EP2593536B1 - Method for producing pressed articles containing coal particles - Google Patents

Description

Gebiet der TechnikField of engineering

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kohlepartikel enthaltenden Presslingen, die dabei gewonnenen Presslinge sowie die Verwendung der Presslinge in Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett oder in Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffträgern für Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett.The invention relates to a process for the production of pellets containing pellets, the pellets obtained thereby and the use of the pellets in processes for producing pig iron in a fixed bed or in processes for the preparation of carbon carriers for processes for producing pig iron in a fixed bed.

Stand der TechnikState of the art

In Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett, beispielsweise in Einschmelzvergasern, oder in Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffträgern für Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett, beispielsweise Kokserzeugung für Hochöfen, verwendete, Kohlepartikel enthaltende Presslinge, beispielsweise Briketts, müssen nach dem Austrag aus der Presse eine gewisse Sturz- und Druckfestigkeit aufweisen. Die Sturzfestigkeit ist erforderlich, damit die ursprüngliche Größe der Presslinge im Zuge einer Chargierung in einen Prozess unbeschadet unvermeidlicher Stürze, beispielweise bei der Übergabe von einem auf ein anderes Förderband oder bei Chargierung in einen Materialbunker, möglichst weitgehend erhalten bleibt. Die Druckfestigkeit ist erforderlich, damit die ursprüngliche Größe der Presslinge nach Chargierung in einen Materialbunker oder einen Festbettreaktor trotz eines durch übergelagerte Materialschichten ausgeübten Druckes erhalten bleibt.In processes for pig iron production in a fixed bed, for example in melter gasifiers, or in processes for the production of carbon carriers for processes for pig iron production in a fixed bed, for example coke production for blast furnaces, containing carbon particles containing pellets, such as briquettes, after discharge from the press have a certain Have fall and crush resistance. The drop resistance is required so that the original size of the compacts in the course of charging in a process without prejudice to inevitable falls, for example when transferring from one to another conveyor belt or when charging in a material bunker, as much as possible. Compressive strength is required to maintain the original size of the compacts after being charged into a material bunker or fixed bed reactor, despite pressure exerted by superposed layers of material.

Diese Festigkeitsanforderungen werden auch unter dem Begriff Kaltfestigkeit zusammengefasst.These strength requirements are also summarized under the term cold strength.

Neben der Kaltfestigkeit ist auch die Heißfestigkeit von Presslingen - insbesondere bei Verwendung in thermischen Prozessen - ein Kriterium für ihre Einsatztauglichkeit. Im besonderen Fall der Verwendung von feinkörnige Kohlepartikel enthaltenden Presslingen in Verfahren zur Roheisenerzeugung, wie beispielsweise in einem Einschmelzvergaser oder Hochofen, bezieht sich der Begriff der Heißfestigkeit a) auf eine Festigkeit der nach Pyrolyse der Presslinge in einer Hochtemperaturzone zurückbleibenden Halbkoks- beziehungsweise Koks-Partikel, und b) auf eine Festigkeit dieser Halbkoks- beziehungsweise Koks-Partikel nach erfolgtem chemischen Angriff eines heißen, CO₂-hältigen Gases. Ein Mindestmaß an Heißfestigkeit ermöglicht, dass die nach der Konvertierung der Presslinge durch Pyrolyse in Halbkoks- beziehungsweise Koks-Partikel vorhandene Größe dieser Partikel weitgehend erhalten bleibt.In addition to the cold strength and the hot strength of compacts - especially when used in thermal processes - a criterion for their suitability for use. In the particular case of using fine particles containing carbon particles in pig iron production processes, such as in a melter gasifier or blast furnace, the term hot strength refers to a) the strength of the semi-coke or coke particles remaining after pyrolysis of the pellets in a high-temperature zone, and b) to a strength of these semicoke or coke particles after chemical attack of a hot, CO ₂ -containing gas. A minimum level of hot strength allows the size of these particles, which is present after the conversion of the compacts by pyrolysis in semicoke or coke particles, to be largely retained.

Bei Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett ist die Entwicklung von Unterkorn aus Presslingen oder Koks-Partikeln vor Chargierung in ein Festbett oder innerhalb eines Festbettes deshalb unerwünscht, weil hierdurch die Permeabilität des Festbettes verschlechtert wird. Im besonderen Fall eines Verfahrens zur Roheisenerzeugung betrifft das sowohl die Gaspermeabilität als auch das Drainageverhalten des Festbettes bezüglich des flüssigen Roheisens und der Schlacke. Verschlechtert sich die Permeabilität des Festbettes, so sind nachteilige Auswirkungen auf dessen Produktivität, dessen spezifischen Energiebedarf, sowie dessen Produktqualität zu erwarten.In processes for producing pig iron in a fixed bed, the development of undersize particles or coke particles prior to charging in a fixed bed or within a fixed bed is undesirable, because this deteriorates the permeability of the fixed bed. In the particular case of a process for the production of pig iron this concerns both the gas permeability and the drainage behavior of the fixed bed with respect to the molten pig iron and the slag. If the permeability of the fixed bed deteriorates, adverse effects on its productivity, its specific energy requirement and its product quality are to be expected.

Aus WO 02/50219A1 ist es bekannt, Presslinge mit ausreichender Kaltfestigkeit aus feinkörnigen Kohlepartikeln mittels eines Bindemittelsystems aus Branntkalk und Melasse herzustellen. Dabei werden feinkörnige Kohlepartikel von Feinkohle und Branntkalk vermischt, die Mischung zwecks Fortschreiten der Löschreaktion mit Feuchte aus den Kohlepartikeln ruhen gelassen, dann Melasse zugemischt, die dabei erhaltene Mischung geknetet und schließlich aus ihr Presslinge gepresst.Out WO 02 / 50219A1 It is known to produce compacts with sufficient cold strength from fine-grained carbon particles by means of a binder system of quicklime and molasses. Here, fine-grained coal particles of fine coal and quicklime are mixed, the mixture for the purpose of progressing the quenching reaction with moisture from the coal particles rest, then added molasses, kneaded the resulting mixture and finally pressed from her pellets.

Es gibt Kohlen, die ein außerordentlich hohes Wasseraufnahmevermögen zeigen, insbesondere gekennzeichnet durch eine hohe inhärente Feuchte. Für den Einsatz in der Roheisenerzeugung soll die Feuchte der Presslinge jedoch nicht zu hoch, das heißt bei maximal 7 Gewichts% liegen. Das deshalb, weil diese Feuchte bei der Verwendung der Presslinge zur Roheisenerzeugung oder zur Herstellung von Kohlenstoffträgern für Verfahren zur Roheisenerzeugung energetisch belastend wirkt, da mit der Feuchte der Presslinge der spezifische Verbrauch von Kohlenstoffträgern deutlich ansteigt. Daher sind Kohlen, deren Feuchte höher liegt, vor der Verarbeitung zu Presslingen zu trocknen. Zusätzlich zu dem in der ungetrockneten Kohle bereits vorhandenen unbenetzten Porenvolumen wird durch die Austreibung von Wasser aus Hohlräumen bei der Trocknung zusätzliches Porenvolumen erzeugt. Das unbenetzte Porenvolumen kann eine entsprechende Menge an Wasser beziehungsweise wässrigen Medien aufnehmen. Auch das zusätzliche Porenvolumen kann selbstverständlich erneut Wasser oder wässriges Medium aufnehmen. Überdies neigen bestimmte Kohlen auch dazu - insbesondere bei intensiver Trocknung - infolge Kornschädigung zusätzliches Porenvolumen zu generieren. Bei Trocknung einer Kohle mit hohem Wasseraufnahmevermögen auf eine akzeptable Feuchte vor der Anwendung des in WO 02/50219A1 beschriebenen Verfahrens zur Herstellung von Presslingen wird ein großes zusätzliches Porenvolumen generiert. Daher saugt ein getrockneter Kohlepartikel einen erheblichen Teil der zur Herstellung einer Bindung auf der Partikeloberfläche benötigten Melasse, die als wässrige Lösung aufzufassen ist, in seine Poren ein. Daher ist für solche Kohlen mit üblicherweise verwendeten Melassezusätzen von ≤ 10Gewichts% Prozent, bezogen auf das Gewicht der zu verarbeitenden Kohle, keine ausreichende Festigkeit für die Presslinge zu erzielen. Um dennoch Presslinge mit ausreichender Festigkeit auf Basis Melassebinder herstellen zu können, muss

• auf die Generierung von unbenetztem Porenvolumen durch Trocknung verzichtet werden, oder
• um so viel mehr Melasse zugesetzt werden, wie von dem Porenvolumen aufgenommen wird und daher nicht zur Bindung der auf der Oberfläche der Kohlepartikel zur Verfügung steht.

There are coals which show an extraordinarily high water absorption capacity, in particular characterized by a high inherent moisture content. For use in pig iron production, however, the moisture content of the compacts should not be too high, ie at a maximum of 7% by weight. This is because this moisture is energetically stressful when using the pellets for pig iron production or for the production of carbon carriers for processes for pig iron production, since the moisture content of the pellets significantly increases the specific consumption of carbon carriers. Therefore, coals whose moisture is higher must be dried before processing into compacts. In addition to the unwetted pore volume already present in the undried coal, the expulsion of water from cavities during drying produces additional pore volume. The unwetted pore volume can absorb a corresponding amount of water or aqueous media. Of course, the additional pore volume can again absorb water or aqueous medium. Moreover, certain coals also tend to have extra pore volume due to grain damage, especially during intense drying to generate. When drying a coal with a high water absorption capacity to an acceptable moisture level before applying the in WO 02 / 50219A1 described method for the production of compacts, a large additional pore volume is generated. Therefore, a dried carbon particle sucks a significant portion of the molasses needed to form a bond on the particle surface, which is to be understood as an aqueous solution, into its pores. Therefore, for such coals with commonly used molasses additions of ≤10% by weight, based on the weight of the coal to be processed, sufficient strength for the compacts can not be achieved. However, in order to produce compacts with sufficient strength based on molasses binder, must

• to dispense with the generation of unwetted pore volume by drying, or
• the more molasses is added, as is absorbed by the pore volume and therefore not available for binding to the surface of the carbon particles.

Diese Maßnahmen sind jedoch aus Gründen der Prozessökonomie unerwünscht.However, these measures are undesirable for reasons of process economy.

Auch bei von Natur aus weniger feuchten Kohlen, die zur Erreichung einer Feuchte der Presslinge von maximal 7 Gewichts% nicht getrocknet werden müssen, wird ein Teil der Melasse in Poren der Kohlepartikeln eingesogen. Melasse enthält jedoch Komponenten, die hinsichtlich einer Reaktion von Kohlenstoff mit heißen, CO₂-haltigen Gasen katalytisch wirken, wodurch insbesondere in den heißen Zonen eines der Erzeugung von Roheisen dienenden Festbettes bei Temperaturen > 800-1000°C, abhängig vom Druck, das Ausmaß einer Umsetzung von festem Kohlenstoff mit CO₂ gemäß Boudouard-Reaktion zunimmt. Infolgedessen lässt die Heißfestigkeit von, aus mit Melasse behandelten Presslingen durch Pyrolyse hervorgehenden, Halbkoks- beziehungsweise Koks-Partikeln nach.Even with naturally less moist coals, which do not have to be dried to achieve a moisture content of the compacts of at most 7% by weight, some of the molasses is absorbed into the pores of the carbon particles. However, molasses contains components that act catalytically with respect to a reaction of carbon with hot, CO ₂ -containing gases, whereby, especially in the hot zones of a production of pig iron serving fixed bed at temperatures> 800-1000 ° C, depending on the pressure, the extent a conversion of solid carbon with CO _{2 increases} according to Boudouard reaction. As a result, the hot strength of molasses-treated compacts is relieved by pyrolysis-derived, semi-coke or coke particles.

Die in WO9901583A1 vorgeschlagene Verwendung von Bitumen als Bindemittel wirft solche mit Melasse verbundenen Probleme nicht auf. Eine Herstellung von Presslingen mit Bitumen ist jedoch mit sehr hohen Bindemittelkosten behaftet.In the WO9901583A1 The proposed use of bitumen as a binder does not pose such problems associated with molasses. However, the production of pellets with bitumen is associated with very high binder costs.

Die in der AT005765U1 vorgeschlagene Verwendung einer wässrigen Bitumenemulsion als Bindemittelsystem senkt den Bitumenverbrauch um bis zu mehr als 50%. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, dass die Einsatzkohlen Feuchten von wesentlich über 5 Gewichts% aufweisen müssen, damit bei Verwendung derartiger Bitumenemulsionen stabile Presslinge entstehen. Zudem besteht das Problem, dass in den Kohlepartikeln vorhandene Poren wässrige Bitumenemulsion aufsaugen können, beziehungsweise der Emulsion Wasser entziehen und diese damit infolge Tröpfchen-Koaleszenz destabilisieren können, bevor eine weitgehend gleichmäßige Verteilung der Emulsion innerhalb des zu Presslingen zu verarbeitenden Gutes und entsprechend eine gleichmäßige Benetzung der Partikeloberfläche durch die Emulsion erfolgen kann. Hierdurch wird die Wirksamkeit der Emulsion als Bindmittel reduziert.The in the AT005765U1 The proposed use of an aqueous bitumen emulsion as a binder system reduces bitumen consumption by more than 50%. In practice, however, it has been found that the feeds of moisture substantially above 5% by weight, so that when using such bitumen emulsions stable compacts arise. There is also the problem that pores present in the carbon particles can absorb aqueous bitumen emulsion or deprive the emulsion of water and thus destabilize it due to droplet coalescence, before a substantially uniform distribution of the emulsion within the material to be processed into compacts and, correspondingly, uniform wetting the particle surface can be made through the emulsion. This reduces the effectiveness of the emulsion as a binder.

In der WO-A-2004/020555 wird eine Vorbehandlung von Feinkohle mit feuchtem oder trockenem Schlamm oder Staub, gefolgt von Brantkalk, vor der Zugabe eines wässrigen Bindemittels beschrieben.In the WO-A-2004/020555 For example, pretreatment of fine coal with wet or dry sludge or dust followed by Brantkalk is described prior to the addition of an aqueous binder.

EP-A-0368041 offenbart eine wässrige Stärkesuspension als Bindemittel in Kombination mit einer Silikondispersion, wobei die Wasseraufnahmefähigkeit der Kohlebriketts erniedrigt werden soll. EP-A-0368041 discloses an aqueous starch suspension as a binder in combination with a silicone dispersion, wherein the water absorption capacity of the coal briquettes is to be lowered.

US-A-1551966 offenbart eine Imprägnierung von Kohle mit nichtwässrigen Bindemitteln wie Brennstofföl oder Asphalt zwecks Erhöhung des Brennwertes. US-A-1551966 discloses impregnating coal with nonaqueous binders such as fuel oil or asphalt to increase calorific value.

US-A-2310095 offenbart einen Porenverschluss in entwässerter Braunkohle durch wässrige Asphaltemulsion. Als Binder werden nichtwässrige Bindemittel wie Asphalt oder Steinkohlenteer verwendet, also keine wässrigen Bindemittelsysteme wie in der vorliegenden Erfindung. US-A-2310095 discloses pore closure in dewatered lignite by aqueous asphalt emulsion. As binders non-aqueous binders such as asphalt or coal tar are used, so no aqueous binder systems as in the present invention.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention Technische AufgabeTechnical task

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Presslingen bereitzustellen, bei dem diese Nachteile des Standes der Technik überwunden werden, und Presslinge mit genügender Grün- und Heißfestigkeit selbst bei Verwendung von Kohlepartikeln, die vorgetrocknet werden müssen, unter Einsatz einer gegenüber bekannten Verfahren geringeren Menge eines Wasser enthaltenden Bindemittelsystems hergestellt werden können.The object of the present invention is to provide a process for the production of compacts, in which these disadvantages of the prior art are overcome, and compacts with sufficient green and hot strength even with the use of carbon particles, which must be pre-dried, using a known Lesser amount of a water-containing binder system can be produced.

Technische LösungTechnical solution

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kohlepartikel enthaltenden Presslings, bei dem die Kohlepartikel mit einem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem vermischt werden und die dabei erhaltene Mischung durch Pressung zu Presslingen weiterverarbeitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Vermischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem zumindest eine Teilmenge der Kohlepartikel zumindest zwei Imprägnierungsschritten unterworfen wird, in welchen sie mit zumindest einer Substanz imprägniert wird,
wobei die Substanz als Flüssigkeit beziehungsweise mittels einer Flüssigkeit zur Imprägnierung eingesetzt wird,
und die Untergrenze der Menge von in den zumindest zwei Imprägnierungsschritten zugesetzter Substanz 0,5 Gewichts%, bevorzugt 1 Gewichts%, bezogen auf das Gewicht des zu Presslingen zu verarbeitenden Gutes Kohlepartikel, beträgt.This object is achieved by a method for producing a compact containing carbon particles, in which the carbon particles are mixed with a water-containing binder system and the resulting mixture is further processed by pressing into compacts,
characterized,
in that at least one subset of the carbon particles is subjected to at least two impregnation steps in which it is impregnated with at least one substance before being mixed with the water-containing binder system,
wherein the substance is used as a liquid or by means of a liquid for impregnation,
and the lower limit of the amount of substance added in the at least two impregnation steps is 0.5% by weight, preferably 1% by weight, based on the weight of the carbon particles to be processed into compacts.

Vorteilhafte Wirkung der ErfindungAdvantageous effect of the invention

Bei der Imprägnierung dringt die Substanz entweder in die Poren der Kohlepartikel ein und verhindert entsprechend durch Ausfüllung des Porenraumes ein Eindringen von Komponenten des wässrigen Bindemittelsystems. Oder die Substanz lagert sich in den Austrittsstellen der Poren auf der Kohlepartikeloberfläche, auch Porenhälse genannt, ab und verhindert durch dieses Verstopfen der Porenhälse ein Eindringen von Komponenten des wässrigen Bindemittelsystems in die Poren.During the impregnation, the substance either penetrates into the pores of the carbon particles and accordingly prevents the penetration of components of the aqueous binder system by filling in the pore space. Or the substance settles in the exit points of the pores on the carbon particle surface, also called pore necks, and prevents by this clogging of the pore necks penetration of components of the aqueous binder system in the pores.

Auf diese Weise wird verhindert, dass wässriges Bindemittelsystem, welches auf der Kohlepartikeloberfläche zu Bindungszwecken benötigt wird, diese Bindungszwecke nach Eindringen in die Poren nicht mehr erfüllen kann. Entsprechend wird gegenüber einem Verfahren, bei dem wässriges Bindemittelsystem in die Poren eindringen kann, die Menge an benötigtem wässrigem Bindemittelsystem vermindert.In this way it is prevented that aqueous binder system, which is needed on the coal particle surface for binding purposes, can no longer fulfill these binding purposes after penetration into the pores. Accordingly, as compared with a method in which aqueous binder system can penetrate the pores, the amount of aqueous binder system required is reduced.

Vorzugsweise werden die zu Presslingen zu verarbeitenden Kohlepartikel, beziehungsweise zumindest eine Teilmenge von ihnen, vor dem Imprägnierungsschritt einer Trocknung auf eine Feuchte von weniger als 8 Gewichts%, bevorzugt auf eine Feuchte von weniger als 7 Gewichts% unterworfen. Eine Feuchte in einem Bereich von größer/gleich 4 Gewichts% bis weniger als 8 Gewichts% ist besonders bevorzugt, eine Feuchte in einem Bereich von größer/gleich 5 Gewichts% bis weniger als 7 Gewichts% ist besonders bevorzugt.Preferably, the coal particles to be processed into pellets, or at least a subset thereof, are subjected to a drying to a moisture content of less than 8% by weight, preferably to a moisture content of less than 7% by weight, before the impregnation step. A moisture in a range from greater than or equal to 4% by weight to less than 8% by weight is particularly preferred, a moisture in a range from greater than or equal to 5% by weight to less than 7% by weight is particularly preferred.

Das wässrige Bindemittelsystem kann, abgesehen von Wasser, eine oder mehrere weitere Komponenten enthalten.The aqueous binder system may contain one or more other components besides water.

Der Imprägnierungsschritt kann aus Bedampfung der Kohlepartikel mit der Substanz, aus Besprühung der Kohlepartikel mit der Substanz, aus Einmischen der Substanz in eine bewegte Schüttung der Kohlepartikel, oder aus Einmischen der Substanz in eine Wirbelschicht der Kohlepartikel bestehen.The impregnation step may consist of steaming the carbon particles with the substance, spraying the carbon particles with the substance, mixing the substance into one moving bed of coal particles, or by mixing the substance in a fluidized bed of carbon particles.

Es kann eine Teilmenge oder die gesamte zu Presslingen zu verarbeitende Menge Kohlepartikel zumindest zwei Imprägnierungsschritten unterworfen. Es können auch drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Imprägnierungsschritte erfolgen. Wenn die gesamte zu Presslingen zu verarbeitende Menge Kohlepartikel zumindest zwei Imprägnierungsschritten unterworfen wird, werden die oben beschriebenen Effekte der Imprägnierung bei der gesamten zu Presslingen zu verarbeitende Menge Kohlepartikel auftreten.
Wenn eine Teilmenge der zu Presslingen zu verarbeitende Menge Kohlepartikel zumindest zwei Imprägnierungsschritten unterworfen wird, wird weniger Imprägnierungsmittel verbraucht als bei einer Imprägnierung der gesamten zu Presslingen zu verarbeitenden Menge Kohlepartikel. Die oben beschriebenen Effekte der Imprägnierung treten jedoch bei der Teilmenge auf und tragen so zu einer Verbesserung der Eigenschaften des Presslings bei.It may be subjected to at least two impregnation steps, a subset or all of the coal particles to be processed into compacts. It can also be three, four, five, six, seven, eight, nine, ten or more impregnation steps. If the total amount of carbon particles to be processed into compacts is subjected to at least two impregnation steps, the above-described effects of the impregnation will occur in the total amount of coal particles to be processed into compacts.
If a subset of the coal particles to be processed into compacts is subjected to at least two impregnation steps, less impregnation agent is consumed than in the case of impregnation of the total amount of coal particles to be processed into compacts. However, the above-described effects of impregnation occur in the subset and thus contribute to an improvement in the properties of the compact.

Eine erste Imprägnierung die Effizienz und/oder die Haltbarkeit einer darauffolgenden Imprägnierung verbessern. Bei nur einem Imprägnierungsschritt kann es zu einem Nachlassen des durch die Imprägnierung hervorgerufenen Effektes mit zunehmendem Alter der Presslinge kommen - beispielsweise dergestalt, dass die Brkketts sich nach gewisser Zeit spröde verhalten. Ein Nachlassen der durch Imprägnierung hervorgerufenen Effekte kann beispielsweise durch unvollständige Verschließung der Poren durch das Imprägnierungsmittel oder Ablösung des Imprägnierungsmittels von den Porenwänden, beispielsweise infolge Abkühlung und/oder Kontraktion, verursacht worden sein.
Werden zwei Imprägnierungsschritte durchgeführt, können solche Effekte vermindert beziehungsweise verhindert werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn unterschiedliche Imprägnierungsmittel für den ersten und zweiten Imprägnierungsschritt verwendet werden. Beispielsweise kann dann im zweiten Imprägnierungsschritt ein Eindringen und in der Folge Verschließen von Poren stattfinden, die nach dem ersten Imprägnierungsschritt noch unvollständig oder nicht verschlossen wurden - weil das Imprägnierungsmittel im zweiten Imprägnierungsschritt beispielsweise eine andere Viskosität und/oder andere Benetzungseigenschaften gegenüber der Kohlepartikel hat. Es kann vorteilhaft sein, wenn eine Teilmenge oder die gesamte zu Presslingen zu verarbeitende Menge Kohlepartikel mehr als zwei Imprägnierungsschritten unterworfen wird. Nach einem vorangehenden Imprägnierungsschritt verbleibende unverschlossene oder unbenetzte Poren können in einem der nachfolgenden Imprägnierungsschritte imprägniert beziehungsweise benetzt oder verschlossen werden.A first impregnation will improve the efficiency and / or durability of a subsequent impregnation. With only one impregnation step, the effect caused by the impregnation may decrease with increasing age of the pellets - for example, such that the briquettes behave brittle after a certain time. Deterioration of the effects caused by impregnation may have been caused, for example, by incomplete sealing of the pores by the impregnating agent or detachment of the impregnating agent from the pore walls, for example due to cooling and / or contraction.
If two impregnation steps are carried out, such effects can be reduced or prevented. It is particularly advantageous if different impregnating agents are used for the first and second impregnation step. For example, in the second impregnation step, penetration and, subsequently, occlusion of pores which were still incomplete or not sealed after the first impregnation step can take place - for example because the impregnation agent in the second impregnation step has a different viscosity and / or different wetting properties from the carbon particles. It may be advantageous if a subset or the total amount of coal particles to be processed into compacts is subjected to more than two impregnation steps. Unopened or unwetted pores remaining after a preceding impregnation step may be impregnated or wetted or sealed in one of the subsequent impregnation steps.

Die Kohlepartikel können in allen Imprägnierungsschritten mit der gleichen Substanz imprägniert werden. In verschiedenen Imprägnierungsschritten können auch verschiedene Substanzen verwendet werden.The carbon particles can be impregnated in all impregnation steps with the same substance. In various impregnation steps, various substances can be used.

Die Substanz, mit der imprägniert wird, wird als Flüssigkeit beziehungsweise mittels einer Flüssigkeit zur Imprägnierung eingesetzt. Als Flüssigkeit beispielsweise Substanzen, die bei der beim Imprägnierungsschritt herrschenden Temperatur flüssig sind. Imprägnierung mittels einer Flüssigkeit bezeichnet beispielsweise Imprägnierung mit Substanzen, die zwar unter den beim Imprägnierungsschritt herrschenden Bedingungen nicht selbst flüssig sind, aber in einer Flüssigkeit emulgiert oder suspendiert sind. Gegenüber einem Einsatz von festen Substanzen wird dadurch das Eindringen in Poren beziehungsweise das Verstopfen von Porenhälsen verbessert beziehungsweise überhaupt erst ermöglicht.
Um zu gewährleisten, dass eine beim Imprägnierungsschritt eingesetzte Substanz während des Imprägnierungsschrittes flüssig bleibt, werden die zu imprägnierenden Kohlepartikel vorzugsweise auf eine Temperatur aufgeheizt, bei der die Substanz flüssig ist.The substance with which it is impregnated is used as a liquid or by means of a liquid for impregnation. As a liquid, for example, substances which are liquid at the temperature prevailing during the impregnation step. Impregnation by means of a liquid denotes, for example, impregnation with substances which, although they are not themselves liquid under the conditions prevailing during the impregnation step, are emulsified or suspended in a liquid. In contrast to the use of solid substances, the penetration into pores or the clogging of pore necks is thereby improved or even made possible in the first place.
In order to ensure that a substance used in the impregnation step remains liquid during the impregnation step, the carbon particles to be impregnated are preferably heated to a temperature at which the substance is liquid.

Nach einer Ausführungsform ist die Substanz, mit der Kohlepartikel in zumindest einem der Imprägnierungsschritte imprägniert werden, Wasser.
Dann wird im Imprägnierungsschritt Wasser in die Poren eingesaugt, die infolgedessen kein Bestreben mehr zeigen, den Kohlepartikeln nach dem Imprägnierungsschritt zugeführte Komponenten des wässrigen Bindemittelsystems aufzusaugen. Infolgedessen können bei bisherigen Verfahren in Poren gesaugte und damit für das Binden der Presslinge unwirksam werdende Komponenten einen Beitrag zum Binden der Presslinge leisten.In one embodiment, the substance impregnated with the carbon particles in at least one of the impregnation steps is water.
Then, in the impregnation step, water is sucked into the pores which, as a result, no longer tend to absorb components of the aqueous binder system supplied to the carbon particles after the impregnation step. As a result, in previous methods, components sucked into pores and thus rendered ineffective for binding the compacts can make a contribution to binding the compacts.

Durch Begrenzung des Anteils von mit Wasser imprägnierten Presslingen in einer Einsatzmischung für einen Roheisenerzeugungsprozess in Kombination mit Kohlenstoffträgern, die eine geringe Feuchte als diese Presslinge aufweisen, kann der Wassereintrag in den Roheisenerzeugungsprozess auf ein akzeptables Ausmaß begrenzt werden.By limiting the proportion of water impregnated compacts in a feed mixture for a pig iron production process in combination with Carbon carriers having a low moisture content than these compacts can limit the water input into the pig iron production process to an acceptable level.

Nach einer anderen Ausführungsform ist die Substanz, mit der Kohlepartikel in zumindest einem der Imprägnierungsschritte imprägniert werden, eine wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanz.
Werden die Poren im Imprägnierungsschritt mit einer solchen Substanz gefüllt, und dabei die Porenwände mit solchen Substanzen beschichtet, sinkt das Bestreben der Poren, Komponenten des wässrigen Bindemittelsystems aufzusaugen. Werden die Austrittsstellen der Poren auf der Kohlepartikeloberfläche von solchen Substanzen verschlossen, können keine Komponenten des wässrigen Bindemittelsystems mehr in die Poren eindringen. Infolgedessen können bisher in Poren gesaugte und damit für das Binden der Presslinge unwirksam werdende Komponenten einen Beitrag zum Binden der Presslinge leisten.According to another embodiment, the substance with which carbon particles are impregnated in at least one of the impregnation steps is a water-insoluble and / or water-repellent substance.
If the pores are filled with such a substance in the impregnation step and the pore walls are coated with such substances, the tendency of the pores to absorb components of the aqueous binder system decreases. If the exit points of the pores on the carbon particle surface are closed by such substances, components of the aqueous binder system can no longer penetrate into the pores. As a result, previously sucked into pores and thus ineffective for the binding of the compacts components can make a contribution to the binding of the compacts.

Die wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanz gehört bevorzugt zu der aus Wachsen, organischen Kokerei- oder Raffinerieprodukten, sowie Kunststoffen beziehungsweise Kunststoffabfällen bestehenden Gruppe von Substanzen. Es kann sich auch um Altöl handeln. Es kann sich auch um Bitumen handeln. Diese Substanzen stehen üblicherweise in großen Mengen kostengünstig zur Verfügung.The water-insoluble and / or water-repellent substance preferably belongs to the group of substances consisting of waxes, organic coking or refinery products, as well as plastics or plastic waste. It can also be used oil. It can also be bitumen. These substances are usually available in large quantities at low cost.

Dabei erfolgt der Imprägnierungsschritt vorteilhafterweise bei einer Temperatur, bei der die wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanz flüssig, insbesondere dickflüssig vorliegt. Als dickflüssig in diesem Sinne werden Flüssigkeiten angesehen, deren Viskosität mindestens 1 Pas beträgt, und maximal 100 Pas, beispielsweise 10 Pas, beträgt. Bei diesen Bedingungen verteilt sich die Substanz auf der Oberfläche der Kohlepartikel und dringt in die Austrittsstellen der Poren aber kaum in das Innere der Poren ein. Dadurch wird der Verbrauch der wasserunlöslichen und/oder wasserabstoßenden Substanz im Imprägnierungsschritt gering gehalten. Vorteilhafterweise verfestigt sich die wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanz bei Abkühlung in den Austrittsstellen der Poren auf der Kohlepartikeloberfläche. Nach einer anderen Ausführungsform ist die Substanz, mit der Kohlepartikel in zumindest einem der Imprägnierungsschritte imprägniert werden, eine wässrige Lösung eines Stoffes oder einer Stoffmischung. Beispielweise ist es Melasse, welche eine wässrige Lösung einer Mischung von Kohlehydraten und anderen Naturstoffen ist.
Grundsätzlich können gelöste Stoffe aller Art, welche die Heißfestigkeit und Kaltfestigkeit der Presslinge verbessern, eingesetzt werden, beispielsweise Stärke oder Lignin-Laugen aus Ablaugen der Zellstoffgewinnung.
Es ist bevorzugt, Lösungen von Stoffen oder Stoffmischungen zu verwenden, welche durch Wärmebehandlung und/oder chemische Reaktion in wasserunlösliche Substanzen umgewandelt werden. Dadurch wird erreicht, dass die von diesen Stoffen oder Stoffgemischen hervorgerufenen Effekte nicht dadurch geschmälert werden, dass sie im Wasser des Wasser enthaltenden Bindemittelsystems aufgelöst und aus den Poren ausgeschwemmt werden.The impregnation step is advantageously carried out at a temperature at which the water-insoluble and / or water-repellent substance is liquid, in particular viscous. As viscous in this sense, liquids are considered whose viscosity is at least 1 Pas, and a maximum of 100 Pas, for example, 10 Pas. In these conditions, the substance spreads on the surface of the carbon particles and penetrates into the exit points of the pores but hardly into the interior of the pores. As a result, the consumption of the water-insoluble and / or water-repellent substance in the impregnation step is kept low. Advantageously, the water-insoluble and / or water-repellent substance solidifies on cooling in the exit points of the pores on the coal particle surface. According to another embodiment, the substance with which carbon particles are impregnated in at least one of the impregnation steps is an aqueous solution of a substance or a mixture of substances. For example, it is molasses, which is an aqueous solution of a mixture of carbohydrates and other natural products.
In principle, dissolved substances of all kinds, which improve the hot strength and cold strength of the compacts, can be used, for example starch or lignin bases from waste liquors of pulp production.
It is preferred to use solutions of substances or mixtures of substances which are converted by heat treatment and / or chemical reaction into water-insoluble substances. This ensures that the effects caused by these substances or substance mixtures are not diminished by being dissolved in the water of the binder system containing water and flushed out of the pores.

Nach einer anderen Ausführungsform ist die Substanz, mit der die Kohlepartikel in zumindest einem der Imprägnierungsschritte imprägniert werden, eine wässrige Suspension von Feststoffkolloiden, wobei der Feststoff wasserabweisende Eigenschaften aufweist. Beispiel dafür sind Suspensionen von kolloidem Talk, von Graphit oder von Wachsen in Wasser. Lagern sich die Feststoffe in den Poren beziehungsweise in den Porenhälsen ab, ist der Eintritt von Wasser enthaltenden Bindemittelsystemen aufgrund der hohen Oberflächenspannung der wasserabweisenden Feststoffe erschwert.According to another embodiment, the substance with which the carbon particles are impregnated in at least one of the impregnation steps is an aqueous suspension of solid colloids, the solid having water-repellent properties. Examples include suspensions of colloidal talc, graphite or waxes in water. If the solids settle in the pores or in the pore necks, the entry of water-containing binder systems is made more difficult due to the high surface tension of the water-repellent solids.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Substanz, mit der die Kohlepartikel in zumindest einem der Imprägnierungsschritte imprägniert werden, eine Emulsion enthaltend einerseits Wasser sowie andererseits kohlenstoffhaltige Substanzen wie beispielsweise Bitumina, Rohteere erhalten aus Steinkohle, Peche, Wachse, Öle.
Beim Eindringen solcher Emulsionen in die Poren werden die kohlenstoffhaltigen Substanzen in dünnen Schichten auf der Porenoberfläche abgelagert. Bei Pyrolyse entstehen aus diesen dünnen Schichten Kohlenstoffschichten. Diese vermindern die Reaktivität des Presslings gegenüber heißen CO₂-haltigen Gasen im Vergleich zu einer Ausführungsform, in der in den Poren keine dünnen Schichten der Substanzen abgelagert werden. Ein solcher Effekt tritt auch auf, wenn die Substanz, mit der die Teilmenge der Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert wird, keine Emulsion ist, beispielsweise wenn die Substanz Bitumen ist.According to a further embodiment, the substance with which the carbon particles are impregnated in at least one of the impregnation steps, an emulsion containing on the one hand water and on the other hand carbonaceous substances such as bitumens, raw tars obtained from hard coal, pitches, waxes, oils.
Upon penetration of such emulsions into the pores, the carbonaceous substances are deposited in thin layers on the pore surface. During pyrolysis, carbon films are formed from these thin layers. These reduce the reactivity of the compact to hot CO ₂ -containing gases compared to an embodiment in which no thin layers of the substances are deposited in the pores. Such an effect also occurs when the substance with which the subset of carbon particles is impregnated in the impregnation step is not an emulsion, for example when the substance is bitumen.

Das Auftreten eines solchen Effektes liegt daran, dass die aus den Substanzen entstehenden Kohlenstoffschichten wenige oder keine bezüglich Reaktion mit heißen CO₂-haltigen Gasen katalytisch wirkende Substanzen enthalten. Im Gegensatz dazu enthalten die Kohlepartikel bzw. das Material, das zu Presslingen verarbeitet werden soll, katalytisch wirkende Verbindungen, bspw. Eisen oder Alkalien. Entsprechend ist die Reaktivität eines Presslings, dessen Oberfläche und Poren mit einer aus den Substanzen hervorgehenden Kohlenstoffschicht bedeckt ist, geringer als die eines Presslings ohne eine solche Kohlenstoffschicht.The occurrence of such an effect is due to the fact that the carbon layers resulting from the substances contain few or no substances which act catalytically with respect to reaction with hot CO ₂ -containing gases. In contrast, contain the carbon particles or the material to be processed into compacts, catalytically active compounds, such as iron or alkalis. Accordingly, the reactivity of a compact whose surface and pores are covered with a carbon layer resulting from the substances is lower than that of a compact without such a carbon layer.

Beim Einsatz von Kohlepartikeln, die vor der Verarbeitung zu Presslingen einer Vortrocknung bedürfen, ist es aus wirtschaftlichen Gründen von Vorteil, die Trocknung nicht wesentlich unter 5 Gewichts% Feuchte, das heißt auf maximal 4 Gewichts% Feuchte, voranzutreiben. Dadurch wird die Entstehung von zusätzlichem Porenvolumen infolge der Trocknung begrenzt und entsprechend im Imprägnierungsschritt weniger Substanz von Poren aufgenommen. Entsprechend wird im Imprägnierungsschritt weniger Substanz verbraucht. Zudem muss zur Trocknung weniger apparativer und energetischer Aufwand betrieben werden.When coal particles are used, which require pre-drying before processing into compacts, it is advantageous for economic reasons not to advance the drying substantially below 5% by weight of moisture, ie to a maximum of 4% by weight of moisture. As a result, the formation of additional pore volume is limited as a result of drying and taken accordingly less substance in the impregnation step of pores. Accordingly, less substance is consumed in the impregnation step. In addition, less equipment and energy expense must be operated for drying.

Die Untergrenze der Menge von im Imprägnierungsschritt zugesetzter Substanz, genannt Imprägnierungsmittel, beträgt 0,5 Gewichts%, bevorzugt 1 Gewichts%, die Obergrenze beträgt 5 Gewichts%, bevorzugt 3 Gewichts%, besonders bevorzugt 2 Gewichts%, bezogen auf das Gewicht des zu Presslingen zu verarbeitenden Gutes, also der Kohlepartikel. Zusatz von mehr als 5 Gewichts% Imprägnierungsmittel ist ökonomisch nicht sinnvoll. Bei Zusatz von weniger als 0,5 Gewichts% Imprägnierungsmittel ist eine Imprägnierung nicht mehr effektiv.The lower limit of the amount of substance added in the impregnation step, called impregnating agent, is 0.5% by weight, preferably 1% by weight, the upper limit being 5% by weight, preferably 3% by weight, more preferably 2% by weight, based on the weight of the compacts to be processed good, so the coal particles. Addition of more than 5% by weight of impregnating agent does not make economic sense. If less than 0.5% by weight of impregnating agent is added, impregnation is no longer effective.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das Bindemittelsystem Melasse sowie Branntkalk oder Kalkhydrat. Es kann auch aus diesen Komponenten bestehen.According to one embodiment of the method according to the invention, the binder system contains molasses as well as quicklime or hydrated lime. It can also consist of these components.

Gemäß anderen Ausführungsformen enthält das Bindemittelsystem Melasse in Kombination mit starken anorganischen Säuren, wie beispielsweise Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure.According to other embodiments, the binder system contains molasses in combination with strong inorganic acids, such as phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das Bindemittelsystem eine Emulsion von Bitumen in Wasser. Es kann auch aus einer solchen Emulsion bestehen.According to one embodiment of the method according to the invention, the binder system contains an emulsion of bitumen in water. It can also consist of such an emulsion.

Gemäß weiterer Ausführungsformen enthält das Bindemittelsystem Produkte aus Ablaugen der Zellstoffgewinnung, Stärken, Cellulose, Rübenschnitzel, Altpapierschliff, Holzschliff, oder auch langkettige Polyelektrolyte wie beispielsweise Carboxymethylcellulose.According to further embodiments, the binder system contains products from waste liquors of pulp production, starches, cellulose, beet pulp, waste paper pulp, groundwood, or long-chain polyelectrolytes such as carboxymethylcellulose.

Da Branntkalk oder Kalkhydrat enthaltende Bindemittelsysteme den Nachteil haben, dass Branntkalk CaO und Kalkhydrat Ca(OH)₂ die Reaktivität der Presslinge gegenüber heißen CO₂-haltigen Gasen aufgrund katalytischer Wirksamkeit erhöhen, besitzen die Ausführungsformen ohne Branntkalk oder Kalkhydrat den Vorteil, Presslinge mit im Vergleich geringerer Reaktivität bereitzustellen.Since quicklime or hydrated lime binder systems have the disadvantage that quicklime CaO and hydrated lime Ca (OH) _{2 increase} the reactivity of the pellets to hot CO ₂ -containing gases due to catalytic activity, the embodiments without lime or hydrated lime have the advantage of compacts compared with to provide lower reactivity.

Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden auch Eisen-oder Eisenoxid-haltige Partikel in einem Gemisch mit den Kohlenpartikeln verarbeitet.According to one embodiment of the method according to the invention also iron or iron oxide-containing particles are processed in a mixture with the carbon particles.

Gemäß einer besonderen Ausprägung des erfinderischen Verfahrens werden die Presslinge nach der Pressung einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
Die Wärmebehandlung erfolgt bei einer gegenüber der Pressung erhöhten Temperatur. Die Wärmebehandlung bewirkt eine Trocknung und/oder Härtung der Presslinge. Die Wärmebehandlung kann bei Temperaturen von bevorzugt ≤ 250°C und ≤ 350°C erfolgen, bei denen irreversible chemische Vorgänge Bindemittelkomponenten umwandeln können. Beispielsweise können wasserlösliche Bindemittelkomponenten in wasserunlösliche Verbindungen umgewandelt werden.
Die bei solchen Umwandlungen entstehenden Verbindungen können einen Beitrag zur Festigkeit der Presslinge leisten.
Im Fall eines Melasse enthaltenden Bindemittelsystems erfolgt beispielsweise eine Umwandlung von Melasse durch Karamellisierung.According to a particular embodiment of the inventive method, the compacts are subjected to a heat treatment after the pressing.
The heat treatment is carried out at a temperature higher than the pressure. The heat treatment causes a drying and / or hardening of the compacts. The heat treatment can be carried out at temperatures of preferably ≦ 250 ° C. and ≦ 350 ° C., at which irreversible chemical processes can convert binder components. For example, water-soluble binder components can be converted to water-insoluble compounds.
The compounds formed in such conversions can contribute to the strength of the compacts.
In the case of a molasses-containing binder system, for example, a conversion of molasses by caramelization.

Gemäß einer besonderen Ausprägung des erfinderischen Verfahrens werden die Kohlepartikel nach dem Imprägnierungsschritt vor dem Vermischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem einer Wärmebehandlung unterzogen.
Die Wärmebehandlung bewirkt eine Trocknung. Für den Fall, dass sich in den Poren Lösungen oder Emulsionen befinden, bewirkt die Wärmebehandlung zusätzlich ein Einengen der Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen und entsprechend eine Beschichtung der Porenwandungen mit gelösten, suspendierten oder emulgierten Komponenten. Diese können, zusätzlich zu dem danach hinzugefügten wässrigen Bindemittelsystem, einen Beitrag zu erhöhter Heißfestigkeit und Kaltfestigkeit der Presslinge liefern.
Weiterhin kann die Wärmebehandlung die Umwandlung der infolge der Wärmebehandlung zunächst entstehenden Beschichtung der Porenwandungen in wasserunlösliche Verbindungen, oder in die Reaktivität der Kohlepartikel gegenüber heißen CO₂ haltigen Gasen herabsetzende Verbindungen bewirken. Die Maximaltemperatur der Wärmebehandlung ist durch die Pyrolyse der Kohlepartikel beschränkt und liegt bei 350°C. Die Untergrenze für die Temperatur bei dieser Wärmebehandlung liegt bei 150°C.According to a particular embodiment of the inventive method, the carbon particles are subjected to a heat treatment after the impregnation step prior to mixing with the water-containing binder system.
The heat treatment causes a drying. In the event that solutions or emulsions are present in the pores, the heat treatment additionally causes a concentration of the solutions, suspensions or emulsions and, correspondingly, a coating of the pore walls with dissolved, suspended or emulsified components. These may, in addition to the aqueous binder system added thereafter, contribute to increased hot strength and cold strength of the compacts.
Furthermore, the heat treatment can effect the conversion of the coating of the pore walls initially formed as a result of the heat treatment into water-insoluble compounds, or compounds which reduce the reactivity of the carbon particles with respect to hot CO ₂ -containing gases. The maximum temperature of the heat treatment is limited by the pyrolysis of the carbon particles and is at 350 ° C. The lower limit for the temperature in this heat treatment is 150 ° C.

Wird für die Imprägnierung die gleiche Wasser enthaltende Emulsion verwendet, wie sie als Wasser enthaltendes Bindemittelsystem zum Einsatz kommt, so ist die im Imprägnierungsschritt zugegebene Menge geringer als die beim nachfolgenden Vermischen zugegebene Menge an Wasser enthaltenden Bindemittelsystem. Beispielsweise bei Verwendung von Bitumen in Wasser - Emulsion im Imprägnierungsschritt und als Bindemittelsystem erfolgt im Imprägnierungsschritt eine Zugabe von 2 -3 Gewichts%, während als Bindemittelsystem später 7-10 Gewichts% zugegeben werden.
Dasselbe gilt, wenn für die Imprägnierung die gleiche wässrige Lösung eines Stoffes oder eines Stoffgemisches verwendet wird, wie sie als Wasser enthaltendes Bindemittelsystem zum Einsatz kommt. Beispielsweise bei Verwendung von Melasse im Imprägnierungsschritt und als Bindemittelsystem erfolgt im Imprägnierungsschritt eine Zugabe von 3 bis 5 Gewichts%, während als Bindemittelsystem später 6 bis 8 Gewichts% zugegeben werden. Dabei sind die Grenzen der angegebenen Bereiche mit umfasst.
In diesen Fällen ist nach der Zugabe im Imprägnierungsschritt eine Wärmebehandlung notwendig, um die Trägerflüssigkeit Wasser soweit zu entfernen, dass die emulgierten Substanzen beziehungsweise die gelösten Stoffe sich in den Poren beziehungsweise den Porenhälsen absetzen. Dadurch werden die Poren belegt beziehungsweise die Porenhälse verstopft. Insgesamt wird daher zur Herstellung der Presslinge weniger Wasser enthaltendes Bindemittelsystem benötigt als bei einer Herstellung ohne Imprägnierungsschritt.If the same water-containing emulsion used for the impregnation is used as the water-containing binder system, the amount added in the impregnation step is less than the amount of water-containing binder system added during the subsequent mixing. For example, when using bitumen in water - emulsion in the impregnation step and as a binder system in the impregnation step, an addition of 2 -3% by weight, while added as a binder system later 7-10% by weight.
The same applies if the same aqueous solution of a substance or a mixture of substances is used for the impregnation, as it is used as the water-containing binder system. For example, when using molasses in the impregnation step and as a binder system, an addition of 3 to 5% by weight takes place in the impregnation step, while 6 to 8% by weight are added later as the binder system. The limits of the specified ranges are included.
In these cases, after the addition in the impregnation step, a heat treatment is necessary to remove the carrier liquid water so far that the emulsified substances or the solutes in the pores or the Deposit pore necks. As a result, the pores are occupied or the pore necks are blocked. Overall, therefore, less water-containing binder system is required for the production of the compacts as in a production without impregnation step.

Die Verarbeitung zu Presslingen nach den Imprägnierungsschritten kann durch bekannte Verfahren, beispielsweise wie in WO 02/50219A1 oder in AT005765U1 beschrieben, beziehungsweise durch jedes zur Verarbeitung von Kohlepartikel mit einem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem zu Presslingen geeignete Verfahren erfolgen.The processing into compacts after the impregnation steps can be carried out by known methods, for example as in WO 02 / 50219A1 or in AT005765U1 described, or by any suitable for processing coal particles with a water-containing binder system to compacts suitable methods.

Eine erfindungsgemäß erst nach den Imprägnierungsschritten mit einer wasserunlöslichen und/oder wasserabstoßende Substanz erfolgende Zugabe von Wasser enthaltenden Bindemittelsystemen bei der Herstellung von Presslingen vermindert die Verfahrenskosten gegenüber herkömmlichen Verfahren wie etwa gemäß WO02/50219A1 . Die Vermeidung einer Wasseraufnahme der Kohle während der Herstellung von Presslingen mit Wasser enthaltenden Bindemittelsystemen vermindert einerseits den spezifischen Kohleverbrauch bei Roheisenerzeugungsverfahren, bei denen die Presslinge oder aus ihnen gewonnener Koks zum Einsatz kommen, da weniger Wasser aus dem Bindemittelsystem im Pressling vorhanden ist und entsprechend weniger Energie für dessen Verdampfung aufgewendet werden muss. Andererseits kann eine in herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Presslingen aufgrund der Wasseraufnahme aus dem Bindemittelsystem auftretende Notwendigkeit zur Nachtrocknung der Presslinge bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens entfallen, oder der Trocknungsaufwand reduziert werden, woraus eine Energieeinsparung resultiert. Da entsprechend auf die Errichtung oder den Betrieb von Vorrichtungen zu Nachtrocknung verzichtet werden kann, oder die Dimensionen der Vorrichtungen und der Aufwand ihres Betriebes reduziert werden kann, ist dies gleichbedeutend mit einer Betriebskosten- sowie einer Investmentkostensenkung.An inventive according to the invention after the impregnation steps with a water-insoluble and / or water-repellent substance addition of water-containing binder systems in the production of compacts reduces the cost compared to conventional methods such as according to WO02 / 50219A1 , The avoidance of carbon uptake during the manufacture of briquettes with binder systems containing water, on the one hand, reduces specific coal consumption in pig iron production processes using the briquettes or coke obtained therefrom, since less water from the binder system is present in the briquette and correspondingly less energy must be spent for its evaporation. On the other hand, occurring in conventional processes for the production of compacts due to the absorption of water from the binder system need for post-drying of the compacts when using the method can be omitted, or the drying effort can be reduced, resulting in an energy saving results. Accordingly, since the provision or operation of devices for post-drying can be dispensed with, or the dimensions of the devices and the cost of their operation can be reduced, this is equivalent to operating cost and investment cost reduction.

Als zusätzlicher vorteilhafter Effekt der Imprägnierungsschritte kann sich, je nach Art der zur Imprägnierung verwendeten Substanz, eine Minderung der CO₂-Reaktivität des nach Pyrolyse der Presslinge in einem Einschmelzvergaser entstandenen Halbkokses beziehungsweise des aus Presslingen gewonnenen Kokses ergeben. Eine geringe CO₂-Reaktivität ist beim Betrieb eines Einschmelzvergasers gewünscht, damit der Halbkoks im Festbett des Einschmelzvergasers bzw. der Koks im Festbett eines Hochofens von der Chargierung auf die Bettoberfläche bis zum Erreichen der unmittelbaren Vergasungszone im Bereich der Sauerstoffdüsen bzw. der Windformen stabil bleiben und dadurch die Permeabilität des Festbettes in Bezug auf die Durchgasung und die Drainage schmelzflüssiger Phasen fördern. Die Minderung der CO₂-Reaktivität des Halbkokses beziehungsweise des Kokses wird dadurch erreicht, dass die innere Oberfläche der Poren der Kohlepartikel im Pressling durch die Imprägnierung nicht mehr von einem Bindemittel, welches reaktivitätsfördernde Substanzen enthält, überzogen werden kann. Beispielsweise enthält die Bindemittelkomponente Melasse als reaktivitätsfördernde Substanzen Alkalien. Wird durch die Imprägnierung, beispielsweise mit Bitumina oder Wachse enthaltenden Substanzen, vermieden, dass Melasse die innere Oberfläche der Poren überzieht, ist die CO₂-Reaktivität also gegenüber mittels eines Verfahrens ohne Imprägnierungsschritt gewonnenem Halbkoks oder Koks herabgesetzt.As an additional advantageous effect of the impregnation steps, depending on the nature of the substance used for the impregnation, a reduction in the CO ₂ reactivity of the resulting after pyrolysis of the compacts in a melter carburetor or the cokes obtained from compacts result. Low CO ₂ reactivity is desired in the operation of a melter gasifier, so that the semi-coke in the fixed bed of the melter gasifier or the coke in the fixed bed of a blast furnace from the Charging the bed surface remain stable until reaching the immediate gasification zone in the region of the oxygen nozzles or the tuyeres and thereby promote the permeability of the fixed bed in relation to the gasification and drainage of molten phases. The reduction of the CO ₂ reactivity of the coke or the coke is achieved in that the inner surface of the pores of the carbon particles in the compact can no longer be coated by the impregnation of a binder which contains reactivity-promoting substances. For example, the binder component molasses contains alkalis as reactivity-promoting substances. Is-containing substances by impregnation, such as bitumens or waxes avoided that molasses coats the inner surface of the pores, the CO ₂ reactivity is thus over by a method reduced without the impregnation step recovered char or coke.

Ein Minderanteil von unterkörnigem Koks wird im COREX®- oder FINEX®-Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett eines Einschmelzvergasers häufig zur Einsatzkohle gegeben, um die Permeabilität des Festbettes zu verbessern. Bei Verwendung von erfindungsgemäß hergestellten Presslingen, oder aus solchen hergestelltem Koks, wird eine Entfestigung der Halbkoks- bzw. Koks-Partikel durch heißes CO₂ inhibiert und somit einem Zerfall der Partikel entgegengewirkt.. Bei erfindungsgemäß hergestellten Presslingen ist nämlich auch eine gegenüber auf herkömmliche Art hergestellten Presslingen verbesserte Thermo-Mechnische-Stabilität des Halbkokses festzustellen. Thermo-Mechnische-Stabilität bezieht sich also auf den Aspekt der Heißfestigkeit, der eine Festigkeit der nach Pyrolyse der Presslinge in einer Hochtemperaturzone zurückbleibenden Halbkoks- beziehungsweise Koks-Partikel betrifft.Thermo-Mechanische-Stabilität bezieht sich auf eine Prüfmethode, bei der die Presslinge einer Thermoschockprozedur ausgesetzt werden, und der dabei gewonnene Halbkoks Trommlung unterworfen wird. Die verbesserte Thermo-Mechanische-Stabilität stellt sich dadurch dar, dass der Anteil an Grobkorn des getrommelten Halbkokses gegenüber herkömmlich hergestellten Presslingen durch die erfindungsgemäße Imprägnierung vergrößert wird.A minor fraction of undersized coke is often added to the feed coal in the COREX® or FINEX® process for producing pig iron in a fixed bed of a melter gasifier in order to improve the permeability of the fixed bed. When using compacts according to the invention, or produced from such coke, a softening of the charcoal or coke particles is inhibited by hot CO ₂ and thus counteracts a disintegration of the particles .. In accordance with the invention produced compacts is in fact one over in a conventional manner produced pressings to determine improved thermo-mechnical stability of the semi-coke. Thermo-mechanical stability thus relates to the aspect of hot strength, which relates to a strength of the semi-coke or coke particles remaining after pyrolysis of the pellets in a high-temperature zone. Thermo-mechanical stability refers to a test method in which the pellets of a Thermal shock procedure are exposed, and the thereby obtained Halbkoks drumming is subjected. The improved thermo-mechanical stability is represented by the fact that the proportion of coarse grain of the tumbled semi-coke compared to conventionally produced compacts is increased by the impregnation of the invention.

Mit einem aus erfindungsgemäß hergestellten Presslingen durch Pyrolyse abgeleitetem Halbkoks gepacktem Festbett werden eine deutlich bessere Gaspermabilität und ein besseres Drainageverhalten des Festbettes ermöglicht als nach dem Stand der Technik. Die Verbesserung der Reaktivtätseigenschaften des Halbkokses ermöglicht daher eine Verringerung oder gar Vermeidung des Kokszusatzes zur COREX®- oder FINEX®-EinsatzkohleWith a fixed bed packed from pyrolysis-derived semicarbons packed in accordance with the invention, a significantly better gas permeability and a better drainage behavior of the fixed bed are made possible than in the prior art. The improvement of the reactive properties of the semi-coke therefore makes it possible Reduction or even avoidance of coke addition to COREX® or FINEX® charcoal

Im Bereich der Kokereitechnik wird bekanntlich durch eine Erhöhung der Schüttdichte der Einsatzkohle die Qualität des daraus erzeugten Kokses verbessert. Die Verwendung vieler Einsatzkohlen für die Erzeugung von Hüttenkoks wird durch eine Verdichtung der Einsatzkohle überhaupt erst möglich. Neben Stampfkokereien wurden daher Verfahrenvarianten für Kokereien im Schüttbetrieb entwickelt, die eine Brikettierung bzw. teilweise Brikettierung der Einsatzkohlen vorsahen. Aus heutiger Sicht ist jedoch eine Brikettierung mit bituminösen Bindemittel aus wirtschaftlichen Gründen, eine Heißbrikettierung oder eine Brikettierung mit Steinkohlenteer-stämmigen Binder aus Gründen des Gesundheitsschutzes, und eine Brikettierung mit Melasse oder vergleichbaren Bindern wegen des Eintrags unerwünschter Stoffe in den Koks problematisch.In the field of coking technology, the quality of the coke produced therefrom is known to be improved by increasing the bulk density of the feed coal. The use of many carburets for the production of metallurgical coke is even possible by a compression of the feed coal. In addition to stamped coking plants, process variants were developed for coking plants in bulk operation, which provided for briquetting or partial briquetting of the feed coal. From today's perspective, however, briquetting with bituminous binders for economic reasons, hot briquetting or briquetting with coal tar-based binder for health reasons, and briquetting with molasses or similar binders because of the entry of undesirable substances in the coke problematic.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Presslingen ermöglicht es, auch bei der Herstellung von Koks unter Verwendung von Presslingen der Einsatzstoffe den Verbrauch an Bindemittel zu reduzieren beziehungsweise die schädlichen Auswirkungen reaktivitätsfördernder Bindemittelkomponenten einzudämmen.The inventive method for the production of compacts makes it possible to reduce the consumption of binder or to curb the harmful effects of reactant-promoting binder components even in the production of coke using compacts of the starting materials.

Die Presslinge können beispielsweise Briketts oder Schülpen aus einer Kompaktierung sein.The compacts may be, for example, briquettes or slugs from a compaction.

Die Presslinge enthalten bis zu 97 Gewichts% Kohlepartikel, und bis zu 15 Gewichts% Komponenten eines Bindemittelsystem,
sowie, bezogen auf das Gewicht des zu Presslingen zu verarbeitenden Gutes Kohlepartikel, wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanzen, oder Feststoffe mit wasserabweisenden Eigenschaften, in einer Menge, deren Untergrenze 0,5 Gewichts%, bevorzugt 1 Gewichts%, beträgt, und deren Obergrenze 5 Gewichts%, bevorzugt 3 Gewichts%, besonders bevorzugt 2 Gewichts%, beträgtThe pellets contain up to 97% by weight of carbon particles, and up to 15% by weight of components of a binder system,
and, based on the weight of the material to be processed to be processed coal particles, water-insoluble and / or water-repellent substances, or solids having water-repellent properties, in an amount whose lower limit is 0.5% by weight, preferably 1% by weight, and whose upper limit % By weight, preferably 3% by weight, particularly preferably 2% by weight

Dabei sind die 15 Gewichts% der Komponenten eines Bindemittelsystems so zu verstehen, das Wasser nicht als Komponente des Bindemittelsystems mit umfasst ist - die 15 Gewichts% beziehen sich also auf die nicht-wässrigen Komponenten des Bindemittelsystems.Here, the 15% by weight of the components of a binder system are to be understood as meaning that water is not included as a component of the binder system, the 15% by weight thus relate to the non-aqueous components of the binder system.

Nach einer Ausführungsform enthält der Pressling auch Eisen- oder Eisenoxid-haltige Partikel. Solche Partikel können beispielsweise aus bei der Roheisen- oder Stahlerzeugung anfallenden Stäuben oder Schlämmen stammen.According to one embodiment, the compact also contains iron or iron oxide-containing particles. Such particles can originate, for example, from dusts or sludges produced in the production of pig iron or steel.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

Tabelle 1 zeigt die Auswertung von Versuchen zum Herstellen von Presslingen im Hinblick auf die Sturzfestigkeit (SF) und die Punktdruckfestigkeit (PDF) der Presslinge im Rahmen einer Versuchskampagne. Dabei werden die Presslinge nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Imprägnierung einer Teilmenge der Kohlepartikel mit zwei Imprägnierungsschritten, beziehungsweise mit einem Imprägnierungsschritt hergestellt. Bei den Presslingen handelt es sich um Briketts.Table 1 shows the evaluation of tests for the production of compacts with regard to the drop resistance (SF) and the puncture strength (PDF) of the pellets during a test campaign. In this case, the compacts are produced by the process according to the invention with impregnation of a subset of the carbon particles with two impregnation steps, or with an impregnation step. The compacts are briquettes.

Als Wasser enthaltendes Bindemittelsystem wurde ein System bestehend aus Melasse und Branntkalk verwendet. Die Melasse selbst hatte einen Wassergehalt von 20 Massen%.
Folgende handelsübliche Melasse wurde im Bindemittelsystem verwendet: Zuckerrohr-Melasse der Firma Tate & Lyle mit einem Gesamt-Zuckergehalt von 51%. Als Branntkalk im Bindemittelsystem wurde Branntkalk Weißfeinkalk der Firma Walhalla Kalk verwendet.
Zur Imprägnierung wurde Bitumen und handelsübliches Hydrauliköl als Imprägnierungsmittel verwendet. Als Bitumen wurde Mexphalte 55 der Firma Shell verwendet. Das verwendete handelsübliche Hydrauliköl war dünnflüssiger als das Bitumen unter den Einsatzbedingungen.As the water-containing binder system, a system consisting of molasses and quicklime was used. The molasses itself had a water content of 20 mass%.
The following commercially available molasses was used in the binder system: sugar cane molasses from Tate & Lyle with a total sugar content of 51%. As burnt lime in the binder system burnt lime white fine lime from Walhalla Kalk was used.
For impregnation bitumen and commercial hydraulic oil was used as impregnating agent. As bitumen Mexphalte 55 Shell was used. The commercial hydraulic oil used was less viscous than the bitumen under the conditions of use.

Die Zumischung des Imprägnierungsmittels Bitumen erfolgte in einem Pfugscharmischer der Firma Lödige Typ FM130D, die übrigen Mischungen wurden in einem Chargenmischer vom Typ R08 W der Firma Eirich hergestellt.The admixture of the impregnating agent bitumen was carried out in a Pfugscharmischer the company Lödige type FM130D, the other mixtures were prepared in a batch mixer type R08 W from Eirich.

Das für die Knetvoränge verwendete Knetwerk der Firma Köppern bestand aus einem senkrecht stehenden zylindrischen Behälter, durch den eine mittig drehende Welle mit Knetarmen geführt ist.The kneading machine from Köppern used for kneading purposes consisted of a vertical cylindrical container, through which a centrally rotating shaft with kneading arms is guided.

Das Herstellen der Grünpresslinge wurde mittels einer Versuchs-Walzenpresse vom Typ 52/10 der Firma Köppern durchgeführt. Das gewählte kissenförmige Format für die Grünpresslinge wies ein Nennvolumen von 20 cm³ auf. Die Aufgabe des zu pressenden Materials erfolgte mittels Schwerkraftzuteiler. Von der Versuchs-Walzenpresse wurden dabei Verbände bestehend aus mehreren Grünpresslingen hergestellt. In diesen Verbänden befinden sich Grünpresslinge sowohl im Randbereich der Verbände als auch im Mittenbereich der Verbände.
Um für die Ermittlung der Sturzfestigkeit beziehungsweise der Punktdruckfestigkeit einzelne Grünpresslinge beziehungsweise einzelner Presslinge zu erhalten, werden die Verbände entlang der Teilungsnähte zwischen den einzelnen Grünpresslingen zerbrochen. In der Regel zerbrechen die Verbände beim Austrag aus der Versuch-Walzenpresse zu einzelnen Grünpresslingen.The production of the green compacts was carried out by means of a trial roller press type 52/10 from Köppern. The selected pillow-shaped format for the green compacts had a nominal volume of 20 cm ³ . The task of the material to be pressed was done by means of gravitational arbiter. From the experimental roller press associations were made consisting of several green compacts. These associations contain green compacts both in the margins of the associations and in the middle of the associations.
In order to obtain individual green compacts or individual compacts for determining the fall resistance or the point compressive strength, the bandages are broken along the dividing seams between the individual green compacts. As a rule, the associations break up during discharge from the trial roller press to individual green compacts.

Nach dem Knetvorgang im Knetwerk wurden die gekneteten Mischungen als zu pressendes Material einer Pressung in der Versuchs-Walzenpresse unterworfen, um Grünpresslinge herzustellen.
Die dabei erhaltenen Grünpresslinge sind noch weich - was im Fachjargon durch den Wortzusatz "grün" angedeutet wird - und werden einer Härtung unterzogen, um zum fertigen Pressling zu gelangen. Diese Härtung kann beispielsweise durch zumindest teilweise Trocknung durch Lagerung an der Luft und/oder eine thermische Behandlung erfolgen.After kneading in the kneader, the kneaded mixtures were subjected to pressing as a material to be pressed in the trial roll press to produce green compacts.
The resulting green compacts are still soft - which is indicated in the jargon by the word "green" - and are subjected to a cure to get to the finished compact. This hardening can be carried out, for example, by at least partial drying by storage in air and / or thermal treatment.

Nach der Pressung wurden einzelne Grünpresslinge jeweils sofort, im Fachjargon grün, auf Sturzfestigkeit (SF) und Punktdruckfestigkeit (PDF) untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in den "sofort" enthaltenden Spalten für PDF und SF gezeigt.
Die Messungen von Sturzfestigkeit und Punktdruckfestigkeit wurden jeweils nach 1 h Härtung an der Luft, und nach 24h Härtung an der Luft wiederholt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in den "1h" und "24h" enthaltenden Spalten gezeigt.After pressing, individual green compacts were examined immediately, in the jargon green, for drop resistance (SF) and puncture resistance (PDF). The results of these studies are shown in the "immediate" columns for PDF and SF.
Fall and dot compressive strength measurements were repeated after 1 hour of air curing and after 24 hours air hardening. The results of these studies are shown in the columns containing "1h" and "24h".

Beim Sturztest (angelehnt an ASTM D440) zur Feststellung der Sturzfestigkeit wird eine 2 kg schwere Probe von Grünpresslingen beziehungsweise von durch Trocknung an der Luft oder durch thermische Trocknung gehärteten Presslingen viermal über ein Fallrohr aus einer Höhe von 5 m in einen Auffangbehälter gestürzt, dessen Boden in Form einer massiven Stahlplatte ausgebildet ist. Das Fallrohr weist einen Durchmesser von 200 mm und der Sammelbehälter einen Durchmesser von 260 mm auf. Die Stärke der Stahlplatte beträgt 12 mm. Die Auswertung des Sturztests per Siebanalyse erfolgt nach dem zweiten und vierten Sturz. Die Zahlenwerte für Sturzfestigkeit SF in Tabelle 1 geben jeweils den Anteil der Kornfraktion >20 mm nach vier Stürzen an.In the fall test (based on ASTM D440) to determine the fall resistance, a 2 kg sample of green compacts or compressed by drying in air or by thermal drying pressed compacts four times through a downpipe from a height of 5 m into a container whose bottom is formed in the form of a solid steel plate. The drop tube has a diameter of 200 mm and the collecting container has a diameter of 260 mm. The strength of the steel plate is 12 mm. The evaluation of the fall test by sieve analysis takes place after the second and fourth fall. The numerical values for falling resistance SF in Table 1 indicate in each case the fraction of the grain fraction> 20 mm after four falls.

Für die Ermittlung der Punktdruckfestigkeit wurde eine Prüfmaschine vom Typ 469 der Firma ERICHSEN verwendet. Bei diesem Prüfverfahren werden einzelne Grünpresslinge beziehungsweise durch Trocknung an der Luft oder durch thermische Trocknung gehärtete Presslinge zwischen zwei Auflagen eingespannt, von denen die untere mit einem Kraftaufnehmer gekoppelt ist und die obere mittels Spindeltrieb zur Aufbringung einer schleichend schwellenden Drucklast kontinuierlich nachgeführt wird. Die untere Auflage wird durch eine Rundplatte von 80 mm Durchmesser und die obere durch ein waagerechtes Rundeisen von 10 mm Durchmesser gebildet. Die Vorschubgeschwindigkeit für die obere Auflage beträgt 8 mm/min. Die Punktdruckfestigkeit PDF wird als maximale Lastaufnahme eines grünen beziehungsweise eines gehärteten Presslings vor Bruch registriert - die Eintragungen in Tabelle 1 geben die mittlere Punktdruckfestigkeit bei Bruch infolge Punktdruckbelastung in Newton an. Es wurden jeweils sechs Grünpresslinge beziehungsweise Presslinge aus dem Mittenbereich und sechs Grünpresslinge beziehungsweise Presslinge aus dem Randbereich der in der Versuchs-Walzenpresse erhaltenen Verbände untersucht. Aus den bei diesen Untersuchungen gewonnenen Daten wurden Mittelwerte errechnet, wobei jeweils die Minimal- und Maximal-Werte unberücksichtigt gelassen wurden. Die Mittelwerte sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 Versuch Nummer PDF [N] sofort PDF [N] 1h PDF [N] 24h SF sofort SF 1h 1 76 117 136 48 39 2 69 117 178 72 68 For the determination of the dot compressive strength, a type 469 testing machine from ERICHSEN was used. In this test method individual green compacts or hardened by drying in air or by thermal drying compacts clamped between two conditions, of which the lower is coupled to a load cell and the upper is continuously tracked by spindle drive for applying a creeping swelling pressure load. The lower edition is formed by a round plate of 80 mm diameter and the upper by a horizontal round iron of 10 mm diameter. The feed rate for the upper edition is 8 mm / min. The dot compressive strength PDF is recorded as the maximum load acceptance of a green or hardened compact prior to breakage - the entries in Table 1 indicate the average dot crush strength at break due to dot pressure loading in Newton. In each case, six green compacts or compacts from the middle region and six green compacts or pellets from the edge region of the bandages obtained in the trial roller press were examined. From the data obtained in these studies, averages were calculated, with the minimum and maximum values, respectively, being disregarded. The mean values are given in Table 1. Table 1 Try number PDF [N] immediately PDF [N] 1h PDF [N] 24h SF immediately SF 1h 1 76 117 136 48 39 2 69 117 178 72 68

In Versuch 1 wurde ein Gemisch 70 Gewichts% Ensham Kohle mit einer mittleren Partikelgröße d50 von 0.95 mm zusammen mit 30 Gewichts% Ensham Kohle mit einer mittleren Partikelgröße d50 von 0.57 mm als zu Presslingen zu verarbeitendes Gut Kohlepartikel verwendet. Dieses zu Presslingen zu verarbeitende Gut wurde mit einem Imprägnierungsschritt zu Presslingen verarbeitet, indem zu verarbeitende Kohle einer Trocknung unterzogen und danach durch Körnen auf eine gewünschte Körnung gebracht wird. Die dabei erhaltenen Kohlepartikel werden einem Imprägnierungsschritt unter Zugabe von Bitumen unterzogen. Zu den dabei erhaltenen Kohlepartikeln erfolgt danach der Zusatz eines Wasser enthaltenden Bindemittelsystems, in diesem Fall Melasse unter Zusatz der festen, feinteiligen Bindemittelkomponente Branntkalk, unter Mischen , wobei das Mischen ein- oder mehrstufig sein kann. Die dabei erhaltene Mischung wird einer Knetung und einer Pressung unterworfen. Das nach Härten erhaltene Produkt ist das Brikett.In Experiment 1, a mixture of 70% by weight of Ensham coal having an average particle size d50 of 0.95 mm together with 30% by weight of Ensham coal having a mean particle size d50 of 0.57 mm was used as the green coal particles to be processed into compacts. This material to be processed into compacts was processed into pellets by means of an impregnation step using a coal to be processed Drying and then brought by graining to a desired grain size. The resulting carbon particles are subjected to an impregnation step with the addition of bitumen. To the carbon particles thus obtained then takes place the addition of a water-containing binder system, in this case molasses with the addition of the solid, finely divided binder component quicklime, with mixing, wherein the mixing can be one or more stages. The resulting mixture is subjected to kneading and pressing. The product obtained after curing is the briquette.

Ensham-Kohle stammt von der Firma Ensham Resources aus Queensland, Australien.Ensham coal comes from Ensham Resources of Queensland, Australia.

Die Melasse im Wasser enthaltenden Bindemittelsystem wurde in einer Menge von 8 Gewichts%, bezogen auf das Gewicht des zu Presslingen zu verarbeitenden Gutes, eingesetzt. Die Melasse selbst enthielt einen Anteil von 20 Gewichts% Wasser. Das Wasser enthaltende Bindemittelsystem bestand neben Melasse noch aus 2 Gewichts%, bezogen auf das Gewicht des zu Presslingen zu verarbeitenden Gutes, Ensham-Kohle, an Branntkalk.
Punktdruckfestigkeit und Sturzfestigkeit zu verschiedenen Zeitpunkten sind in Tabelle 1, erste Datenspalte angegeben.The molasses in the water-containing binder system was used in an amount of 8% by weight, based on the weight of the material to be processed into compacts. The molasses itself contained a proportion of 20% by weight of water. In addition to molasses, the water-containing binder system consisted of 2% by weight, based on the weight of the material to be processed into compacts, Ensham coal, of burnt lime.
Dot crush strength and crash resistance at different times are given in Table 1, first data column.

Im Versuch 2 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde das gleiche zu Presslingen zu verarbeitende Gut eingesetzt. Die gesamte eingesetzte Ensham-Kohle wurde mit handelsüblichem Hydrauliköl imprägniert und über Nacht ruhen gelassen. Die eingesetzte Menge Öl betrug 2 Gewichts% bezogen auf das Gewicht des zu Presslingen zu verarbeitenden Gutes Ensham-Kohle . Dann wurde die gesamte eingesetzte, mit Öl bereits imprägnierte Ensham-Kohle mit Bitumen imprägniert. Als Bitumen wurde Shell Mexphalte 50/70 mit einem Erweichungspunkt von circa 50°C verwendet. Die eingesetzte Menge Bitumen betrug 2 Gewichts%, bezogen auf das Gewicht des zu Presslingen zu verarbeitenden Gutes. Nach der Imprägnierung mit Bitumen erfolgte die Verarbeitung analog zu Versuch 1 nach dessen einzigem Imprägnierungsschritt. Die Temperatur der mit Öl und Bitumen behandelten Kohle betrug vor der Melassezugabe 53°C.In experiment 2 by the process according to the invention, the same material to be processed into compacts was used. The entire Ensham coal used was impregnated with commercial hydraulic oil and allowed to rest overnight. The amount of oil used was 2% by weight based on the weight of Ensham coal to be processed into compacts. Then the entire Ensham coal already impregnated with oil was impregnated with bitumen. The bitumen used was Shell Mexphalte 50/70 with a softening point of approximately 50 ° C. The amount of bitumen used was 2% by weight, based on the weight of the material to be processed into compacts. After impregnation with bitumen, the processing was carried out analogously to experiment 1 after its only impregnation step. The temperature of the coal treated with oil and bitumen was 53 ° C before the molasses addition.

Es ist zu erkennen, dass eine zweistufige Imprägnierung zu Presslingen führt, die im Vergleich zu mit einer einstufigen Imprägnierung hergestellten Presslingen höhere Sturzfestigkeit aufweisen, und nach 24 Stunden eine höhere Punktdruckfestigkeit haben.It can be seen that a two-stage impregnation results in compacts having higher resistance to impact compared to compacts produced by a single-stage impregnation and having a higher puncture resistance after 24 hours.

Von einer Teilmenge kann auch ein Teil in 2 oder mehr Stufen imprägniert werden, während der andere Teil nicht oder nur in einer Stufe imprägniert wird.One part can also be impregnated with one part in 2 or more stages, while the other part is not impregnated or only impregnated in one stage.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Blockschemata skizziert.The method according to the invention is outlined below with reference to the block diagrams shown in FIGS. 1 to 3.

Gemäß Figur 1 wird die zu Presslingen, in diesem Fall Briketts, zu verarbeitende Kohle 1 einer Trocknung 2 unterzogen und danach durch Körnen 3 auf eine gewünschte Körnung gebracht. Die dabei erhaltenen Kohlepartikeln 4 werden danach unter Zusatz eines ersten Imprägnierungsmittels 5 einem ersten Imprägnierungsschritt 6 unterzogen. Das Produkt 7 des ersten Imprägnierungsschrittes 6 wird einem zweiten Imprägnierungsschritt 8 mit einem zweiten Imprägnierungsmittel 9 unterzogen. Zu dem Produkt 10 des zweiten Imprägnierungsschrittes 8 erfolgt dann der Zusatz eines Wasser enthaltenden Bindemittelsystems 11, in diesem Fall Melasse unter Zusatz fester, feinteiliger Bindemittelkomponenten aus Branntkalk, unter Mischen 12, wobei das Mischen 12 ein-oder mehrstufig sein kann. Die dabei erhaltene Mischung 13 wird einer Knetung 14 und danach einer Pressung 15 unterworfen. Das nach Härten 16 erhaltene Produkt 17 ist das Brikett.According to FIG. 1, the coal 1 to be processed into compacts, in this case briquettes, is subjected to drying 2 and then brought to a desired grain size by granulation 3. The carbon particles 4 thus obtained are then subjected to a first impregnation step 6 with the addition of a first impregnating agent 5. The product 7 of the first impregnation step 6 is subjected to a second impregnation step 8 with a second impregnation agent 9. To the product 10 of the second impregnation step 8 then takes place the addition of a water-containing binder system 11, in this case molasses with the addition of solid, finely divided binder components of quicklime, with mixing 12, wherein the mixing 12 may be one or more stages. The mixture 13 thus obtained is subjected to kneading 14 and then to pressing 15. The product 17 obtained after curing 16 is the briquette.

Allgemein kann bei der Herstellung von Presslingen gemäß der vorliegenden Erfindung die Zugabe des Wasser enthaltenden Bindemittelsystems Melasse/Branntkalk zu dem zu Presslingen zu verarbeitenden Gut derart erfolgen, dass Melasse und Branntkalk gleichzeitig zugegeben werden, oder derart, dass Branntkalk und Melasse nacheinander zugegeben werden.
Dabei ist es bei der Verwendung von Imprägnierungsmitteln wie beispielsweise Bitumen, bevorzugt, dass zuerst eine Teilmenge der für die Herstellung der Presslinge vorgesehenen Melasse zugegeben wird, dann eine Mischung erfolgt, und dann Branntkalk zugegeben wird. Nachdem die dabei erhaltene Mischung ruhen gelassen wurde, wird die Restmenge der für die Herstellung der Presslinge vorgesehenen Melasse zugegeben. Teilmenge und Restmenge ergeben in Summe die für die Herstellung der Presslinge vorgesehenen Melasse. Der Vorteil dieses Vorgehens ist es, dass ein Einkneten des Branntkalks in weiches Imprägnierungsmittel beim Mischen des zu Presslingen zu verarbeitenden Gut mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem vermieden beziehungsweise vermindert wird.Generally, in the production of compacts according to the present invention, the addition of the molasses / quicklime binder system to the product to be processed can be done by adding molasses and quicklime at the same time, or by adding quicklime and molasses in succession.
It is preferred in the use of impregnating agents such as bitumen, that at first a subset of the for the production of the compacts molasses is added, then a mixture is made, and then lime is added. After the resulting mixture has been allowed to stand, the remainder of the molasses intended for the preparation of the compacts is added. Subset and residual amount in total provide the intended for the production of the pellets molasses. The advantage of this procedure is that a kneading of quicklime in soft impregnating agent during mixing of the material to be processed to compacts with the water-containing binder system is avoided or reduced.

Im Falle der Imprägnierung kann es vorkommen, dass für die Löschreaktion des Branntkalkes notwendige Feuchtigkeit nicht ausreichend zur Verfügung steht - bei nicht imprägnierten Kohlen kann diese Feuchtigkeit vom Branntkalk aus den Kohlepartikeln entzogen werden. In diesem Fall ist es notwendig, die imprägnierten Kohlen mit Feuchtigkeit zu benetzen. Dies kann mit Wasser oder einem Teil der wässrigen Melasse des Bindemittelsystems geschehen. Hierzu kann bis zur Hälfte, bevorzugt bis zu einem Drittel der Melasse verwendet werden.In the case of impregnation, it may happen that sufficient moisture is not available for the extinguishing reaction of the quicklime - with non-impregnated coals, this moisture can be removed from quicklime from the carbon particles. In this case, it is necessary to wet the impregnated coals with moisture. This can be done with water or part of the aqueous molasses of the binder system. For this purpose, up to half, preferably up to one third of the molasses can be used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Kohlecoal

22

Trocknungdesiccation

33

Körnenroughen

44

Kohlepartikelcarbon particles

55

erstes Imprägnierungsmittelfirst impregnant

66

erster Imprägnierungsschrittfirst impregnation step

77

Produkt des ersten ImprägnierungsschrittesProduct of the first impregnation step

88th

zweiter Imprägnierungsschrittsecond impregnation step

99

zweites Imprägnierungsmittelsecond impregnant

1010

Produkt des zweiten ImprägnierungsschrittesProduct of the second impregnation step

1111

Wasser enthaltendes BindemittelsystemWater-containing binder system

1212

MischenMix

1313

Mischungmixture

1414

Knetungkneading

1515

Pressungsqueeze

1616

Härtenhardening

1717

nach dem Härten erhaltenes Produktproduct obtained after curing

Liste der AnführungenList of quotations Patentliteraturpatent literature

• WO02/50219A1WO02 / 50219A1
• WO9901583A1WO9901583A1
• AT005765U1AT005765U1

Claims (13)

1. Method for producing a pressed article containing coal particles, in which the coal particles are mixed with a binder system containing water and the mixture obtained in this way is further processed by being pressed into pressed articles,
   characterised in that,
   before being mixed with the binder system containing water, at least a subset of the coal particles is subjected to at least two impregnation steps, in which it is impregnated with at least one substance,
   wherein the substance is used as a liquid or by means of a liquid respectively for impregnation,
   and the lower limit of the amount of substance added in the at least two impregnation steps amounts to 0.5% by weight,
   preferably 1% by weight, in relation to the weight of the coal particle material to be processed into pressed articles.
2. Method according to claim 1, characterised in that an impregnation step consists of wetting the coal particles with the substance, spraying the coal particles with the substance, mixing the substance into a moving packed bed of the coal particles or mixing the substance into a fluid bed of the coal particles.
3. Method according to one of preceding claims, characterised in that the substance with which the coal particles are impregnated is water.
4. Method according to one of claims 1-2, characterised in that the substance with which the coal particles are impregnated is a water-insoluble and or water-repellent substance.
5. Method according to one of claims 1-2, characterised in that the substance with which the coal particles are impregnated is an aqueous solution of a substance or a substance mixture.
6. Method according to one of claims 1-2, characterised in that the substance with which the coal particles are impregnated is an aqueous suspension of solid colloids, the solid substance having water-repelling properties.
7. Method according to one of claims 1-2, characterised in that the substance with which coal particles are impregnated is an emulsion, containing water on the one hand and carbon-containing substances on the other hand.
8. Method according to one of preceding claims, characterised in that the upper limit of the quantity of the substance added in the at least two impregnation steps amounts to 5% by weight, preferably 3% by weight, especially preferably 2% by weight in relation to the weight of the coal particles material to be processed into pressed articles.
9. Method according to one of the preceding claims, characterised in that the binder system contains molasses and also quicklime or hydrated lime.
10. Method according to one of the preceding claims, characterised in that the binder system contains an emulsion of bitumen in water.
11. Method according to one of the preceding claims, characterised in that particles containing iron or iron oxide are also processed in the mixture with the coal particles.
12. Method according to one of the preceding claims, characterised in that the pressed article is subjected to heat treatment after being pressed.
13. Method according to one of the preceding claims, characterised in that the coal particles are subjected to a heat treatment after the impregnation step before being mixed with the binder system containing water.

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