WO2010081620A1 - Method for producing pressed articles containing coal particles - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for producing pressed articles containing coal particles, to the compressed articles obtained in this way, and to the use of the pressed articles in methods for producing pig iron in a fixed bed or in methods for producing carbon carriers for methods for producing pig iron in a fixed bed. To this end, the coal particles to be processed into compressed articles are impregnated with a substance before being mixed with a binder system containing water and finally being processed into compressed articles.

Description

Verfahren zur Herstellung von Kohlepartikel enthaltenden Pressungen Process for the preparation of carbon particle containing pressings

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kohlepartikel enthaltenden Pressungen, 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 carbon particle-containing pressings, the compacts obtained thereby and the use of the compacts in processes for producing pig iron in a fixed bed or in processes for the production of carbon carriers for processes for producing pig iron in a fixed bed.

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

Neben der Grünfestigkeit ist auch die Heißfestigkeit von Pressungen - insbesondere bei Verwendung in thermischen Prozessen - ein Kriterium für ihre Einsatztauglichkeit. Im besonderen Fall der Verwendung von feinkörnige Kohlepartikel enthaltenden Pressungen 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. Bei Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett ist die Entwicklung von Unterkorn aus Pressungen 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 addition to the green strength, the hot strength of pressings - especially when used in thermal processes - is a criterion for their suitability for use. In the particular case of the use of fine particulate carbon particle containing presses 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) a strength of these semi-coke or coke particles after chemical attack by 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. In the case of pig iron production processes in a fixed bed, the development of undersize particles from compressions or coke particles prior to charging into a fixed bed or within a fixed bed is undesirable because the permeability of the latter Fixed bed is deteriorated. 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 Grünfestigkeit 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.From WO 02 / 50219A1 it is known to produce compacts with sufficient green strength from fine-grained carbon particles by means of a binder system of quicklime and molasses. Here, fine-grained carbon particles of fine coal and quicklime are mixed, the mixture allowed to rest with the moisture from the coal particles to continue the quenching reaction, then added to 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 Pressungen 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 Pressungen 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. Diese Maßnahmen sind jedoch aus Gründen der Prozessökonomie unerwünscht.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 are to be dried before processing into pressings. 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 generate additional pore volume due to grain damage, especially during intense drying. When a coal with a high water absorption capacity is dried to an acceptable moisture content before the application of the process described in WO 02/50219 A1 is carried out, 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 is common used molasses additives of <10% by weight, based on the weight of the coal to be processed, not to achieve sufficient strength for the compacts. Nevertheless, in order to be able to produce briquettes with sufficient strength on the basis of molasses binders, it is necessary to dispense with the generation of unwetted pore volume by drying or to add so much more molasses as is absorbed by the pore volume and therefore not to bond to the surface the carbon particles is available. 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, CO"₂-haltigen Gasen katalytisch wirken, wodurch insbesondere in den heißen Zonen eines der Erzeugung von Roheisen dienenden Festbettes bei Temperaturen > 800-1000⁰C, 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 Pressungen 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, which in particular in the hot zones of a production of pig iron serving fixed bed at temperatures> 800-1000 ⁰ C, depending on the pressure, the Extent of reaction of solid carbon with CO _{2 increases} according to the Boudouard reaction, as a result of which the hot strength of molasses-treated pressings is diminished by pyrolysis-resultant 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 Pressungen mit Bitumen ist jedoch mit sehr hohen Bindemittelkosten behaftet. 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 Pressungen 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 use of bitumen as a binder proposed in WO9901583A1 does not pose such problems associated with molasses. However, the production of pressings with bitumen involves very high binder costs. The use of an aqueous bitumen emulsion as a binder system proposed in AT005765U1 reduces bitumen consumption by more than 50%. In practice, however, it has been found that the feed carbons must have humidities of substantially more than 5% by weight in order to produce stable compacts when using such bitumen emulsions. 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 pressed and correspondingly uniform wetting of the Particle surface can be done by the emulsion. This reduces the effectiveness of the emulsion as a binder.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Pressungen 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.It is an object of the present invention to provide a process for producing pressings in which these disadvantages of the prior art are overcome, and compacts having sufficient green and hot strength even when using carbon particles which have to be pre-dried, using a known Lesser amount of a water-containing binder system can be produced.

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 Pressungen weiterverarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Vermischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem die Kohlepartikel einem Imprägnierungsschritt unterworfen werden, in welchem sie mit einer Substanz imprägniert werden.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 pressings, characterized in that prior to mixing with the water-containing binder system Carbon particles are subjected to an impregnation step in which they are impregnated with a substance.

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. Auf diese Weise wird verhindert, dass wässriges Bindemittelsystem, welches auf derDuring 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. In this way it is prevented that aqueous binder system, which on the

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.Carbon particle surface is required for binding purposes, these binding purposes after penetration into the pores can no longer meet. Accordingly, as compared with a method in which aqueous binder system can penetrate the pores, the amount of aqueous binder system required is reduced.

Das wässrige Bindemittelsystem kann, abgesehen von Wasser, eine oder mehrere weitere Komponenten enthalten. 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 aqueous binder system may contain one or more other components besides water. The impregnation step can consist of steaming the carbon particles with the substance, spraying the carbon particles with the substance, mixing the substance into a moving bed of carbon particles, or mixing the substance into a fluidized bed of the carbon particles.

Nach einer Ausführungsform ist die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, Wasser.In one embodiment, the substance with which the carbon particles are impregnated in the impregnation step is water.

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.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 Pressungen 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 pressings in a feed mixture for a pig iron production process in combination with carbon carriers that have a low moisture content than these compacts, the water input into the pig iron production process can be limited to an acceptable level.

Nach einer anderen Ausführungsform ist die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt 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 the carbon particles are impregnated in the impregnation step 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. 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 waste plastics. It may be also to deal with waste oil. 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.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.

Nach einer anderen Ausführungsform ist die Substanz, mit der die Kohlepartikel imAccording to another embodiment, the substance with which the carbon particles in the

Imprägnierungsschritt 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 Grünfestigkeit der Presslinge verbessern, eingesetzt werden, beispielsweise Stärke oder Lignin-Laugen aus Ablaugen der Zellstoffgewinnung.Impregnation be impregnated, 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, it is possible to use dissolved substances of all kinds which improve the hot strength and green strength of the compacts, for example starch or lignin bases from waste liquors of pulp production.

Es ist bevorzugt, Lösungen von Stoffen oder Stoffmischungen zu verwenden, welche durch Wärmebehandlung und/oder Reaktion mit den Kohlepartikeln 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.It is preferable to use solutions of substances or mixtures of substances which are converted into water-insoluble substances by heat treatment and / or reaction with the carbon particles. 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 im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine wässrige Suspension vonAccording to another embodiment, the substance with which the carbon particles are impregnated in the impregnation step is an aqueous suspension of

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.Solid colloids, wherein the solid has 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 difficult due to the high surface tension of the water-repellent solids.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine Emulsion enthaltend einerseits Wasser sowie andererseits kohlenstoffhaltige Substanzen wie beispielsweise Bitumina, Rohteere erhalten aus Steinkohle, Peche, Wachse, Öle.According to a further embodiment, the substance with which the carbon particles are impregnated in the impregnation step, 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.

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. Das liegt daran, dass die aus den Substanzen entstehenden Kohlenstoffschichten wenige oder keine bezüglich Reaktion mit heißen Cθ₂-haltigen Gasen katalytisch wirkende Substanzen enthalten. Im Gegensatz dazu enthalten die Kohlepartikel bzw. das Material, das zu Pressungen 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.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. This is because the carbon layers formed from the substances contain little or no catalytically active substances with respect to reaction with hot CO ₂ -containing gases. In contrast, contain the carbon particles or the material to be processed into compressions, 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 Pressungen 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 prior to processing into pre-drying pressings, 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 Pressungen 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, particularly preferably 2% by weight, based on the weight of the pressings to be processed good, so the Carbon 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 dasAccording to one embodiment of the method according to the invention contains

Bindemittelsystem Melasse sowie Branntkalk oder Kalkhydrat. Es kann auch aus diesen Komponenten bestehen.Binder system molasses and 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 Cθ₂-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 Cθ 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 Eisenoder Eisenoxid-haltige Partikel in einem Gemisch mit den Kohlenpartikeln verarbeitet.According to one embodiment of the method according to the invention, iron or iron oxide-containing particles are also 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 ≥ 250⁰C und ≤ 350⁰C erfolgen, bei denen irreversible chemische Vorgänge Bindemittelkomponenten umwandeln können. Beispielsweise können wasserlösliche Bindemittelkomponenten in wasserunlösliche Verbindungen umgewandelt werden.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 ⁰ C and ≤ 350 ⁰ C, in which irreversible chemical processes can convert binder components. For example, water-soluble binder components can be converted to water-insoluble compounds.

Die bei solchen Umwandlungen entstehenden Verbindungen können einen Beitrag zur Festigkeit der Presslinge leisten.The compounds formed in such conversions can contribute to the strength of the compacts.

Im Fall eines Melasse enthaltenden Bindemittelsystems erfolgt beispielsweise eine Umwandlung von Melasse durch Karamellisierung.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 Grünfestigkeit der Presslinge liefern.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 green strength of the compacts.

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. DieFurthermore, 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

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 150⁰C.Maximum temperature of the heat treatment is limited by the pyrolysis of the coal particles and is at 350 ° C. The lower limit for the temperature during 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.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 takes place in the impregnation step Add 2-3% by weight while adding 7-10% by weight later as the binder system.

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 imThe 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

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.Impregnation step and as a binder system is carried out in the impregnation step, an addition of 3 to 5% by weight, while added as a binder later 6 to 8% by weight. 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 dissolved substances settle in the pores or the 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 Pressungen nach dem Imprägnierungsschritt 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 Pressungen geeignete Verfahren erfolgen.The processing into pressings after the impregnation step can be carried out by known methods, for example as described in WO 02 / 50219A1 or in AT005765U1, or by any method suitable for processing carbon particles containing a water-containing binder system into pressings.

Eine erfindungsgemäß erst nach dem Imprägnierungsschritt mit einer wasserunlöslichen und/oder wasserabstoßende Substanz erfolgende Zugabe von Wasser enthaltenden Bindemittelsystemen bei der Herstellung von Pressungen vermindert die Verfahrenskosten gegenüber herkömmlichen Verfahren wie etwa gemäß WO02/50219A1. Die Vermeidung einer Wasseraufnahme der Kohle während der Herstellung von Pressungen 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 Pressung vorhanden ist und entsprechend weniger Energie für dessen Verdampfung aufgewendet werden muss. Andererseits kann eine in herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Pressungen 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 addition of water-containing binder systems according to the invention after the impregnation step with a water-insoluble and / or water-repellent substance in the production of pressings reduces the process costs compared to conventional processes such as WO 02/50219 A1. Avoiding water uptake of the coal during the preparation of pressings with water-containing binder systems reduces on the one hand the specific coal consumption in pig iron production processes using the compacts or coke obtained therefrom, since less water from the binder system is present in the press and correspondingly less energy must be spent for its evaporation. On the other hand, a need for post-drying of the compacts occurring in conventional methods for producing pressings due to the absorption of water from the binder system when using the method according to the invention can be omitted, or the drying effort can be reduced, resulting in energy savings. There Accordingly, it can be dispensed with the establishment or operation of devices for post-drying, or the dimensions of the devices and the cost of their operation can be reduced, this is equivalent to an operating cost and investment cost reduction.

Als zusätzlicher vorteilhafter Effekt des Imprägnierungsschrittes 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 Pressungen 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 Pressung 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 step, depending on the nature of the substance used for 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 pressings can 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 coke in the fixed bed of a blast furnace remain stable from charging to the bed surface until reaching the immediate gasification zone in the area of the oxygen nozzles or wind forms and thereby promote the permeability of the fixed bed with respect to the gassing and the drainage of molten phases. The reduction in the CO ₂ reactivity of the coke or of the coke is achieved in that the inner surface of the pores of the carbon particles can no longer be coated by the impregnation with 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 Fl N EX®- Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett eines Einschmelzvergasers häufig zur Einsatzkohle gegeben, um die Permeabilität des Festbettes zu verbessern. Bei Verwendung von erfindungsgemäß hergestellten Pressungen, oder aus solchen hergestelltem Koks, wird eine Entfestigung der Halbkoks- bzw. Koks-Partikel durch heißes CO₂ inhibiert und somit einem Zerfall der Partikel entgegengewirkt. Mit einem aus erfindungsgemäß hergestellten Pressungen 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®- EinsatzkohleA minor proportion of undersize coke is often added to the feed coal in the COREX® or FlN EX® process for pig iron production in a fixed bed of a melter gasifier in order to improve the permeability of the fixed bed. When using pressings produced according to the invention, or from coke produced in this way, softening of the semi-coke or coke particles by hot CO _{2 is} inhibited and thus a disintegration of the particles is counteracted. With a fixed bed packed from pyrolysis-derived semicarbons packed according to 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 Verfahren Varianten 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, eineIn 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 smoldering coking plants, methods for coking plants in bulk operation were developed, which provided for briquetting or partial briquetting of the carburetors. From today's perspective, however, a briquetting with bituminous binder for economic reasons, a

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. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Pressungen ermöglicht es, auch bei der Herstellung von Koks unter Verwendung von Pressungen der Einsatzstoffe den Verbrauch an Bindemittel zu reduzieren beziehungsweise die schädlichen Auswirkungen reaktivitätsfördernder Bindemittelkomponenten einzudämmen.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. The inventive method for producing pressings 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 pressings 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 12 Gewichts% Komponenten eines Bindemittelsystem, sowie, bezogen auf das Gewicht des zu Pressungen zu verarbeitenden GutesThe pellets contain up to 97% by weight of carbon particles, and up to 12% by weight of components of a binder system, as well as, based on the weight of the material to be pressed

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%, beträgtCarbon 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 is 5% by weight, preferably 3% by weight, particularly preferably 2% by weight %, is

Nach einer Ausführungsform enthält der Pressung auch Eisen- oder Eisenoxid-haltige Partikel. Solche Partikel können beispielsweise aus bei der Roheisen- oder Stahlerzeugung anfallenden Stäuben oder Schlämmen stammen. Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Blockschemata skizziert.According to one embodiment, the pressing 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. The method according to the invention is outlined below with reference to the block diagrams shown in FIGS. 1 to 3.

Figur 1 zeigt ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung von Pressungen ohne Imprägnierungsschritt. Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Pressungen mit Imprägnierungsschritt.FIG. 1 shows a conventional method for producing pressings without an impregnation step. FIG. 2 shows a method according to the invention for the production of pressings with impregnation step.

Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Pressungen mit einer dem Imprägnierungsschritt vorgelagerten Wärmebehandlung.FIG. 3 shows a method according to the invention for the production of pressings with a heat treatment upstream of the impregnation step.

Gemäß Figur 1 wird die zu Pressungen, in diesem Fall Briketts, zu verarbeitende Kohle 1 einer Trocknung 2 unterzogen und danach durch Körnen 3 auf eine gewünschte Körnung gebracht. Zu den dabei erhaltenen Kohlepartikeln erfolgt danach der Zusatz eines Wasser enthaltenden Bindemittelsystems 4, in diesem Fall Melasse, gegebenenfalls unter Zusatz fester, feinteiliger Bindemittelkomponenten wie Kalkhydrat oder Branntkalk, unter Mischen 5, wobei das Mischen 5 ein- oder mehrstufig sein kann. Die dabei erhaltene Mischung wird einer Knetung 6 und einer Mischung 7 unterworfen. Das nach Härten 7 erhaltene Produkt ist das Brikett.According to FIG. 1, the coal 1 to be processed for pressing, in this case briquettes, is subjected to drying 2 and then brought to a desired grain size by granulation 3. The carbon particles thus obtained are then followed by the addition of a water-containing binder system 4, in this case molasses, optionally with the addition of solid, finely divided binder components such as hydrated lime or quicklime, with mixing 5, wherein the mixing 5 may be one or more stages. The mixture thus obtained is subjected to kneading 6 and a mixture 7. The product obtained after curing 7 is the briquette.

Das erfindungsgemäße Verfahren nach Figur 2 unterscheidet sich von dem in Figur 1 dargestellten Verfahren dadurch, dass vor dem Mischen 5 mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem 4 die Kohlepartikel einem Imprägnierungsschritt 10 unterzogen werden, bei dem sie mit einer Substanz 1 1 , dem Imprägnierungsmittel, imprägniert werden. Erst nach diesem Imprägnierungsschritt 10 erfolgt das Mischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem 4 und die Weiterverarbeitung der dabei erhaltenen Mischung entsprechend Figur 1.The method according to the invention according to FIG. 2 differs from the method illustrated in FIG. 1 in that prior to mixing 5 with the binder system 4 containing the water, the carbon particles are subjected to an impregnation step 10 in which they are impregnated with a substance 11, the impregnating agent , Only after this impregnation step 10 is the mixing with the water-containing binder system 4 carried out and the further processing of the resulting mixture according to FIG. 1

In Figur 3 ist eine Variante des Verfahrens aus Figur 2 dargestellt, in der nach dem Imprägnierungsschritt 10, vor dem Vermischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem 4, eine Wärmebehandlung 12 durchgeführt wird. BezugszeichenhsteFIG. 3 shows a variant of the method from FIG. 2, in which after the impregnation step 10, prior to mixing with the water-containing binder system 4, a heat treatment 12 is carried out. Bezugszeichenhste

1 Kohle1 coal

2 Trocknung2 drying

3 Körnen3 grains

4 Wasser enthaltendes Bindemittelsystem4 water-containing binder system

5 Mischen5 mixing

6 Knetung6 kneading

7 Pressung7 pressing

8 Härten8 hardening

9 Produkt9 product

10 Imprägnierungsschritt10 impregnation step

1 1 Substanz (Imprägnierungsmittel)1 1 substance (impregnating agent)

12 Wärmebehandlung 12 heat treatment

Claims

Patentansprücheclaims

1 ) 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 Pressungen weiterverarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Vermischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem die Kohlepartikel einem Imprägnierungsschritt unterworfen werden, in welchem sie mit einer Substanz imprägniert werden.1) A method for producing a carbon particle-containing compact, wherein the coal particles are mixed with a water-containing binder system and the resulting mixture is further processed by pressing to pressing, characterized in that prior to mixing with the water-containing binder system, the carbon particles subjected to an impregnation step in which they are impregnated with a substance.

2) Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Imprägnierungsschritt 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 besteht.2) Method according to claim 1, characterized in that the impregnation step of vapor deposition of the carbon particles with the substance from spraying the coal particles with the substance, by mixing the substance into a moving bed of coal particles, or by mixing the substance in a fluidized bed of carbon particles consists.

3) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, Wasser ist.3) Method according to one of the preceding claims, characterized in that the substance with which the carbon particles are impregnated in the impregnation step, water.

4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanz ist.4) Method according to one of claims 1-2, characterized in that the substance with which the carbon particles are impregnated in the impregnation step, a water-insoluble and / or water-repellent substance.

5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die5) Method according to one of claims 1-2, characterized in that the

Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine wässrige Lösung eines Stoffes oder einer Stoffmischung ist.Substance with which the carbon particles are impregnated in the impregnation step, is an aqueous solution of a substance or a mixture of substances.

6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine wässrige Suspension von Feststoffkolloiden, wobei der Feststoff wasserabweisende Eigenschaften aufweist, ist. 7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine Emulsion, enthaltend einerseits Wasser sowie andererseits kohlenstoffhaltige Substanzen, ist.6) Method according to one of claims 1-2, characterized in that the substance with which the carbon particles are impregnated in the impregnation step, an aqueous suspension of solid colloids, wherein the solid has water-repellent properties. 7) Method according to one of claims 1-2, characterized in that the substance with which the carbon particles are impregnated in the impregnation step, an emulsion containing on the one hand water and on the other hand carbonaceous substances, is.

8) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Untergrenze der Menge von im Imprägnierungsschritt zugesetzter Substanz 0,5 Gewichts%, bevorzugt 1 Gewichts%, beträgt, und die Obergrenze 5 Gewichts%, bevorzugt 3 Gewichts%, besonders bevorzugt 2 Gewichts%, , bezogen auf das Gewicht des zu Pressungen zu verarbeitenden Gutes Kohlepartikel, beträgt.8) Method according to one of the preceding claims, characterized in that the lower limit of the amount of substance added in the impregnation step is 0.5% by weight, preferably 1% by weight, and the upper limit is 5% by weight, preferably 3% by weight, particularly preferably 2 Weight%, based on the weight of the material to be processed to be processed coal particles.

9) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittelsystem Melasse sowie Branntkalk oder Kalkhydrat enthält.9) Method according to one of the preceding claims, characterized in that the binder system contains molasses and quicklime or hydrated lime.

10) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittelsystem eine Emulsion von Bitumen in Wasser enthält.10) Method according to one of the preceding claims, characterized in that the binder system contains an emulsion of bitumen in water.

11 ) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch Eisen- oder Eisenoxid-haltige Partikel in einem Gemisch mit den Kohlenpartikeln verarbeitet werden.11) Method according to one of the preceding claims, characterized in that iron or iron oxide-containing particles are processed in a mixture with the carbon particles.

12) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressung nach der Pressung einer Wärmebehandlung unterzogen wird.12) Method according to one of the preceding claims, characterized in that the press is subjected to a heat treatment after the pressing.

13) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlepartikel nach dem Imprägnierungsschritt vor dem Vermischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem einer Wärmebehandlung unterzogen werden.13) Method according to one of the preceding claims, characterized in that the carbon particles are subjected to a heat treatment after the impregnation step prior to mixing with the water-containing binder system.

14) Pressung, enthaltend bis zu 97 Gewichts% Kohlepartikel, und bis zu 12 Gewichts% Komponenten eines Bindemittelsystem, dadurch gekennzeichnet, dass er, bezogen auf das Gewicht des zu Pressungen zu verarbeitenden Gutes Kohlepartikel, wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanzen, oder Feststoffe mit wasserabweisenden Eigenschaften, in einer Menge enthält, deren Untergrenze 0,5 Gewichts%, bevorzugt 1 Gewichts%, beträgt, und deren Obergrenze 5 Gewichts%, bevorzugt 3 Gewichts%, besonders bevorzugt 2 Gewichts%, beträgt14) pressing, containing up to 97% by weight of carbon particles, and up to 12% by weight of components of a binder system, characterized in that it, based on the weight of the material to be processed for pressing coal particles, water-insoluble and / or water-repellent substances, or solids water-repellent properties, in an amount whose lower limit is 0.5% by weight, preferably 1% by weight, and the Upper limit 5% by weight, preferably 3% by weight, particularly preferably 2% by weight

15) Pressung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanz zu der aus Wachsen, organischen Kokerei- oder Raffinerieprodukten, sowie Kunststoffen beziehungsweise Kunststoffabfällen, und Altöl bestehenden Gruppe von Substanzen gehört.15) pressing according to claim 14, characterized in that the water-insoluble and / or water-repellent substance belongs to the group consisting of waxes, organic coking or refinery products, and plastics or waste plastics, and waste oil group of substances.

16) Pressung nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressung auch Eisen- oder Eisenoxid-haltige Partikel enthält.16) pressing according to one of claims 14 and 15, characterized in that the pressing also contains iron or iron oxide-containing particles.

17) Verwendung eines Presslings gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16 in einem Prozess zur Roheisenerzeugung in einem Festbett als Kohlenstoffträger oder in einem Prozess zur Herstellung von Kohlenstoffträgern für einen Prozess zur Roheisenerzeugung in einem Festbett. 17) Use of a compact according to one of claims 14 to 16 in a process for pig iron production in a fixed bed as a carbon carrier or in a process for the production of carbon carriers for a process for pig iron production in a fixed bed.