DE3042276A1 - Verfahren zur rueckgewinnung von nichtfluechtigen metallen aus einem staubfoermigen einsatzmaterial, welches metalloxide, insbesondere chromoxide, enthaelt - Google Patents

Verfahren zur rueckgewinnung von nichtfluechtigen metallen aus einem staubfoermigen einsatzmaterial, welches metalloxide, insbesondere chromoxide, enthaelt

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DE3042276A1 DE19803042276 DE3042276A DE3042276A1 DE 3042276 A1 DE3042276 A1 DE 3042276A1 DE 19803042276 DE19803042276 DE 19803042276 DE 3042276 A DE3042276 A DE 3042276A DE 3042276 A1 DE3042276 A1 DE 3042276A1
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Description

Andrejewsid, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Verhüttung von feinkörnigen Metallerzen als Einsatzmaterial in einem mit einem festen Reduktionsmittel gefüllten, beheizten Reaktor, wobei das Einsatzmaterial mit einem Trägergas in einen unteren Reaktorteil eingeblasen sowie durch eine Reduktionszone im unteren Reaktorteil hindurchgeführt wird und wobei flüssiges Metall unten aus dem Reaktor abgezogen wird.
Das bekannte Verfahren (DE-PS 24 O? 78O, US-PS 40 72 504) ist für die Verhüttung von Metallerzen, insbes. Eisenerzen, geeignet und bestimmt. Diese Erze müssen feinkörnig aufbereitet und vorreduziert in den Reaktor eingeblasen werden. Sie werden in der Reduktionszone reduzierend eingeschmolzen.. Der Reaktor ist ein Schachtofen. Das Einblasen erfolgt mit Hilfe von Düsen, denen gleichzeitig Sauerstoff und gasförmige Kohlenwasserstoffe zugeführt werden und die so als Brenner funktionieren. Die Vorreduktion ist aufwendig. Sie muß in einer besonderen Vorreduktionsanlage, z.B. in einem Wirbelbett, einstufig oder mehrstufig erfolgen. Die Rückgewinnung nichtflüchtiger Metalle aus staubförmigen Substanzen, die z.B. bei der Reinigung entsprechender Abgase per Elektrofilter anfallen, ist mit den bekannten Maßnahmen nicht möglich. Auch lassen sich solche staubförmigen Substanzen kaum oder nur.mit sehr großem Aufwand vorreduzieren, sie würden z.B. aus einem Wirbelbett ausgetragen.
Andererseits fallen beim Refining von Metallschmelzen nach herkömmlichen Verfahren in beachtlichem Maße Metalloxide in Form solcher staubförmigen Substanzen an. Allein in den nordischen Ländern entstehen auf diese Weise etwa 50.000 bis 6O.OOO t pro Jahr. Je nach dem Refining-Prozeß enthalten diese staubförmigen
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Substanzen in beachtlichem Maße Chromoxide. Diese staubförmigen Substanzen haben, selbst nachdem sie aus den Abgasen entfernt wurden, lange Zeit ein großes Problem im Hinblick auf die Umweltbelastung dargestellt, da sie beträchtliche Mengen an Schwermetallen und auch an giftigen Chromverbindungen mitführen. Bisher wurden diese staubförmigen Substanzen als Abfall auf Halde gekippt» da keine technisch oder wirtschaftlich vertretbaren Verfahren zur Aufbereitung und Metallrückgewinnung bekannt waren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Anwendung von Maßnahmen des eingangs beschriebenen bekannten Verfahrens aus staubförmigem Einsatzmaterial ohne Vorreduktion nichtflüchtige Metalle zu gewinnen. Dabei soll es sich bei dem Einsatzmaterial insbes. um die staubförmigen Substanzen handeln, die beim Refining von Metallschmelzen durch Abgasfilter oder dgl. aus den Abgasen abgeschieden werden.
Gegenstand der Erfindung ist die Anwendung des Verfahrens der Verhüttung von feinkörnigen Metallerzen als Einsatzmaterial in einem mit einem festen Reduktionsmittel gefüllten, beheizten Reaktor, wobei das Einsatzmaterial mit einem Trägergas in einen unteren Reaktorteil eingeblasen sowie durch eine Reduktionszone im unteren Reaktorteil hindurchgeführt wird und wobei flüssiges Metall unten aus dem Reaktor abgezogen wird, auf die Rückgewinnung von nichtflüchtigen Metallen aus einem staubförmigen Einsatzmaterial, welches Metalloxide, insbes. Chromoxide enthält, mit der Kennzeichnung, daß die Reduktionszone mit Hilfe von zumindest einem Plasmabrenner erzeugt und aufrechterhalten wird, der am unteren Reaktorteil angeordnet ist, und daß das staub-
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förmige Einsatzmaterial im Bereich des Plasmabrenners bzw. der Plasmabrenner eingeblasen und augenblicklich reduziert sowie geschmolzen wird. Plasmabrenner bezeichnet bekanntlich Lichtbogendüsenbrernmer, aus denen ein Plasmastrahl mit hoher Temperatur austritt, wobei in den Plasmastrahl pulverförmiges Material eingeblasen werden kann (vgl. Lueger, Bd.16, Lexikon der Verfahrenstechnik, 1970, S. 502, 303). - Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den naohgeordneten Ansprüchen 2 bis 6.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann Abfallstaub erstmals zu wirtschaftlich vertretbaren Bedingungen verarbeitet werden. Dadurch löst die Erfindung nicht nur das durch Lagerung giftiger Abfälle entstehende Problem der Umweltbelastung, sondern gleichzeitig können im Abfallstaub vorhandene Metalle, insbes. Chrom, Nickel und Molybdän, einer weiteren Verwendung wieder zugeführt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten VerfahrensSchemas zur Durchführung der Erfindung näher erläutert.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Verfahrensschema ist ein Schachtofen oder Reaktor 1 vorgesehen, welcher über einen gasdichten Gichtverschluß 2 mit einem festen Reduktionsmittel wie beispielsweise Koks beschickt wird. Die Temperatur im Reaktor ■ wird mittels eines oder mehrerer Plasmabrenner 3 gesteuert.
Der zu verarbeitende Staub, d.h. das staubförmige Einsatzmaterial, wird in den unteren Teil des Reaktors 1 unmittelbar vor dem
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Plasmabrenner bzw. den Plasmabrennern mit Hilfe eines Trägergases durch die Leitung 4 eingeblasen. Der bzw. die Plasmabrenner ist bzw. sind dabei an eine Speiseleitung 5 für ein Fördermedium (Plasmagas) für die Wärmeenergie angeschlossen.
Ein Teil des im Reaktor 1 erzeugten Reaktionsgases wird aufgefangen und als Trägergas bzw. als Plasmagas verwendet. Dieses Reaktionsgas verläßt den Reaktor 1 über einen Auslaß 6 und wird dann zweckmäßigerweise durch einen Wärmetauscher 7 geleitet, um seine Temperatur zu steuern. Bei dem dargestellten Verfahrensschema werden etwa 20$ des durch den Wärmetauscher 7 hindurchströmenden Reaktonsgases als Trägergas und Plasmagas über eine Gasreinigungs-Einrichtung 8, ein anschließendes Gebläse und eventuell einen Kompressor 9 wieder dem Kreislauf zugeführt. Die restlichen So# des den Wärmetauscher verlassenden Reaktionsgases, welches Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthält, kann für andere Zwecke, beispielsweise zur Erzeugung von Elektrizität, verwendet werden.
Die Trägergasleitung 4 ist derart angeordnet, daß sie mit einer Beschickungsvorrichtung 10 wie beispielsweise einer pneumatisch betätigten Beschickungsvorrichtung zusammenwirkt, welche an eine Beschiciumgsrinne 11 angeschlossen ist, die ihrerseits mit drei Speicherbehältern 12, IJ und 14 zusammenwirkt, welche das staubförmige Einsatzmaterial bzw. Kohlepulver und Schlackenbildner enthalten.
Wenn der Staub in den Reaktor eingeblasen wird, wird er dort im wesentlichen augenblicklich reduziert und es erfolgt im unteren Teil des Reaktor die Schmelzung. Die Schmelze läuft zum Boden
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des Reaktors und wird von dort über einen Abstiohkanal 15 entfernt, während die Schlacke kontinuierlich oder intermittierend über einen Abstichkanal 16 entfernt wird.
Erfindungsgemäß kann die gewünsohte Temperatur in der Reduktionszone des Reaktors, welche zwisohen 4500 und l600°C liegt, ohne Schwierigkeiten mittels eines Plasmabrenners gesteuert' werden. Der Reaktor und das Koksbett können in diesem Fall derart dimensioniert werden, daß das Metalloxide enthaltende staubförmige Einsatzmaterial im unteren Teil des heißen Koksbettes 17 festgehalten wird und das den Reaktor verlassende Gas aus einer Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht.
Eine weitere Erläuterung der Erfindung ergibt sioh aus dem nachfolgenden zahlenmäßigen DurchfUhrungsbeispiel.
Beispiel
1 to Pilterstaub, der Metalloxide, insbes. Chromoxide, enthielt, wurde von den Wandungen von Abgasfiltern bei der Herstellung von rostfreiem Stahl abgekratzt und gesammelt. Die ursprüngliche Teilchengröße des Staubes betrug 2-6yurtf und der Staub hatte folgende Zusammensetzung: ■ ;
13 % Cr2O3
38 % Pe2O3
6 % Ni
1,2 % MoO, .
Der Rest war Schlacke wie CaO, SiO2 und dergleichen. Dieser Staub wurde mit 320 kg Kohlepulver und 12 kg SiO2 (Schlackebildner)
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μ — ·*> m
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gemischt und das Gemisch dann kontinuierlich in die Reduktionszone eines Reaktors geblasen. Der Energieverbrauch zur Einhaltung einer Temperatur von etwa 155O°C in der Reduktionszone betrug etwa 2600 kWh, wobei die Temperatur mittels eines Plasmabrenners erzeugt wurde.
Man erhielt:
475 kg Roheisen mit 2\ % Chromgehalt, 11 % Nickel und • 2,3 % Molybdän.
Ferner:
620 Nnr Reaktionsgas, bestehend aus
70 % CO, 20 % H2,
10 % einer Mischung aus Stickstoff, Kohlendioxid und Wasser.
Der Wärmewert des Reaktionsgases betrug etwa 2700 Kcal/Nm
13005
ORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

  1. Andrejewski, Honke & Partner
    Diplom-Physiker
    Dr. Walter Andrejewski
    Diplom-Ingenieur
    Dr.-Ing. Manfred Honke
    Diplom-Physiker
    Dr. Karl Gerhard Masch
    Anwaltsakte:
    56 20S/Sch-th
    4300 Eisen 1, Theaterplatz 3, Postf. 100254
    5. November 198O
    Patentanmeldung SKP Steel Engineering Aktiebolag
    P. 0. Box 202 S-813 00 HOPORS, Schweden
    Verfahren zur Rückgewinnung von nichtflüchtigen Metallen aus einem staubförmigen Einsatzmaterial, welches Metalloxide, insbes. Chromoxide, enthält.
    Patentansprüche.
    1. Anwendung des Verfahrens der Verhüttung von feinkörnigen Metallerzen als Einsatzmaterial in einem mit einem festen Reduktionsmittel gefüllten, beheizten Reaktor, wobei das Einsatzmaterial mit einem Trägergas in einen unteren Reaktorteil eingeblasen sowie duroh eine Reduktionszone im unteren Reaktorteil
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    hindurchgeführt wird und wobei flüssiges Metall unten aus dem Reaktor abgezogen wird·, auf die Rückgewinnung von nichtflüchtigen Metallen aus einem staubformigen Einsatzmaterial, welches Metalloxide insbes. Chromoxide, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionszone mit Hilfe von zumindest einem Plasmabrenner erzeugt und aufrechterhalten wird, der am unteren Reaktorteil angeordnet ist, und daß das staubförmige Einsatzmaterial im Bereich des Plasmabrenners bzw. der Plasmabrenner eingeblasen und augenblicklich reduziert sowie geschmolzen wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Produkt im Reaktor auf einer Temperatur von etwa 1500 bis 16500C gehalten wird.
    J). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem staubformigen Einsatzmaterial zusätzlich Kohlenstoff oder Kohlenwasserstoffe beigemischt werden.
    K. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis J5, dadurch gekennzeichnet, daß dem staubformigen Einsatzmaterial zusätzlich ein Schlackenbildner beigemischt wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das staubförmige Einsatzmaterial mit Hilfe von aus dem Reaktor abgezogenem Reaktionsgas (Gichtgas) in die Reduktionszone eingeblasen wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Reaktor abgezogenes Reaktionsgas (Gichtgas) dem Plasmabrenner als Plasmagas zugeführt wird.
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DE3042276A 1980-06-10 1980-11-08 Anwendung eines Verfahrens zur Gewinnung von Chrom in Form einer Chrom/Eisen-Legierung aus dem Chromoxid enthaltenden Staub metallurgischer Prozesse als Ausgangsstoff auf die Gewinnung der Chrom/Eisen-Legierung aus dem beim Refining von Stahlschmelzen anfallenden Staub Expired DE3042276C2 (de)

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DE3042276A Expired DE3042276C2 (de) 1980-06-10 1980-11-08 Anwendung eines Verfahrens zur Gewinnung von Chrom in Form einer Chrom/Eisen-Legierung aus dem Chromoxid enthaltenden Staub metallurgischer Prozesse als Ausgangsstoff auf die Gewinnung der Chrom/Eisen-Legierung aus dem beim Refining von Stahlschmelzen anfallenden Staub

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