Pyrometallurgische Aufarbeitungsoptionen für basische Wälzschlacke

Dieter Offenthaler

Pyrometallurgische Aufarbeitungsoptionen für basische Wälzschlacke

Translated title of the contribution: Pyrometallurgical treatment options for basic Waelz slag

Dieter Offenthaler

Chair of Nonferrous Metallurgy (520)

Research output: Thesis › Doctoral Thesis

Abstract

This PhD thesis investigates two pyrometallurgical treatment ways for basic Waelz slag. In the first case the Waelz slag is smelted together with retort residues in an autothermic converter process. During the smelting process most of the Zn, Pb and S from the input materials is fumed into a flue dust, so that the remaining slag shows an excellent leaching behaviour. Due to the fact that this treatment route is completely new, the experimental investigations mainly focused on the principal feasibility of the process with the aim to prove the autothermic process operation and define the necessary parameters for it. In addition to this a mass and energy balancing of the process was done. The second treatment process deals with the reduction of Waelz slag on a carbon containing iron bath. Within the associated laboratory trials the reduction behaviour of the various slag components was characterized as a function of time as well as during a continuous slag reduction. Based on these results a mass and energy balance for the whole process chain covering both the Waelz kiln and the slag reduction unit was calculated with the aim to identify possible fields for optimization. In this context it turned out that the installation of a slag reduction unit requires major changes in the operation mode of the kiln as for example a stop of the SDHL process, a reduced CaO addition, a carbon source which is almost free from sulphur and the installation of an additional burner at the kiln end.

Translated title of the contribution	Pyrometallurgical treatment options for basic Waelz slag
Original language	German
Qualification	Dr.mont.
Supervisors/Advisors	Friedrich, Karl Bernhard, Assessor B (external), External person Antrekowitsch, Helmut, Assessor A (internal)
Publication status	Published - 2010

Bibliographical note

embargoed until 02-05-2015

Keywords

Waelz slag slag reduction mass and energy balancing autothermal smelting retort residue Waelz process

Cite this

@phdthesis{29c7bb50b28047a4a412a96dcd6cebeb,

title = "Pyrometallurgische Aufarbeitungsoptionen f{\"u}r basische W{\"a}lzschlacke",

abstract = "Die Dissertation befasst sich mit der pyrometallurgischen Aufarbeitung basischer W{\"a}lzschlacke und untersucht in diesem Zusammenhang zwei m{\"o}gliche Aufarbeitungswege. Im ersten Fall wird die W{\"a}lzschlacke gemeinsam mit R{\"a}umasche in einem autothermen Prozess inertisierend eingeschmolzen, wobei gleichzeitig ein Gro{\ss}teil der in den Reststoffen enthaltenen Zn-, Pb- und S-Inhalte verfl{\"u}chtigt, sodass die erschmolzene Schlacke {\"u}ber eine ausgezeichnete Eluatstabilit{\"a}t verf{\"u}gt. Die Durchf{\"u}hrbarkeit dieses Prozesses wurde im Rahmen der Arbeit durch experimentelle Untersuchungen nachgewiesen. Zus{\"a}tzlich erfolgte eine Massen- und Energiebilanzierung des Verfahrens. Der zweite untersuchte Verfahrensweg behandelt die Reduktion von W{\"a}lzschlacke auf einem kohlenstoffh{\"a}ltigen Eisenbad. Hierzu wurde in Laborversuchen das zeitabh{\"a}ngige Reduktionsverhalten der unterschiedlichen Schlackenkomponenten sowie deren Verhalten bei einer kontinuierlichen Schlackenreduktion untersucht. Darauf aufbauend erfolgte im Anschluss eine Massen- und Energiebilanzierung der Gesamtprozesskette W{\"a}lzrohr und Reduktionsaggregat mit dem Ziel diese zu optimieren. Dabei zeigte sich, dass die Implementierung einer Schlackenreduktion sinnvollerweise nur mit einer ge{\"a}nderten W{\"a}lzprozessfahrweise durchzuf{\"u}hren ist, welche unter anderem einen reduzierten Kalksatz, den Entfall des SDHL-Verfahrens, die Verwendung eines anderen, schwefelarmen Kohlenstofftr{\"a}gers sowie die Installation eines Zusatzbrenners am Ofenaustrag verlangt.",

keywords = "Waelz slag slag reduction mass and energy balancing autothermal smelting retort residue Waelz process, W{\"a}lzschlacke Schlackenreduktion Massen- und Energiebilanzierung autothermes Schmelzen R{\"a}umasche W{\"a}lzprozess",

author = "Dieter Offenthaler",

note = "gesperrt bis 02-05-2015",

year = "2010",

language = "Deutsch",

}

TY - THES

T1 - Pyrometallurgische Aufarbeitungsoptionen für basische Wälzschlacke

AU - Offenthaler, Dieter

N1 - gesperrt bis 02-05-2015

PY - 2010

Y1 - 2010

N2 - Die Dissertation befasst sich mit der pyrometallurgischen Aufarbeitung basischer Wälzschlacke und untersucht in diesem Zusammenhang zwei mögliche Aufarbeitungswege. Im ersten Fall wird die Wälzschlacke gemeinsam mit Räumasche in einem autothermen Prozess inertisierend eingeschmolzen, wobei gleichzeitig ein Großteil der in den Reststoffen enthaltenen Zn-, Pb- und S-Inhalte verflüchtigt, sodass die erschmolzene Schlacke über eine ausgezeichnete Eluatstabilität verfügt. Die Durchführbarkeit dieses Prozesses wurde im Rahmen der Arbeit durch experimentelle Untersuchungen nachgewiesen. Zusätzlich erfolgte eine Massen- und Energiebilanzierung des Verfahrens. Der zweite untersuchte Verfahrensweg behandelt die Reduktion von Wälzschlacke auf einem kohlenstoffhältigen Eisenbad. Hierzu wurde in Laborversuchen das zeitabhängige Reduktionsverhalten der unterschiedlichen Schlackenkomponenten sowie deren Verhalten bei einer kontinuierlichen Schlackenreduktion untersucht. Darauf aufbauend erfolgte im Anschluss eine Massen- und Energiebilanzierung der Gesamtprozesskette Wälzrohr und Reduktionsaggregat mit dem Ziel diese zu optimieren. Dabei zeigte sich, dass die Implementierung einer Schlackenreduktion sinnvollerweise nur mit einer geänderten Wälzprozessfahrweise durchzuführen ist, welche unter anderem einen reduzierten Kalksatz, den Entfall des SDHL-Verfahrens, die Verwendung eines anderen, schwefelarmen Kohlenstoffträgers sowie die Installation eines Zusatzbrenners am Ofenaustrag verlangt.

AB - Die Dissertation befasst sich mit der pyrometallurgischen Aufarbeitung basischer Wälzschlacke und untersucht in diesem Zusammenhang zwei mögliche Aufarbeitungswege. Im ersten Fall wird die Wälzschlacke gemeinsam mit Räumasche in einem autothermen Prozess inertisierend eingeschmolzen, wobei gleichzeitig ein Großteil der in den Reststoffen enthaltenen Zn-, Pb- und S-Inhalte verflüchtigt, sodass die erschmolzene Schlacke über eine ausgezeichnete Eluatstabilität verfügt. Die Durchführbarkeit dieses Prozesses wurde im Rahmen der Arbeit durch experimentelle Untersuchungen nachgewiesen. Zusätzlich erfolgte eine Massen- und Energiebilanzierung des Verfahrens. Der zweite untersuchte Verfahrensweg behandelt die Reduktion von Wälzschlacke auf einem kohlenstoffhältigen Eisenbad. Hierzu wurde in Laborversuchen das zeitabhängige Reduktionsverhalten der unterschiedlichen Schlackenkomponenten sowie deren Verhalten bei einer kontinuierlichen Schlackenreduktion untersucht. Darauf aufbauend erfolgte im Anschluss eine Massen- und Energiebilanzierung der Gesamtprozesskette Wälzrohr und Reduktionsaggregat mit dem Ziel diese zu optimieren. Dabei zeigte sich, dass die Implementierung einer Schlackenreduktion sinnvollerweise nur mit einer geänderten Wälzprozessfahrweise durchzuführen ist, welche unter anderem einen reduzierten Kalksatz, den Entfall des SDHL-Verfahrens, die Verwendung eines anderen, schwefelarmen Kohlenstoffträgers sowie die Installation eines Zusatzbrenners am Ofenaustrag verlangt.

KW - Waelz slag slag reduction mass and energy balancing autothermal smelting retort residue Waelz process

KW - Wälzschlacke Schlackenreduktion Massen- und Energiebilanzierung autothermes Schmelzen Räumasche Wälzprozess

M3 - Dissertation

ER -