf dieselbe Weise wie der Plattierschlamm entwässert und getrocknet wird. Eine andere Verfahrensweise besteht darin, daß ein wasserhaltiger Plattierschlamm mit einem wasserhaltigen Beizschlamm vermischt und das erhaltene Gemisch in einer Entwässerungsvorrichtung 2 entwässert und in einem Trockner 3 auf einen Wassergehalt von höchstens 10 Gew.-% getrocknet wird.
Die Bezugszeichen 4 und 5 bezeichnen Staub bzw. Zunder, die beim Stahllegieren anfallen, und 6 ein kohlenstoffhaltiges Material, wobei üblicherweise Kohlepulver odei Koksgrus verwendet wird. 7 bezeichnet Zement .als Bindemittel. Das Verkneten findet in einem Kneter 8 statt, wobei Wasser 9 zugesetzt wird. Weiterhin folgt die Agglomeriervorrichtung 10, wie eine Brikettiermaschine, zum Ausformen des in dem Kneter 8 homogen verkneteten Gemisches zu Briketts. Mit 11 ist eine die Festigkeit der Briketts verbessernde Vorrichtung bezeichnet, als welche eine Vorrichtung, in der eine natürliche Aushärtung bei niedriger Temperatur stattfindet, oder ein Tunnelofen zur Dampfaushärtung bei niedriger Temperatur verwendet werden kann.
Das Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Reduktionsschmelzofen zum reduzierenden Schmelzen der erfindungsgemäß erhaltenen Briketts, die in der Vorrichtung 11 verfestigt worden sind, zum Rückgewinnen von Metall, wobei die Bezugszeichen 12 und 14 ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel bzw. ein Flußmittel bezeichnen, die gegebenenfalls in den Reduktionsschmelzofen 13 beim Reduzieren der Briketts zugeschlagen werden ( die Möglichkeit, daß das Flußmittel bei Verwendung von Briketts nach der Erfindung weggelassen werden kann, wird nachstehend noch im einzelnen erläutert). 15 bezeichnet das aus dem Reduktionsschmelzofen erhaltene Metall und 16 die Schlacke.
Das Verfahren zum Behandeln von Plattierschlamm gemäß der Erfindung, das die vorstehend umrissenen Stufen umfaßt, wird nachstehend detailliert erläutert.
Wenn ein wasserhaltiger Mischschlamm 1, der durch Netralieren des Abwassers dei Metallplattierung und Agglomerieren des erhaltenen Niederschlags sowie durch Zumischen von Beizschlamm gebildet wird, als solcher getrocknet werden soll, muß in einem Trockner 3 eine große Brennstoffmenge eingesetzt werden, und außerdem bereitet das Eingeben des wasserhaltigen Mischschlamms 1 in den Trockner 3 Schwierigkeiten. Deshalb wird der Mischschlamm 1, nachdem er in der Entwässerungsvorrichtung 2 auf einen Wassergehalt
iü von etwa 50% entwässert worden ist, dem Trockner 3 zugeführt und darin zu einem pulverförmigen oder granulierten Mischschlamm getrocknet, der einen Wassergehalt von nicht mehr als 10 Gew.-% aufweist Zu 100 Gewichtsteilen dieses getrockneten Misch-Schlamms mit einem Wassergehalt von höchstens 10 Gew.-% werden 10 bis 200 Gewichtsteile des Staubes 4 und 10 bis 100 Gewichtsteile des Zunders 5 beigemischt, die beide jeweils beim Stahllegieren anfallen. Das Zusetzen des Staubes 4 und des Zunders 5 zu dem getrockneten Mischschlamm 1 mit einein Wassergehalt von höchstens 10 Gew.-% hat folgende Aufgaben: 1) Mischlamm enthält nicht nur nützliche Metalle, die ais Rohmaterial für Ferrolegierungen dienen können, sondern auch eine relativ große Menge an Zn1 S, Cu, P und dgl, die schädliche Elemente in Rohstoffen für Ferrolegierungen darstellen, so daß der Mischschlamm nicht allein als Rohmaterial für Ferrolegierungen verwendet werden kann. Deshalb müssen die schädlichen Elemente in einen unschädlichen Zustand überge-
jo führt werden. 2) Der getrocknete Mischschlamm liegt in Form von feinen Teilchen vor, die hauptsächlich aus Metallhydroxid bestehen, das durch Neutralisieren des Abwassers der Metallplattierung gebildet wird, und der Schlamm selbst ist schlecht verformbar und kann nicht zu großen Briketts mit hoher Festigkeit verarbeitet werden. Deshalb wird der Mischschlamm erfindungsgemäß mit Zunder 5 als Zuschlagstoff und außerdem mit Staub 4 versetzt, um die Korngrößenverteilung einzustellen und zu verbessern, wodurch die Festigkeit der ausgeformten Briketts erhöht wird. Darüber hinaus werden Staub 4 und Zunder 5 zu dem getrockneten Mischschlamm zugesetzt, um die Bestandteile des Mischschlamms einzustellen und den Schlamm in einem größeren Maßstab zu behandeln, so daß die Behandlung auch großtechnisch vorgenommen werden kann.
Was den dem getrockneten Mischschlamm zuzusetzenden Staub 4 und Zunder 5 angeht, so fällt der Staub 4 in trockenem Zustand mit einem Wasssergehalt von höchstens 10 Gew.-% an, so daß es nicht nötig ist, ihn zu
so trocknen. Außerdem kann der Wassergehalt des Zunders 5 durch einfaches Filtern leicht auf höchstens 10 Gew.-% vermindert werden, so daß seine Trocknung ebenfalls überflüssig ist Der Wassergehall des getrockneten Mischschlamms ist deshalb auf höchstens 10 Gew.-°/o zu beschränken, weil bei einem Wassergehalt von mehr als 10 Gew.-% die Wassermenge in der nachfolgenden Knetstufe schwierig einzustellen ist, und der Verformungsvorgang wird erschwert In den Kneter 8 werden der getrocknete Mischschlamm, dessen Wassergehalt, wie vorstehend erläutert, höchstens 10 Gew.-% beträgt, der in trockenem Zustand vorliegende Staub 4, der Zunder 5, dessen Wassergehalt durch einfaches Filtern auf höchstens 10Gew.-% herabgesetzt worden ist, und außerdem ein kohlenstoffhaltiges
fei Material 6 und Zement 7 eingebracht Dann wird zu dem erhaltenen Gemisch Wasser 9 gegeben, um den Wassergehalt des Gemisches auf 7 bis 30 Gew.-% einzustellen, und das sich ergebende Gemisch wird in
dem Kneter 8 fertig verknetet.
Während des Knetens wird der Zunder 5 als Zuschlagstoff zu dem erhaltenen homogen verkneteten Gemisch zugegeben. Die zuzusetzende Menge an Zunder 5 beträgt 10 bis 100 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile in den Kneter 8 eingebrachtem Mischschlamm Die zuzusetzende Menge an Zunder 5 ist deshalb auf 10 bis 100 Gewichtsteile zu begrenzen, weil bei weniger als 10 Gewichtsteilen die durch Verformen des homogen verkneteten Gemisches erhaltenen Briketts eine geringe Festigkeit aufweisen, so daß in diesem Fall die Zuschlagwirkung des Zunders 5 unzureichend ist Wenn dagegen die Menge an Zunder 5 100 Gewichtsteile überschreitet, kann die Zuschlagwirkung des Zunders 5 nicht weiter verbessert werden.
Der Staub 4 wird zugesetzt, um den ausgeformten Briketts eine hohe Dichte und Festigkeit zu verleihen. Die zuzusetzende Menge an Staub 4 beträgt 10 bis 200 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des in den Kneter 8 eingebrachten Mischschlamms. Die zuzusetzende Menge an Staub 4 ist deshalb auf 10 bis 200 Gewichtsteile zu begrenzen, weil bei weniger als 10 Gewichtsteilen die erhaltenen Briketts keine ausreichend hohe Dichte mehr aufweisen und eine niedrige Festigkeit haben. Wenn dagegen die Menge an Staub 4 200 Gewichtsteile überschreitet, ist das homogen verknetete Gemisch ziemlich schlecht verformbar, und die Festigkeit der ausgeformten Briketts sinkt ab.
Im allgemeinen wird ein aus Kohlepulfer und/oder Koksgrus bestehendes kohlenstoffhaltiges Material 6 verwendet, um die Festigkeit der erhaltenen Briketts und die Reaktionsfähigkeit der Briketts während des reduzierenden Schmelzens zu verbessern. Die zuzusetzende Menge an kohlenstoffhaltigem Material beträgt höchstens 40 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des in den Kneter 8 eingebrachten Mischschlamms. Die zuzusetzende Menge an kohlenstoffhaltigem Material 6 ist deshalb auf höchstens 40 Gewichtsteile zu begrenzen, weil bei mehr als 40 Gewichtsteilen die Festigkeit der erhaltenen Briketts beträchtlich absinkt
Der Zement 7 wird eingesetzt, um die Bindefähigkeit der erhaltenen Briketts zu verbessern. Die Zusatzmenge an Zement beträgt 10 bis 100 Gewichsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des in den Kneter 8 eingebrachten Mischschlamms. Die Zementmenge ist deshalb auf 10 bis 100 Gewichtsteile zu begrenzen, weil bei weniger als 10 Gewichtsteilen keine ausreichende Bindewirkung mehr erreicht wird, und außerdem ist die Verformbarkeit des verkneteten Gemisches schlecht so daß die erhaltenen Briketts eine geringe Festigkeit aufweisen. Wenn dagegen die Menge an Zement 100 Gewichtsteile überschreitet wird die Verformung des verkneteten Gemisches erschwert, und die Bindewirkung wird nicht mehr effektiv verbessert und außerdem steigen die Fertigungskosten, so daß die Verwendung einer derart großen Bindemittelmenge nicht mehr wirtschaftlich ist
Wasser 9 wird eingesetzt, um die Verknetbarkeit des Gemisches und seine Verformbarkeit zu Briketts zu verbessern. Die zuzusetzende Menge an Wasser beträgt 10 bis 200 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichsteile Mischschlamm, so daß das zu verknetende Gemisch 7 bis 30 Gewichtstefle Wasser enthält Wenn der Wassergehalt des zu verknetenden Gemisches auf 7 bis 30 Gew.-% eingestellt wird, kann das Gemisch vollständig zu einem homogenen Gemisch mit richtiger Haftkraft und Härte verknetet werden, wie sie für die Briketterzeugung notwendig ist Der Wassergehalt des Gemisches ist deshalb auf 7 bis 30 Gew.-% zu begrenzen, weil bei einem Wassergehalt von weniger als 7 Gew.-% das Gemisch nicht mehr vollständig verknetbar und schwierig brikettierbar ist, und außerdem staubt das Gemisch und verschlechtert so die Arbeitsbedingungen. Wenn dagegen der Wassergehalt des verkneteten Gemisches 30 Gew.-% überschreitet, klebt das verknetete Gemisch an den Walzenoberflächen der Brikettiermaschine 10, was den Betrieb erschwert, und die erhaltenen Briketts haben auch eine ίο niedrige Festigkeit.
Das homogene Gemisch, das durch Verkneten unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen erhalten worden ist, wird in der Brikettiermaschine 10 zu Briketts vorbestimmter Form verarbeitet. Die Briketts werden während der Ausformung etwas getrocknet, jedoch enthalten die erhaltenen Briketts immer noch etwa 7 bis 30 Gew.-% Wasser und haben bei niedriger Temperatur eine geringe Festigkeit Deshalb wird die Festigkeit der Briketts mittels einer die Festigkeit erhöhenden Vorrichtung 11 verbessert, um die Briketts in einen als Rohmaterial für Ferrolegierungen geeigneten Zustand zu bringen oder um Schwierigkeiten beim Schmelzvorgang in dem Reduktionsschmelzofen 13 zu verhindern, die durch Zerbröckeln der Briketts durch plötzliche Verdampfung des Wassers bei der Gewinnung von Metall 15 in dem Ofen 13 auftreten würden. Die Festigkeitsbehandlung der Briketts in der Vorrichtung 11 kann durch natürliche Aushärtung bei niedriger Temperatur oder durch Dampfaushärtung bei niedriger Temperatur in einem Tunnelofen vorgenommen werden.
Die auf diese Weise erhaltenen festigkeitsverbesserten Briketts nach der Erfindung können als Rohmaterial für Ferrolegierungen eingesetzt werden. Sie können weiterhin zusammen mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel 12 in einen Reduktionsschmelzofen 13 eingebracht und dort zur Gewinnung von Metall einem reduzierenden Schmelzen unterzogen werden. Das Metall wird in Metall 15 und Schlacke 16 getrennt und das Metall 15 wird seiner Verwertung zugeführt Der üblicherweise beim reduzierenden Schmelzen als Flußmittel zugesetzte Kalk kann bei Verwendung der erfindungsgemäß erhaltenen Briketts als Ausgangsmaterial weggelassen werden, so daß die Elektroden stabil in das zu behandelnde Gemisch eintauchen können und der Betrieb glatt ablaufen kann. Als kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel 12 können Holzkohle, Koks u.dgl eingesetzt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines
so Vergleichsbeispiels und eines Beispiels im einzelner erläutert
Vergleichsbeispie!
Dieses Vergleichsbeispiel erläutert ein Verfahrer zum Gewinnen eines Metalls, wobei ein Plattierschlamm zusammen mit Staub und Zunder verknetet wird, die bei der Herstellung von rostfreiem Stah anfallen. Als Bindemittel dient Zement Das Gemisch wird zu Briketts verformt, die zur Metallgewinnung einem reduzierenden Schmelzen unterzogen werden Bei dem Verfahren dieses Vergleichsbeispiels wire demnach kein Beizschlamm verwendet Es zeigt sich daß der Phosphorgehalt des ohne Verwendung voi Beizschlamm erhaltenen Metalls höher ist als dei Phosphorgehalt eines Metalls, das erfindungsgemäß πώ Verwendung von Beizschlanun erhalten wird, wie da! die Erfindung erläuternde anschließende Beispiel zeigt Das Abwasser der Nickelplattierung wird neutrali
siert, und der Niederschlag wird agglomeriert, wobei ein wasserhaltiger Plattierschlamm mit 82,5 Gew.-% Wasser erhalten wird. 401 dieses wasserhaltigen Plattierschlamms werden mit einer Filterpresse entwässert, um den Wassergehalt auf 52,8 Gew.-% zu senken. Der Schlamm wird weiterhin in einem Trommeltrockner bei einer Temperatur von 330° C (im inneren Teil des
Trockners) getrocknet, wobei ein Plattierschlamm mit einem Wassergehalt von 7,2 Gew.-% erhalten wird.
Die folgende Tabelle 1 gibt die chemische Zusammensetzung des getrockneten Plattierschlamms an. Tabelle -j 2 zeigt Einzelheiten des zum Trocknen eingesetzten Trommeltrockners.
Tabelle
Gesamt Cr Gesamt Ni Zn
C;iO
SiO2
Al2O-, Gesamt l-'c S
Cu
20,5
0,4
1,0
23,9 2,8
2,8
0,4
0,08
Anmerkung:
(1) »%« bedeutet Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht des Plattierschlamms, ausschließlich Wasser.
(2) Die zu 100% fehlende Menge der Summe der Bestandteile ist Sauerstoff, der an andere Elemente als Ca, Si, Mg und Al gebunden ist.
Tabelle 2
Innendurchmesser des Trockners (mm) 600
Außendurchmesser des Trockners (mm) 800
Länge des Trockners (mm) 4600
Umdrehungszahl des Trockners (UpM) 3,4
Staub, der in trockenem Zustand in einem elektrischen Stahlofen bei der Herstellung von rostfreiem Stahl gebildet worden ist, und Zunder, der sich beim Heißwalzen von rostfreien Stahlblöcken gebildet hat und aus dem das Wasser abfiltriert worden ist, werden zusammen mit dem vorstehend beschriebenen entwässerten und getrockneten Plattierschlamm in einen Kneter eingebracht. Die chemischen Zusammensetzungen des Staubes bzw. des Zunders sind in der folgenden Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3
Gesamt
Cr
Gesamt
Ni
Gesamt
Fe
CaO SiO,
MgO
ANO-,
Staub
Zunder
5,8
13,9
0,9
2,2
23,0
53,1
22.5 7,5
5.8
11,0
1,4
0,016 0,02
Anmerkung:
(1) »%« bedeutet Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht des Staubes oder Zunders, ausschließlich Wasser.
(2) Die zu 100% fehlende Menge der Summe der Bestandteile ist Sauerstoff, der an andere Elemente als Ca, Si. Mg und Al gebunden ist.
Außerdem wird das vorstehend erläuterte Gemisch aus Plattierschlamm, Staub und Zunder mit Zement als Bindemittel und Koksgrus als Zuschlagstoff versetzt, und das erhaltene Gemisch wird mit Wasser versetzt, um den Wassergehalt des Gemisches auf 10,8 Gew.-% einzustellen. Das Gemisch wird gründlich verknetet, und das homogen verknetete Gemisch wird in einer Agglomeriermaschine zu Briketts verformt
Das Mischungsverhältnis der vorstehend beschriebenen verschiedenen Rohmaterialien und Zusätze ist in Tabelle 4 angegeben, und die Verformungsbedingungen und die Eigenschaften der ausgeformten Briketts sind in der folgenden Tabelle 5 zusammengestellt Tabelle 4
Mischungsverhältnis (Teile)
Plattierschlamm
Elektroofenstaub
Zunder Koksgrus Zement
100
50
10
10
Anmerkung:
Das Mischungsverhältnis ist berechnet auf Trockengewichtsbasis.
Tabelle
Ausgeformte Prelldruck
(kg/cnr)
4,000
ίο
Druckfestigkeit der ausgeformten Briketts
(kg/Brikett)
45
Anmerkung: Die ausgeformte Menge ist berechnet auf Trockengewichlsbasis.
lo Festigkeit erhöhende Vorrichtung dient. Die Trockenbedingungen und die Festigkeit der getrockneten Briketts sind in der folgenden Tabelle 6 zusammengestellt. Die Zusammensetzung der getrockneten Briketts ist in der folgenden Tabelle 7 angegeben.
Tabelle
Trocken- Trocken- Oberflächen- Druckfestigkeil temperalur zeit
C")
Die vorstehend erhaltenen ausgeformten Briketts werden auf einem Bandtrockner getrocknet, der als die
Tabelle
temperatur der getrockneten
der Briketts Briketts beim Trocknen
(min)
etwa 70
(kg/Briketts)
63
Gebundenes C
Gesamt Cr
Gesamt
Ni
Gesamt Fe
CaO
SiO2
MgO ANO.,
9,7
5,2
30,8
6,1
8,6
1,4 2,1
0,07
0,4
Anmerkung:
(1) »%« bedeutet Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Briketts, ausschließlich Wasser.
(2) Die zu 100% lehlende Menge der Summe der Bestandteile ist Sauerstoff, derail andere Elemente als Ca. Si, Mg und Al gebunden ist.
Die so getrockneten Briketts werden in einen Innendurchmesser des Ofens Girod-Ofen eingebracht, der in Einzelheiten in Tabelle 8 (unterer Teil) (mm) erläutert ist, zusammen mit der theoretisch notwendi- nf · f , ,
gen Menge Koksgrus als kohlenstoffhaltigem Mittel und J5 Ulemieie lmm' Kalk als Flußmittel, und das erhaltene Gemisch wird in Sekundärspannung (V) dem Ofen reduzierend geschmolzen. Sekundärstromstärke (A)
Tabelle Transformatorkapazität (KVA) Innendurchmesser des Ofens (oberer Teil) (mm)
55 350 Die Reduktionsbedingungen, die Zusammensetzung des zurückgewonnenen Metalls und der zurückgewonnene Prozentsatz an Ni, Fe und Cr sind in den folgenden Tabellen 9,10 bzw. 11 angegeben.
Tabelle
Eingesetzte Brikettmenge Eingesetzt Koksgrus-(kg) menge (kg)
Eingesetzte Kalkmenge Elektrische (kg) Leistungseinheit
(KWh/Metall · t)
10000 Tabelle
1380
175 2620
Si Mn
Ni Cr Fe und andere
3,82 1,13 0,98 0,126 0,089 10,3 18,8 64,755
Tabelle
Fe ("A)
97,6
Cr (%)
89,9
Beispiel
Es werden 30 Gewichtsteile der im Vergleichsbeispiel eingesetzten 100 Gewichtsteile an Plattierschlamm mit einem Wassergehalt von 7,2% durch 30 Gewichtsteile eines Beizschlammes mit einem Wassergehalt von 5,6
11 12
Gew.-% ersetzt, der durch Entwässern und Trocknen hat, und der die in Tabelle 12 angegebene chemische eines wasserhaltigen Beizschlammes erhalten worden Zusammensetzung hat.
ist, der sich beim Beizen von rostfreiem Stahl gebildet
Tabelle 12
Gesamt Cr Gesamt Ni Gesamt lre CaO SiO, MgO Al2O, P S
9,8 2,1 33,6 8,8 3,2 0,25 1,88 0,02 0,45
Anmerkung:
(1) »%« bedeutet Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht des Beizschlamms, ausschließlich Wasser.
(2) Die zu 100% fehlende Menge der Summe der Bestandteile ist Sauerstoff, der an andere Elemente als Ca, Si, Mg und Al
gebunden ist.
Das so erhaltene Gemisch aus Plattierschlamm und 20 der Wassergehalt des Gemisches auf 10,8 Gew.-%
Beizschlamm wird auf die im Vergleichsbeispiel eingestellt wird. Das erhaltene Gemisch wird gründlich
erläuterte Weise mit Staub, Zunder, Koksgrus und verknetet, und das homogen verknetete Gemisch wird
Zement versetzt, wie sie in Tabelle 4 angegeben sind, in einer Agglomeriermaschine zu Briketts verformt,
und zwar in Mischungsverhältnissen, die ebenfalls in Die Verformungsbedingungen und die Eigenschaften
Tabelle 4 genannt sind. Außerdem wird dem erhaltenen y, der ausgeformten Briketts sind in der nachfolgenden
Gemisch Wasser in einer solchen Menge zugesetzt, daß Tabelle 13 angegeben.
Tabelle 13 PreUdruck Druckfestigkeit
Ausgeformte der ausgeformten
Menge Briketts
(kg/cm2) (kg/Brikeui
(kg) 4 000 45,8
20 000
Anmerkung: Menge ist auf Trockengewichtsbasis
Die ausgeformte
berechnet.
Die so erhaltenen Briketts werden wie im Vergleichs- neten Briketts haben eine Druckfestigkeit von 60 beispiel auf einem Bandtrockner getrocknet, der als 4; kg/Brikett und die in Tabelle 14 angegebene Zusamfestigkeitsverbessernde Vorrichtung dient. Die getrock- mensetzung.
Tabelle 14
Gebun- Gesamt Gesaml Gesamt CaO SiO: MgO AhO-, P S Zn
denes C Cr Ni Fe
3,6 9,0 4.8 29.7 8.2 7.2 1.1 2.0 0.05 0,6t- 0.37
Anmerkung:
(1) »%« bedeutet Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Briketts, ausschließlich Wasser.
(2) Die zu 100% fehlende Menge der Summe der Bestandteile ist Sauerstofl'. der an andere Elemente als Ca. Si. Mg und Al
gebunden ist.
Die getrockneten Briketts werden in den im Die Reduktionsbedingungen, die Zusammensetzung des
Vergleichsbeispiel erläuterten Girod-Ofen zusammen b5 zurückgewonnenen Metalls und der zurückgewonnene
mit der theoretisch notwendigen Menge Koksgrus als Prozentsatz an NL, Fe und Cr sind in den folgenden
kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel eingebracht und Tabellen 15,16 und 17 angegeben.
das erhaltene Gemisch wird reduzierend geschmolzen.
13 27 28 603 14
Tabelle 15 Brikettmenge Elektrische
Eingesetzte Eingesetzte Koks Eingesetzte Kalkmenge Leistungseinheit
grusmenge (kWh/Metall - t)
(kg) (kg) (kg) 2 590
10000 1042 0
Tabelle 16
Si
Mn
Ni
Cr
Fe und andere
Tabelle 17
1,16
1,08
0,113
10,1
18,2
65,255
Ni (%)
Fe (%)
Cr (%)
97,5
Wie vorstehend angegeben ist, werden Ni, Fe und Cr in hohen Prozentsätzen von 99,2%, 97,5% bzw. 88,8% zurückgewonnen. Das zurückgewonnene Metall hat einen niedrigen Phosphorgehalt und unterscheidet sich in keiner Weise von den üblichen Ferrolegierungen und eignet sich als Rohmaterial für rostfreien Stahl.
Dagegen sind die Nichtmetalloxide, die nach Abtrennen des Metalls zurückbleiben, als Zuschlagstoff verwendbar. Außerdem enthält der in dem Girod-Ofen gebildete Staub Zn in hoher Konzentration und eignet sich als Rohstoffquelle für Zink.
Die Vorteile des .erfindungsgemäßen Verfahrens können wie folgt zusammengefaßt werden:
1) Durch die Verwendung von Zement als Bindemittel erhalten die erzeugten Briketts eine ausgezeichnete Druckfestigkeit, die insbesondere nach der Härtung noch in vorteilhafter Weise gesteigert wird.
2) Das reduzierende Schmelzen kann bei Verwendung von erfindungsgemäß erhaltenen Briketts ohne Zuschlag von Kalk vorgenommen werden, was einmal kostengünstig ist und zum anderen ein stabiles Eintaucher, der Elektroden in das zu behandelnce Gemisch gewährleistet, so daß der Betrieb glatt und ohne Unterbrechungen ablaufen kann.
3) Die Elektrodenabnutzung beträgt durch die Verjo wendung von Zement als Bindemittel nur 90 bis 95% der Abnutzung, die bei Verwendung vor Papierbreiabwasser als Bindemittel auftritt
Das bei Verwendung von erfindungsgemäßen Briketts gewonnene Metall hat einen unerwartet niedrigen Phosphorgehalt und kann als Rohmaterial für Stahllegierungen verwendet werden. Somit dient das erfindungsgemäße Verfahren wirkungsvoll der Rohstoffeinsparung. Außerdem können Nichtmetalloxide, die nach dem Zurückgewinnen des Metalls zurückbleiben, als Zuschlagstoff verwendet werden, und wenn während der Reduktion der Briketts in dem Reduktionsschmelzofen Staub gebildet wird, so kann dieser gesammelt und als Zinkrohstoffquelle ausgenutzt werden. Schließlich ist das erfindungsgemäße Verfahren sehr einfach und leicht durchführbar.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zum Behandeln von Piatrierschlamm, bei dem der Wassergehalt des Plattierschlamms herabgesetzt, Bindemittel zugesetzt, der Wassergehalt des erhaltenen Gemisches auf einen bestimmten Wert eingestellt und das homogen verknetete Gemisch zu Briketts geformt wird, die als Rohmaterial für Ferrolegierungen oder unter Zusatz von kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln nach reduzierendem Schmelzen als Rohmaterial für Stahllegierungen verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß 100 Gewichtsteile eines Mischschlamms mit einem Wassergehalt von höchstens 10 Gew.-%, der durch Mischen des Plattierschlamms mit einem Beizschlamm erzeugt wird, wobei entweder das Schlammgemisch oder seine Mischungsbestandteile entsprechend entwässert und getrocknet werden, mit 10 bis 100 Gewichtsteilen Zunder, 10 bis 200 Gewichtsteilen Staub, wobei sowohl der Zunder als auch der Staub beim Stahllegieren angefallen sind, und mit 10 bis 100 Gewichtsteilen Zement als Bindemittel gemischt werden, daß das erhaltene Gemisch zum Einstellen seines Wassergehaltes auf 7 bis 30 Gew.-% mit Wasser vermischt wird, daß das erhaltene homogen verknetete Gemisch zu Briketts verformt wird und daß diese einer natürlichen Aushärtung bei Raumtemperatur oder einer Dampfaushärtung als festigkeitsverbessernder Behandlung unterworfen werden.
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