DE2531457C3

DE2531457C3 - Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen

Info

Publication number: DE2531457C3
Application number: DE2531457A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokuyama Yamaguchi Fukuoka; Kimiaki Ichikawa Chiba Imai; Tsuneyuki Gunma Inoue; Teruhiko Shinnanyo Kameyama; Tatsuo Funabashi Chiba Misawa; Kenji Nicho; Yuji Takahashi; Yamaguchi Tokuyama
Original assignee: Japan Metals and Chemical Co Ltd; Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Japan Metals and Chemical Co Ltd; Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1974-09-04
Filing date: 1975-07-14
Publication date: 1978-11-23
Also published as: JPS5760410B2; FR2288789B1; US4004918A; DE2531457A1; DE2531457B2; JPS5128515A; GB1459968A; FR2288789A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Abfäüsioffen, wie Staub, Zunder, Schlamm u. dg!., wie sie bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallen.

Abfallstoffe, wie; Staub, Zunder und Schlamm, die große Mengen an Öxideri braucfcbäjrer Metalle, wie Nickel, Chrom, Eisen u. dgL enthalten, fallen während der Erzeugungvon rostfreiem Stahl und beim Walzen an, wobei die Menge der Abfallstoffe bis zu 6 bis 7% der Ausbeute an Rohstahl erreicht

Ein Teil dieser Abfallstoffe wurde bisher mehr oder weniger durch Aufbereitung nutzbar gemacht Der Abfallstoff liegt jedoch als fein verteiltes Pulver oder als trüber Schlamm vor, der eine erhebliche Menge Wasser enthält Als Folge davon wurden fast alle diese Abfallstoffe verworfen und in ihrem vorliegenden Zustand belassen, nachdem sie auf einfache Weise behandelt worden waren.

Diese konventionelle Behandlungsmethode für solche Abfallstoffe wird nachstehend im einzelnen erläutert Im allgemeinen werden im Falle der Erzeugung von rostfreien Stahlblechen zunächst die Rohstoffe in der Stahlerzeugungsstufe geschmolzen, entkohlt und gefrischt, um einen Block oder eine Platte zu erhalten, die dann zu einem warmen Walzgut warmgewalzt wird. Das so erhaltene warme Walzgut wird dann zu einem kalten Walzgut kaltgewalzt Während der Stahlerzeugungsstufe, vor allem während des Schmelzens der Rohstoffe und beim Entkohlen, fällt eine große Staubmenge an. Der anfallende Staub kann im Trockenoder Naßverfahren gesammelt werden, jedoch wird üblicherweise die Trockenmethode angewendet. Es wird also vorwiegend ein trockener Staub erhalten.

Beim Warmwalzen wird Zunder erzeugt und abgeschilfert, der dann als Abfallstoff gesammelt wird. Dieser Zunder wird mit Wasser unter Hochdruck benetzt so daß er angefeuchtet wird. Das Wasser kann jedoch leicht von dem Zunder getrennt werden. Wenn der Zunder in der vorliegenden Form belassen wird, liegt die in ihm enthaltene Wassermenge unter 10 Gew.-%. Folglich kann dieser Zunder genauso wie ein trockener behandelt werden. Im folgenden bezeichnet der Ausdruck »Zunder« einen solchen, der genauso behandelt werden kann wie trockener Zunder, aus dem das Wasser abgetrennt worden ist.

Das durch das Warmwalzen erhaltene Walzgut wird kaltgewalzt, damit es dünner wird. Um den beim Warmwalzen anfallenden Zunder zu entfernen, wird dieser vor dem Kaltwalzen abgebeizt. Der durch das Abbeizen entfernte Zunder wird gewöhnlich als Abbeizschlamm bezeichnet, der ein trüber Schlick mit einer Aufschlämmungskonzentration von etwa 1 Gew.-% ist.

Wie vorstehend erläutert, fallen bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl drei Arten von Abfallstoffen an, die im wesentlichen aus

1) trockenem Staub,

2) Warmwalzzunder mit etwa 10 Gew.-% Wasser und

3) aufschlämmungsartigen Abbeizschlamm mit etwa 99 Gew.-% Wasser

bestehen.

Diese Abfallstoffe sind feinverteilte Pulver oder aufgeschlämmte Flüssigkeiten, so daß sie schwierig handzuhaben sind und ihre wirksame Nutzbarmachung schwierig ist. Deshalb war es übliche Praxis, die Abfallstoffe zu verwerfen, ohne sie vorteilhaft auszunutzen, obwohl sie eine große Menge an nützlichen Metallen, wie Nickel, Chrom, Eisen u.dgl. enthalten. Außerdem enthalten die Abfallstoffe eine winzige Menge an sechswertigern Chrom, so daß es wünschens-

wert erscheint, den Abfallstoff sowohl in eine unschädliche Form zu bringen als auch eine wirksame Nutzbarmachung für ihn zu finden.

In Fig. 1 ist ein Fließschema dargestellt, das das konventionelle Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen erläutert Ein Gemisch 4 aus Staub, der während der Stahlerzeugungsstufe 1 anfällt, bei der ein elektrischer Ofen IA ein Konverter iß und ein kontinuierliche Gießvorrichtung iC benutzt werden, und Zunder, der ι ο bei der Warmwalzstufe 2 anfällt, wird in einer Pelletisiermaschine a in Pellets mit einem Korndurchmesser von etwa 10 ram umgewandelt Die Pellets b werden in den Kreislauf zurückgeführt und in dem elektrischen Of en IA wiederverwendet

Wenn die in den elektrischen Ofen \A zurückgebrachten Pellets durch elektrischen Strom wiederum geschmolzen werden, werden nahezu alle Pellets wieder in das ursprüngliche feinverteilte Pulver zuijckverwandelt, welches dann zerstäubt und von einem (nicht dargestellten) Staubsammler angezogen wird. Dies bedeutet, daß sich keine nennenswerte Nutzbarmachung der Pellets ergibt

Der bei der Abbeizbehandlung in der Kaltwalzstufe 3 erzeugte Abbeizschlamm 5 ist eine aufschlämmungsartige Flüssigkeit, deren Aufschlämmungskonzentration etwa 1 Gew.-°/o beträgt Diese aufschlämmungsartige Flüssigkeit wird in einen Eindicker 6 übergeführt indem von einem Fällmittel Gebrauch gemacht wird, um die Aufschlämmungskonzentration auf etwa 5 bis 10 Gew.-% zu erhöhen. Außerdem wird die eingeengte aufschlämmungsartige Flüssigkeit einem Bandfilter oder einer Filterpresse 7 zugeführt wo sie in einen Schlammkuchen c mit 50 bis 70 Gew.-% Wasser umgewandelt wird. Trotz dieser Entwässerungsbehandlung enthält der Schtammkuchen c immer noch eine große Menge Wasser, so daß es unmöglich ist diesen Schlammkuchen unmittelbar wiederzuverwenden. Die Folge davon ist, daß nahezu die gesamte Schlammkuchenmenge auf Halde geht und so belassen wird, wie sie ist

Aus der DE-AS 2044 669 ist darüber hinaus ein ■ Verfahren zur Rückgewinnung der in den Naßentstaubungsanlagen von Hochöfen und LD-Konvertern anfallenden Schlämmen enthaltenen eisenhaltigen Feststoffe bekannt, bei dem man diese Schlämme absitzen läßt und dekantiert, die erhaltene Mischung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 25 bis 40% filtriert und den Rückstand bei 700 bis 1000⁰C zu einem Granulat mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 13% verarbeitet. Der Feuchtigkeitsgehalt des hierbei erhaltenen Produkts ist jedoch immer noch zu hoch, um eine mühelose und einwandfreie Lagerung und Weiterverarbeitung des Granulats zu gewährleisten, da das Granulat mit der Zeit völlig austrocknet und dabei wieder zu Pulver zerfällt.

Gemäß der DE-OS 2002 654 wird eisenhaltiger Schlamm für den nachfolgenden Einsatz in Sinteranlagen mit etwa 15% feinkörnigem, gebranntem Kalk, eisenhaltigem Staub sowie feinkörnigem oder staubför- eo migem Kohlenstoff versetzt, um zu einem aufbereiteten Gut zu gelangen, das Restfeuchtigkeit aufweist, eine krümelige Struktur mit guter Gasdurchlässigkeit besitzt und feinkörnigen Kohlenstoff enthält. Dieses Produkt ist zwar als Komponente für eine Sintermischung geeignet, nicht jedoch dafür, brikettiert und bei der Erzeugung von Ferrolegierungen wiederverwendet zu Schließlich ist es aus der GB-PS 7 26 243 noch bekannt, schlammartige Stoffe der Pelletisierung zugänglich zu machen, indem man sie zur Herabsetzung ihres Wassergehaltes mit trockenen Feinteilchen versetzt Aber auch hierbei hat das erhaltene Produkt immer noch einen zu hohen Wassergehalt um zu gut handhabbaren und lagerfähigen Briketts verarbeitet zu werden.

Wie vorstehend festgestellt enthalten die bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffe, nämlich das Gemisch aus Staub und Zunder und der Schlamm, eine große Menge an brauchbaren Materialien. Die Abfallstoffe liegen jedoch als fein verteiltes Pulver oder als trabe, schlammartige Flüssigkeit vor, so daß sie fast ausschließlich in dem vorliegenden Zustand belassen werden. Unter diesen Umständen war es bisher wfeischenswert sowohl das Problem der wirkungsvollen Ausnutzung der Abfallstoffe zu lösen, um Rohstoffe einzusparen, als auch die sekundäre Umweltverschmutzung infolge der Bildung von sechswertigen Chromionen zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Verfahrens zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen, mit dem die in den Abfallstoffen enthaltenen nützlichen Metalle auf wirkungsvolle Weise extrahiert und als Rohstoffe bei der Stahlerzeugung wiederverwendet werden können.

Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren zur Aufbereitung von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Schlammkuchen mit 2 bis 15 Gew.-% Wasserader durch Trocknen eines Schlammkuchens mit 30 bis 70 Gew.-% Wasser erhalten worden ist, der wiederum durch Entwässern eines bei der Abbeizbehandlung während der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden aufschlämmungsartigen Abbeizschlamms erhalten worden ist verknetet wird mit einem trockenen Gemisch aus Staub, der bei der Stahlerzeugungsstufe anfällt, und Zunder, der während der Warmwalzstufe anfällt, in einem Kneter, daß die geknetete Masse mit 1 bis 5 Gew.-% eines organischen Bindemittels und gegebenenfalls mit weniger als 5 Gew.-% eines anorganischen Bindemittels, bezogen auf Feststoffanteile, versetzt wird, daß außerdem die verknetete Masse mit Wasser auf einen Wassergehalt von 8 bis 20 Gew.-% eingestellt wird, daß die verknetete Masse in einer Brikettiermaschine zu Briketts verformt wird und daß die Briketts bei einer niedrigen Temperatur erhitzt und die Metallkomponenten als Rohstoff bei der Stahlerzeugung wiederverwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Fließschema, das das konventionelle Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen erlitutert,

F i g. 2 ein Fließschema, das das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen erläutert.

In Fig.2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 die Stahlerzeugungsstufe, bei der ein elektrischer Ofen IA ein Konverter löund eine kontinuierliche Gießvorrichtung IC verwendet werden. 2 bezeichne! die Warmwalzstufe und 3 die Kaltwalzstufe. 4 bezeichnet ein Gemisch aus Staub, der während der Stahlerzeugungsstufe 1 anfällt, und aus Zunder, der während der Warmwalzstufe 2 anfällt, während 5 den Abbeiz-

schlamm bezeichnet, der während der Abbeizbehandlung bei der Kaltwalzstufe 3 erzeugt wird. Mit 6 ist ein Eindicker zum Einengen des Abbeizschlamms 5 bezeichnet, 7 ist die Filterpresse zum Entwässern des in dem Eindicker 6 eingeengten Abbeizschlamms 5. 8 ist ein Trockner zum Trocknen des Schlammkuchens, der durch Entwässern des Abbeizschlamms 5 in der Filterpresse 7 erhalten worden ist, und 9 ist ein Kneter zum Verkneten des in dem Trockner 8 getrockneten Schlammkuchens mit dem Gemisch 4 aus dem Staub der Stahlerzeugungsstufe 1 und dem Zunder der Warmwalzstufe 2.

Das Bezugszeichen 10 bezeichnet ein organisches Bindemittel und 11 ein anorganisches Bindemittel, die beide in den Kneter 9 gegeben werden, wenn der Schlammkuchen aus dem Trockner 8 mit dem Gemisch 4 aus Staub und Zunder verknetet wird.

Das Bezugszeichen 12 bezeichnet die Brikettiermaschine zum Umwandeln der verkneteten Masse in Briketts oder Pellets (im folgenden werden Briketts und Pellets der Einfachheit halber als »Briketts« bezeichnet). 13 ist ein Bandtrockner zum Erhitzen der die Brikettiermaschine verlassenden Briketts auf eine niedrige Temperatur, um sie zu entwässern und ihre mechanische Festigkeit zu erhöhen, und 14 ist ein elektrischer Ofen, in welchen die Briketts nach der Behandlung auf dem Bandtrockner eingegeben werden. Der elektrische Ofen 14 ist von der Art, wie sie üblicherweise zur Erzeugung von Ferrolegierungen verwendet werden.

Das Bezugszeichen 15 bezeichnet ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel, das zum Abtrennen der Metalle 17 aus den Briketts in den elektrischen Ofen 14 eingegeben wird. 16 ist ein Flußmittel, das gegebenenfalls zu demselben Zweck wie das Reduktionsmittel 15 in den elektrischen Ofen eingegeben wird. 18 ist die in dem elektrischen Ofen 14 erzeugte und von dem Metall 17 abgetrennte Schlacke und 19 ist der Schotter, der durch Mahlen der Schlacke 18 zu Teilchen verschiedener Korngröße erhalten worden ist.

Das Verfahren zum Aufbereiten von Abfallstoffen, das die vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Stufen umfaßt, wird nachstehend im einzelnen erläutert.

Rohstoffe mit vorgegebener Zusammensetzung werden in den elektrischen Ofen \A der Stahlerzeugungsstufe 1 eingegeben und in diesem geschmolzen und danach in dem Konverter Iß entkohlt und gefrischt. Das gefrischte Material wird in der kontinuierlichen Gießvorrichtung 1 Czu Blöcken vergossen.

Bei der Stahlerzeugungsstufe entsteht Staub in einer Menge von etwa 3%, bezogen auf die Menge des erzeugten Rohstahls. In diesem Fall wird üblicherweise zum Sammeln des Staubes in trockener Form ein Filterbeutel verwendet

Die die kontinuierliche Gießvorrichtung IC verlassenden Blöcke werden in der Wartnwalzstufe 2 zu einem warmen Walzgut gewalzt Der auf der Oberfläche der Blöcke während der Warmwalzstufe 2 gebildete Zunder wird durch Hochdruckwasser entfernt Bei dieser Warmwalzstufe 2 beträgt die Menge des gebildeten Zunders etwa 03% der Ausbeute an Blöcken. Das in dem Zunder enthaltene Wasser kann leicht aus diesem abgetrennt werden, und wenn der Zunder deshalb so belassen wird, wie er ist, wird sein Wassergehalt auf weniger als 10 Gew.-% herabgesetzt Folglich kann der Zunder, genauso wie der während der Stahlerzeugungsstufe 1 gebildete Staub, als ein trockener Stoff behandelt werden. Der Zunder wird mit dem Staub zu dem Gemisch 4 vermischt, welches dann in den Kneter 9 eingegeben wird.

Das warme Walzgut aus der Warmwalzstufe 2 wird der Kaltwalzstufe 3 zugeführt, in welcher es kaltgewalzt

■5 wird. Vor dieser Kaltwalzstufe 3 wird eine Beizbehandlung und danach eine Glühbehandlung vorgenommen.

Bei dieser Abbeizbehandlung wird der aufschlämmungsartige Abbeizschlamm 5 gebildet, der dann dem Eindicker 6 zugeführt wird. Die Aufschlämmungskonzentration des Abbeizschlamms 5 beträgt etwa 1 Gewichtsprozenl. Der Schlamm 5 wird in dem Eindicker 6 eingeengt, indem gegebenenfalls ein Fällmittel zum Erhöhen der Aufschlämmungskonzentration von etwa 1 Gew.-% auf 5 bis 10 Gew.-% zugesetzt wird. Der derart

!5 eingeengte Schlamm wird in die Filterpresse 7 gegeben, wo der eingeengte Schlamm zu einem Schlammkuchen mit 30 bis 70 Gew.-% Wasser entwässert wird. Der so erhaltene Schlammkuchen wird in den Trockner 8 übergeführt, indem der Schlammkuchen mit Hilfe eines Mineralölbrennstoffes bei niedriger Temperatur getrocknet wird, bis der Wassergehalt 2 bis 15 Gew.-% erreicht.

Der Wassergehalt des Abbeizschlamms ist aus den folgenden Gründen auf 30 bis 70 Gew.-% beschränkt: Es ist notwendig, den Wassergehalt des Abbeizschlamms so niedrig wie möglich zu halten, um den Brennstoffverbrauch in der nachfolgenden Trockenstufe möglichst wirtschaftlich zu gestalten. Allerdings ist es schwierig, wegen der Größe und der Form der festen Rohmaterialteilchen den Wassergehalt des Schlamms durch mechanische Mittel auf weniger als 30 Gew.-% herabzusetzen. Wenn dagegen der Wassergehalt 70 Gew.-% überschreitet, wird in der nachfolgenden Trockenstufe eine zu große Brennstoffmenge verbraucht, was aus Wirtschalftlichkeitsgründen nicht zu vertreten ist.

Weiterhin ist der Wassergehalt des den Trockner verlassenden Schlammkuchens aus den folgenden Gründen auf 2 bis 15 Gew.-% beschränkt: Um den Wassergehalt des Schlammkuchens auf weniger als 2 Gew.-°/o zu bringen, müßte die Kapazität des Trockners vergrößert und die Menge an erforderlichem Brennstoff erhöht werden, so daß die Betriebskosten unangemessen ansteigen würden, und das gebildete trockene Pulver würde leicht verstäuben.

Wenn dagegen der Wassergehalt des Schlammkuchens 15 Gew.-% überschreitet, würde ein derart großer Wassergehalt die nachfolgende Brikettierung erschweren.

so Der 2 bis 15 Gew.-% Wasser enthaltende und den Trockner 8 verlassende Schlammkuchen wird gleichzeitig mit dem vorstehend genannten Gemisch 4 aus Staub und Zunder in den Kneter 9 übergeführt In diesen werden auch das organische Bindemittel 10 und gegebenenfalls ein anorganisches Bindemittel 11 eingegeben, die zur Ausbildung von Briketts aus der gekneteten Masse erforderlich sind.

Das organische Bindemittel 10 wird in den Kneter 9 eingegeben, damit die mechanische Festigkeit der Briketts erhöht wird. Beispiele für organische Bindemittel sind Papierbreiäbwasser, Melasse, Teeremulsion, Carbox ymeth yteeTIulose (GMC) u. dgl.

Das anorganische Bindemittel 11 wird in den Kneter 9 eingegeben, um die mechanische Festigkeit der Briketts bei hohen Temperaturen zu erhöhen, wenn diese zum Raffinieren von Ferrolegierungen verwendet werden. Beispiele für anorganische Bindemittel sind Bentonit Pozzolan u. dgl.

Die Menge an in den Kneter 9 eingegebenen organischen Bindemittel 10 kann 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Menge an wasserfreien Feststoffen in der gekneteten Masse, betragen. Die Menge an eventuell in den Kneter 9 eingegebenen anorganischen ^r> Bindemittel kann unter 5 Gew.-% liegen, bezogen auf die Menge an wasserfreien Feststoffen in der gekneteten Masse.

Das organische Bindemittel 10 bewirkt die ausreichende Bindung der Briketts. Die Menge an organischem Bindemittel 10 ist aus den folgenden Gründen auf 1 bis 5 Gew.-% beschränkt: Wenn die Menge an organischem Bindemittel unter I Gew.-% liegt, sind die Briketts nicht fest genug verbunden. Wenn dagegen die Menge an organischem Bindemittel 5 Gew.-°/o überschreitet, wird zwar die mechanische Festigkeit der Briketts etwas größer, jedoch steigen auch die Betriebskosten. Außerdem werden dann Verunreinigungen eingeschleppt.

Das anorganische Bindemittel 11 dient zum Erhöhen der mechanischen Festigkeit der Briketts. Die Menge an anorganischem Bindemittel ist aus den folgenden Gründen auf weniger als 5 Gew.-% beschränkt: Wenn die Menge an anorganischem Bindemittel 5 Gew.-% überschreitet, wird die mechanische Festigkeit nicht mehr nennenswert erhöht, aber die Betriebskosten steigen an und Verunreinigungen werden eingeschleppt.

Es ist notwendig, daß in dem Kneter 9 das organische Bindemittel 10 und gegebenenfalls das anorganische Bindemittel 11 innig mit der gekneteten Masse verknetet werden, wobei der Wassergehalt der verkneteten Masse auf 8 bis 20 Gew.-°/o einzustellen ist, damit in der nächsten Stufe die Briketts ausgeformt werden können.

Wenn der Wassergehalt der verkneteten Masse auf 8 bis 20 Gew.-% eingestellt wird, ist ein optimales Verkneten möglich, und die Masse erhält solche Kucheneigenschaften und Härte, daß sie sich leicht zu Briketts verformen läßt.

Der Wassergehalt der verkneteten Masse ist aus den folgenden Gründen auf 8 bis 20 Gew.-°/o einzustellen: Wenn der Wassergehalt der verkneteten Masse unter 8 Gew.-% liegt, werden die erhaltenen Briketts leicht brüchig. Wenn dagegen der Wassergehalt der verkneteten Masse 20 Gew.-°/o überschreitet, ist die Oberfläche der verkneteten Masse mit Wasser verschmiert so daß es Schwierigkeiten bereitet, die verknetete Masse aus der Brikettform herauszulösen.

Die verknetete Masse, die in dem Kneter 9 hinreichend verknetet worden ist und aus dem Gemisch aus Staub, Zunder, Schlamm, organischem Bindemittel und gegebenenfalls zugesetztem anorganischem Bindemittel besteht, wird einer Brikettiermaschine 12 zugeführt in der sie unter einem Druck von 1000 bis 4000 kg/cm² za Briketts verformt wird. Die die Brikettiermaschine 12 verlassenden Briketts enthalten 8 bis 20 Gew.-% Wasser und haben eine geringe Quetschfestigkeit, so daß sie auf dem Bandtrockner 13 auf eine niedrige Temperatur erhitzt werden, damit der Wassergehalt herabgesetzt und die Quetschfestigkeit erhöht wird. Der Wassergehalt der Briketts erreicht durch das niedertemperaturige Erhitzen auf dem Bandtrockner 13 weniger als 5 Gew.-% und die Quetschfestigkeit liegt dann in der Größenordnung von 50kg/EinheiL

Diese Briketts können als Rohstoff bei der Herstellung von Ferrolegierungen verwendet werden.

Außerdem werden die den Bandtrockner 13 verlas

senden Briketts zusammen mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel 15 und gegebenenfalls einem Flußmittel 16 einem elektrischen Ofen 14 zugeführt, indem die in den Briketts enthaltenen Metalloxide zu den jeweiligen Metallen 17, wie Chrom, Nickel, Eisen u .dgl. reduziert werden.

Beispiele für kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel 15 sind Holzkohle, Koks u. dgl.

Beispiele für das Flußmittel 16 sind Quarz, Ätzkalk u. dgl.

In dem elektrischen Ofen 14 wird die Reduktion in derselben Weise bewirkt wie bei dem konventionellen Verfahren zur Herstellung von Ferrolegierungen.

In dem elektrischen Ofen 14 werden die Metalle 17 von der Schlacke 18 getrennt und aus dem Ofen abgezapft.

Das in dem elektrischen Ofen 14 durch Reduktion gewonnene Metall 17 ist eine Nickel-Chrom-Ferrolegierung mit einem Kohlenstoffgehalt in der Größenordnung von 3 Gew.-%, so daß dieses Metall 17 als ein nützlicher Rohstoff bei der Stahlerzeugung wiederverwendet werden kann.

In der Schlacke 18 war kein sechswertiges Chrom nachzuweisen und sie hat eine große Härte und mechanische Festigkeit, so daß sie zu Teilchen verschiedener Korngröße vermählen und als Schotter 19 verwendet werden kann.

Wie vorstehend erläutert, kann bei dem Verfahren zum Aufbereiten von Abfallstoffen gemäß der Erfindung ein Abfallstoff behandelt werden, der als fein verteiltes Pulver oder als trüber Schlamm vorliegt und deshalb extrem schwierig so zu behandeln ist, daß die in dem Abfallstoff enthaltenen nützlichen Metalle extrahiert werden, damit diese Metalle als brauchbare Rohstoffe bei der Stahlerzeugung wiederverwendet werden können. Die Erfindung zeigt deshalb einen wirtschaftlichen Weg auf, die Kosten bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl durch ein Verfahren zu senken, das einfach durchzuführen ist und vollständig automatisch ablaufen kann. Außerdem wird durch das erfindungsgemäße Verfahren die Umweltverschmutzung unterbunden, die durch in dem Abfallstoff enthaltene sechswertige Chromionen verursacht wird, indem die von dem Metall abgetrennte Schlacke unschädlich gemacht wird und folglich als Schotter verwendet werden kann. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren bemerkenswert rohstoffsparsam und umweltfreundlich, so daß es eine erhebliche Bereicherung für die einschlägige Technik bedeutet

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Durchführungsbeispiels näher erläutert

Beispiel

Es wurde von einem Abfallstoff ausgegangen, der aus einem Gemisch aus Staub, gebildet bei der StäWIerzeugungsstufe, und Zunder, gebildet bei der Wannwalzstufe einerseits, und dem Abbeizschlamm andererseits bestand, um die Metalle daraus auf die erfindungsgemäße Weise zu extrahieren.

In der folgenden Tabelle 1 sind der Wassergehalt und die chemische Zusammensetzung des Gemisches aus Staub und Zunder sowie der Wassergehalt und die chemische Zusammensetzung des durch Entwässern des Abbeizschlamms mit Hilfe des Eindickers und der Filterpresse erhaltenen Schlammkuchens angegeben.

809 647/360

Tabelle 1

Wassergehalt

(Gew.-%) Cr

Chemische Zusammensetzung*) (%)

Gesamt- Gesamt- Gesamt- CaO S1O2 MgO AIjOj Rest

Ni

Fe

Gemisch aus Staub
und Zucker
Schlammkuchen

3,2

8,85

1,61

37,0 9,28 6,03

9,0

1,18

54,6 9,66 1,49 37,6 10,0 3,32 0,29 2,35

*) Chemische Zusammensetzung in Gew.-°/o, bezogen auf das Trockengewicht mit Ausnahme des Wassergehalts.

11,09 19,63

Gesamt-Cr, Gesamt-Ni und Gesamt-Fe sind die Gesamtmengen an Cr, Ni und Fe, die in den jeweiligen Oxiden enthalten sind.

Der Rest in der Summe der chemischen Zusammensetzung ergibt sich durch die Sauerstoffmenge, die in den Oxiden enthalten ist.

Der Schlammkuchen mit dem in der vorstehenden Tabelle 1 angegebenen Wassergehalt und chemischen Zusammensetzung wurde in einem Drehrohrofen mit den in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Abmessungen bei einer Atmosphäre getrocknet, deren Temperatur im Zentrum 350° C betrug, um zu einem Schlammkuchen mit einem Wassergehalt von 3,5 Gew.-% zu gelangen.

Tabelle 2

Innerer Durchmesser des Drehrohrofens (mm) 600 Äußerer Durchmesser des Drehrohrofens (mm) 800
Länge des Drehrohrofens (mm) 4 600
Anzahl der Umdrehungen des Drehrohrofens (UpM) 3,4 Versuch Nr. 1

Versuch Nr. 2

Das Gemisch aus Staub und Zunder mit dem Wassergehalt und der chemischen Zusammensetzung, wie sie in Tabelle 1 angegeben sind, und der Schlammkuchen mit dem Wassergehalt von 3,5 Gew.-% wurden in einen Kneter übergeführt und in diesem verknetet, wobei Sulfitablauge als organisches Bindemittel, Bentonit als anorganisches Bindemittel und außerdem Wasser zugesetzt wurde, um eine verknetete Masse zu erhalten. Die so erhaltene verknetete Masse wurde in einer Brikettiermaschine zu Briketts verformt. Das Verkneten und das Brikettieren erfolgten unter den in der folgenden Tabelle 3 angegebenen Bedingungen.

Tabelle 3

Versuch
Nr. 1

Menge an zugesetztem Wasser 126 118

(kg)

Preßdruck (kg/cm*) 3,000 3,000

*) Der Anteil des eingesetzten Rohmaterials bestimmt den Anteil des Rohmaterials, das kein Wasser enthält.

Die so ausgeformten Briketts wurden auf einem Bandtrockner unter Bedingungen getrocknet, wie sie in der folgenden Tabelle 4 angegeben sind. Die erhaltenen trockenen Briketts hatten die ebenfalls in Tabelle 4 angegebene Quetschfestigkeit.

Tabelle 4

40

45

50

Versuch Nr. 2 Versuch Nr. 1

Versuch Nr. 2

80

Schichtdicke der Briketts
während der Trocknung (mm)
Temperatur der Atmosphäre (⁰C) 330 Trocknungszeit (min) 60

Oberflächentemperatur der 85

Briketts nach dem Trocknen ("C) Quetschfestigkeit der Briketts
nach dem Trocknen und natürlicher Abkühlung (kg/Einheit)

>55

100

350

60

80

>50

Menge an eingesetztem Roh- 1,150 1,100

material·) (kg) ,

Menge an zugesetztem 32£ - 33,0

Beritohit(kg)

Menge ah zugesetztem Papier- 34,8 33,9

breiabwasser (kg)

Tabelle«

Die getrockneten Briketts der Versuche 1 und 2 wurden miteinander vermischt. Das so erhaltene Gemisch wurde zusammen mit Quarz als Flußmittel und Koksgrus als kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel in einem Jirod-Ofen mit den in der folgenden Tabelle 5 angegebenen Abmessungen eingegeben, in dem trocken und reduzierend gefrischt wurde unter Bedingungen, die in der folgenden Tabelle 6 angegeben sind. Die Ausbeuten an den erhaltenen Metallen sind ebenfalls in Tabelle 6 angegeben.

Tabelle 5

Transformatorkapazität (KVA) 55 Innerer Durchmesser des Ofens

(obererTeü)(mm) 350 Innerer Durchmesser des Ofens

(unterer Teil) (mm) 250

Innere Tiefe des Ofens (mm) 350

Sekündätspännung(V) 27,5

Sekundärstromstärke<A) 1820

Menge an eingesetzten Briketts (kg)

Menge an eingesetztem Quarz (kg)

Menge an eingesetztem Koksgrus (kg) Elektrische Energie Metallausbeute kWh/(Metall - Tonne) Fe Ni

Cr

345

99,6

98,6

85,1

Das erhaltene Metall und die erhaltene Schlacke hatten die in den Tabellen 7 bzw. 8 angegebenen Zusammensetzungen.

Tabelle 7 Tabelle 8

FeO CnOj CaO

MgO Si02

AI2O3 Rest (o/o) (%)

C	Si	Mn	P	S	Ni	Cr	Fe und
							Rest
(%)	(0/0)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(0/0)

4,, 2 3,62 1,06 0,067 0,063 2,97 14,85 73,25 2,31 3,95 32,11 9,84 34,01 6,02 11.76

Wie aus der vorstehenden Tabelle 6 hervorgeht, gewährleisten die erfindungsgemäßen Maßnahmen, daß brauchbare Metalle, wie Fe, Ni und Cr in so hohen Ausbeuten, wie 99,6%, 98,6% bzw. 85,1%, zurückgewonnen werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

L Verfahren zum Aufbereiten von bei der Erzeugung von rostfreiem Stahl anfallenden Abfallstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß ein s 2 bis 15 Gew.-% Wasser enthaltender" und durch Trocknen eines Schlammkuchens mit einem Wassergehalt von 30 bis 70 Gew--%, der durch Entwässern eines beider Beizbehandlung vor einer Kaltwalzstufe anfallenden aufschlämmungsartigen Beizschlämms erhalten worden ist, erhaltener Schlammkuchen mit dem trockenen Gemisch aus bei der Stahlerzeugungsstufe anfallendem Staub und bei der Warmwalzstufe anfallendem Zunder in einem Kneter zu einer verkneteten Masse verarbeitet wird, daß 1 bis 5 Gew.-% eines organischen Bindemittels und Wasser und gegebenenfalls weniger als 5 Gew-% eines anorganischen Bindemittels, bezogen auf die Feststoffbestandteile des Gemisches aus Staub, Zunder und Schlammkuchen, zu der verkneteten Masse, zugesetzt werden, wobei der Wassergehalt der verkneteten Masse auf 8 bis 20 Gew.-% eingestellt wird, daß die verknetete Masse in einer Brikettiermaschine zu Briketts verformt wird und daß die Briketts bei niedriger Temperatur erhitzt und als Rohstoff bei der Erzeugung von Ferrolegierungen wiederverwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Briketts zum reduzierenden Frischen zum Extrahieren der Metallkomponenten aus den Briketts und zum Überführen der Metallkomponenten in ein als Rohstoff bei der Stahlerzeugung wiederverwendbare Form zusammen mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel und gegebenenfalls einem Flußmittel in einen elektrisehen Ofen eingebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Bindemittel Sulfitablauge, Melasse, Teeremulsion oder Carboxymethylcellulose ist
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Bindemittel Bentonit oder Pozzolan ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verknetete Masse unter einem Druck von 1000 bis 4000 kg/cm² zu Briketts verformt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Briketts in der Weise auf eine niedrige Temperatur erhitzt werden, daß sie einen Wassergehalt von weniger als 5 Gew.-% und eine Quetschfestigkeit in der Größenordnung von 50 kg/ Einheit erreichen.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel Holzkohle oder Koks ist.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel Quarz oder Ätzkalk ist.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierende Frischen in der Weise durchgeführt wird, daß eine Nickel-Chrom-Ferrolegierung mit einem Kohlenstoffgehalt in der Größenordnung von 3 Gew.-°/o erhalten wird.