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Title:
METHOD FOR REMOVING CHROME AND/OR NICKEL FROM LIQUID SLAGS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/055461
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for removing chrome and/or nickel from liquid slags, or slag mixtures, whereby the liquid slag is charged onto a metal bath, in particular an Fe-bath, and reduced, by contacting with carbon, or a carbon support. The introduction of carbon into the metal bath is carried out in order to reduce the Cr and Ni oxide content of the slag, to a value between 0.8 wt. % and 0.2 wt. %.On reaching the predetermined Cr oxide content of the slag, reducing agents with greater reducing potential, for example, Al, Ca, Si, Fe-Si or Ca-Si are added to reduce the Cr and Ni oxide content to below 0.15 wt. %, preferably below 0.08 wt. %.

Inventors:
EDLINGER ALFRED (AT)
Application Number:
PCT/AT2001/000012
Publication Date:
August 02, 2001
Filing Date:
January 18, 2001
Export Citation:
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Assignee:
HOLDERBANK FINANC GLARUS (CH)
EDLINGER ALFRED (AT)
International Classes:
C04B5/00; C04B5/06; C21B3/06; C21C5/36; C21C5/54; C22B5/04; C22B7/04; (IPC1-7): C22B7/04; C21C5/54; C21B3/06; C22B5/04; C04B5/00
Domestic Patent References:
WO1997046717A11997-12-11
Foreign References:
EP0770149B11999-01-20
FR2121603A11972-08-25
DE2307237A11973-08-23
Other References:
DATABASE WPI Section Ch Week 197846, Derwent World Patents Index; Class M24, AN 1978-83163A, XP002165647
Attorney, Agent or Firm:
Haffner, Thomas M. (Schottengasse 3a Wien, AT)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zum Entchromen und/oder Entnickeln von flüssigen Schlacken oder Schlackengemischen, bei welchem die flüssige Schlacke auf ein Metallbad, insbesondere FeBad, aufgegeben und durch Einbringen von Kohlenstoff oder Kohlenstoffträgern redu ziert wird, dadurch gekennzeichnet, da der Kohlenstoffeintrag in das Metallbad bis zu einer Abnahme des Crund/oder NiOxid gehaltes der Schlacke auf einen Wert zwischen 0, 8 Gew. % und 0, 2 Gew. % vorgenommen wird und da bei Erreichen des vorgegebe nen CrOxidgehaltbereiches der Schlacke Reduktionsmittel mit höherem Reduktionspotential, wie z. B. Al, Ca, Si, FeSi oder Ca Si, zur Absenkung des Crund/oder NiOxidgehaltes auf unter 0, 15 Gew. %, vorzugsweise unter 0, 08 Gew. %, zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da der FeSiZusatz in Mengen zwischen 3 und 15 kg/t Schlacke, vorzugs weise 6 bis 10 kg/t Schlacke, erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da das Bad nach der Zugabe der Reduktionsmittel mit höherem Reduk tionspotential mit Inertgas gespült wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, da die erste carbothermische Reduktion über einen Zeitraum von 15 bis 30 min. und die zweite Reduktion über einen Zeitraum von 3 bis 10 min. durchgeführt wird.
Description:
Verfahren zum Entchromen und/oder Entnickeln von flüssiaen Schlacken Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entchromen und/oder Entnickeln von flüssigen Schlacken oder Schlackenge- mischen und Stäuben, bei welchem die flüssige Schlacke auf ein Metallbad, insbesondere Fe-Bad, aufgegeben und durch Einbringen von Kohlenstoff oder Kohlenstoffträgern reduziert wird.

Flüssige Stahlwerksschlacken aus der Edelstahl-oder Ferrochrom- herstellung enthalten je nach ihrer Herkunft und insbesondere je nach dem Anteil und der Zusammensetzung der bei der Stahlher- stellung eingesetzten Schrottzusätze in erster Linie relativ hohe Chromoxidgehalte. Auch Manganoxide werden in relativ hoher Menge beobachtet. Bei bestimmten Stahlschlacken werden auch relativ hohe Nickel-und relativ hohe Vanadiumgehalte beobach- tet. Im Falle von Stahlschlacken mit relativ hohen Vanadiumge- halten wurde in der EP 770 149 bereits vorgeschlagen nach einem ersten Reduktionsproze unter Einsatz von Kohlenstoffträgern in einem gesondert nachgeschalteten Reduktionskonverter Vanadium unter Verwendung von Reduktionsmitteln mit höherem Reduktions- potential rückzugewinnen. Zu diesem Zweck wurde zunächst das gesamte Chrom und Mangan carbothermisch reduziert, wofür die Schlacke über einem Metallbad, in welches Kohlenstoffträger, wie beispielsweise Methangas eingeleitet wurden, über einen längeren Zeitraum behandelt wurde. Ein nicht unerheblicher Anteil des Kohlenstoffeintrages wurde aufgrund der vorgeschlagenen relativ langen Behandlungsdauer zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperaturen verbraucht.

Die Verwendung eines gesonderten und in der Regel auch gesondert zu beheizenden Reduktionsreaktors für die Abtrennung von Vana- dium gestaltet sich naturgemä nur dann wirtschaftlich, wenn Vanadium in entsprechend hoher Menge vorliegt, soda die Wirt- schaftlichkeit aus dem Wert des rückgewonnenen Vanadiums resul- tiert. Wenn in erster Linie ein weitestgehendes Entchromen von Stahlschlacken bezweckt werden soll, ergeben sich bei der

bekannten Verfahrensweise relativ lange Behandlungszeiten und dadurch relativ hohe thermische Verluste.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, da auch dann, wenn wirtschaftliche Gutschriften durch Rückgewinnung von teuren metallischen Rohstoffen nicht erzielt werden können, eine siche- re Entchromung unter gleichzeitiger Herabsetzung der gesamten Behandlungszeit erzielt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemä e Verfahren im wesentlichen darin, da der Kohlenstoffeintrag in das Metallbad bis zu einer Abnahme des Cr-und/oder Ni-Oxidgehaltes der Schlacke auf einen Wert zwischen 0, 8 Gew. % und 0, 2 Gew. % vorgenommen wird und da bei Erreichen des vorgegebenen Cr-Oxidgehaltbereiches der Schlacke Reduktionsmittel mit höherem Reduktionspotential, wie z. B. Al, Ca, Si, Fe-Si oder Ca-Si, zur Absenkung des Cr-und/oder Ni- Oxidgehaltes auf unter 0, 15 Gew. %, vorzugsweise unter 0, 08 Gew. %, zugesetzt wird. Das erfindungsgemä e Verfahren wird somit unter Verwendung lediglich eines Konverters durchgeführt, wobei dadurch, da die carbothermische Reduktion unter Einsatz von Kohlenstoffträgern, wie z. B. Kohlenwasserstoffen bereits zu einem Zeitpunkt abgebrochen wird, zu welchem die Schlacke noch einen relativ hohen und in der Regel inakzeptablen Chrom-oder Ni-Oxidgehalt aufweist, soda derartige Schlacken nicht unmittelbar als Zementzumahlstoffe eingesetzt werden können, die Behandlungszeit bis zu diesem Zeitpunkt wesentlich herabgesetzt wird und dadurch, da bei Erreichen eines derartig vorde- finierten relativ hohen Chrom-und/oder Ni-Oxidgehaltes nunmehr unmittelbar im gleichen Konverter Reduktionsmittel mit höherem Reduktionspotential zugesetzt werden, gelingt es, das Verfahren in relativ kurzer Zeit abzuschlie en und den Chrom-und/oder Ni- Oxidgehalt sicher unter die vorgegebenen Grenzwerte zu führen. Mit einer derartigen stufenweisen Reduktion gelingt es naturgemä auch andere Edelstahlbegleitelemente, wie z. B. Mo oder Vanadium, auf unkritische Werte in den Schlacken abzu- senken.

Mit Vorteil wird im Rahmen des erfindungsgemä en Verfahrens hie- bei so vorgegangen, da der Fe-Si-Zusatz in Mengen zwischen 3 und 15 kg/t Schlacke, vorzugsweise 6 bis 10 kg/t Schlacke, erfolgt. Sofern weitere mit derartigen Reduktionsmitteln redu- zierbare Substanzen in der Schlacke enthalten waren, wie bei- spielsweise Vanadiumoxid, Manganoxid, Nickeloxid oder Molybdän- oxid, werden diese naturgemä in dieser Verfahrensstufe gleich- zeitig in das Bad reduziert.

Die im Anschlu an die carbothermische Reduktion entstandene reduzierte Schlacke reagiert mit dem anschlie end eingebrachten Reduktionsmittel relativ langsam, wobei die Geschwindigkeit der Reaktion und insbesondere die Reduktionskinetik dadurch wesent- lich verbessert werden kann, wenn, wie es einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens entspricht, das Bad nach der Zugabe der Reduktionsmittel mit höherem Reduktionspotential mit Inert- gas gespült wird. Durch die Rührwirkung des eingebrachten Inert- gases, welches beispielsweise Stickstoff oder Argon sein kann, wird die Reaktion wesentlich beschleunigt, soda mit überaus kurzen Behandlungszeiten zur Erzielung der gewünschten Chrom- oxidendgehalte das Auslangen gefunden werden kann.

Insgesamt wird in besonders vorteilhafter Weise so vorgegangen, da die erste carbothermische Reduktion über einen Zeitraum von 15 bis 30 min. und die zweite Reduktion über einen Zeitraum von 3 bis 10 min. durchgeführt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spieles näher erläutert.

Ausführungsbeispiel In einem Konverter wurden auf 10 t Roheisen 3 t einer Schlacke mit der nachfolgenden Richtanalyse im flüssigen Zustand char- giert : Stahlschlacke Gew. % CaO 47, 8 Si02 26, 3 A1203 5, 9 Ego8, 9 TiO2 1, 3 FeO 1, 7 MnO 1, 4 Cr2O3 6,7

Die Metalloxidgehalte wurden anschlie end durch gleichzeitiges Einbringen von Kohle und Sauerstoff auf die nachfolgenden Gehalte abgesenkt : Metalloxidgehalte nach carbothermischer Reduktion Gew. % FeO 1, 1 MnO 0, 8 Cr2O3 0,3

Im Anschlu erfolgte die Zugabe von 30 kg Ferrosilizium und die Spülung des Bades mit 55 Nm3 Stickstoff über einen Zeitraum von 5 min. Die Reduktionswirkung des im Eisenbad gelösten Siliziums ergab folgende Schlackenendzusammensetzung : Schlacke nach starker Reduktion Gew. % CaO 41, 6 Si02 35, 1 Al2O3 12, 8 Ego7, 5 Ti02 1, 1 FeO 0, 8 MnO 0,4 Cr2030, 07

Die gesamte zweistufige Reduktion konnte in einem Konverter durchgeführt werden, wobei ausgehend von einem Chromoxidgehalt von 6, 7 Gew. % am Ende der carbothermischen Reaktion ein Chrom- oxidgehalt von 0, 3 Gew. % nach einer Behandlungsdauer von 20 min. gefunden wurde. Bei der anschlie enden silikothermischen Reduktion über einen Zeitraum von 5 min. gelang es den Chrom- oxidgehalt von 0, 3 Gew. % auf 0, 07 Gew. % abzusenken. Aufgrund der relativ kurzen Behandlungsdauer konnten die thermischen Verluste wesentlich herabgesetzt werden und der Einsatz an Kohlenstoff- trägern in höherem Ma e zur Reduktion genützt werden.