Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Roheisen, Buntmetall -Legierungen, Ferrochromium-Carbure oder kohlenstof freiem Ferrochromium und synthetischen Hochof enschlak- ken unter Verwendung von metalloxidhaltigen Müllverbrennungs- ruckstanden oder Schlacken .

Fur die Aufarbeitung von Mύllverbrennungsruckstanden sind eine Reihe von Verf ahrensvarianten vorgeschlagen worden, wobei unter anderem bereits vorgeschlagen wurde , Müllverbrennungsruckstande, wie sie sich nach weitgehend vollständiger Oxidation in Form von Schlacken od. dgl . ergeben, durch eine mehrstufige Reduktion nachzubehandeln, wobei Buntmetalle ruckgewonnen werden können . Die j eweils an Metallen abgereicherte Phase konnte bei den bis¬ her bekannten Verfahren granuliert werden und als Puzzolan einem Zement zugesetzt werden .

Auch die Verwendung von Hochofenschlacke im Zuge der Zementher¬ stellung ist bereits Stand der Technik. Hochofenschlakke zeich¬ net sich durch latenthydraulische Eigenschaften aus und kann daher unmittelbar nach entsprechender Zerkleinerung bzw. Granu- lation einem Mischzement zugesetzt werden. Durch entsprechende Behandlung der Hochofenschlacke kann aber auch unmittelbar eine bestimmte Zementqualität zumindest in bezug auf die Zusammen¬ setzung angesteuert werden. Im Hüttenbetrieb fallen aber auch beträchtliche Mengen an Stahlschlacken an, welche sich durch vergleichsweise schlechte hydraulische Eigenschaften auszeich¬ nen. Derartige Stahlschlacke erfordert daher in der Regel eine aufwendige Nachbearbeitung. Die Verhaldung von Stahlschlakke wird mit zunehmender Menge nicht zuletzt auf Grund der Chromge¬ halte derartiger Schlacken problematisch.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, derartige Stahlwerksschlacke im Rahmen eines Gesamtverfahrens in Kombination mit einem Müll-

verbrennungsverfahren sinnvoll weiterzuverarbeiten und aufzuar¬ beiten, sodaß unmittelbar brauchbare Produkte, wie beispiels¬ weise eine synthetische Hochofenschlacke, erzielt werden kann, welche in der Folge beispielsweise einem Mischzement aufgegeben werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß die Einsatzmaterialien der Müllver¬ brennung, wie z.B. Autoschredderleichtfraktionen bzw. Hutten- stäube zumindest teilweise oxidiert und anschließend unter Ab¬ scheidung von Nichteisen-Metallen oder Legierungen reduziert werden, worauf die an Metallen oder Legierungen abgereicherte oxidische Schlackenphase gegebenenfalls unter weiterem Zusatz von Hüttenstäuben mit flüssiger Stahlwerksschlacke vermischt wird, worauf unter Absenkung der Viskosität der Stahlwerks- schlacke Rohstahl abgezogen wird und der verbleibende Schlacken¬ anteil einer weiteren Reduktion unter Gewinnung von Roheisen und gegebenenfalls Fe-Chromlegierungen unterworfen wird, worauf die resultierende synthetische Hochofenschlacke ausgebracht wird. Dadurch, daß die Einsatzmaterialien der Müllverbrennung, wie z.B. die Autoschredderleichtfraktionen, zumindest teilweise oxi¬ diert werden, wird zunächst die Voraussetzung geschaffen, um Nichteisenmetalle bzw. Buntmetalle abzuscheiden. Auf diese Weise wird eine an derartigen Metallen oder Legierungen abgereicherte oxidische eisenoxidhaltige Schlackenphase gebildet und dadurch, daß diese Schlackenphase gegebenenfalls unter Zusatz von gleich¬ falls schwer zu entsorgenden Hüttenstäuben mit flüssiger Stahl¬ werksschlacke vermischt wird, wird zum einen die Möglichkeit ge¬ schaffen, die Viskosität von Stahlschlacke wesentlich zu senken und zum anderen die Voraussetzung geschaffen, um aus derartigen Stahlschlacken den relativ hohen Eisenoxidanteil in relativ ein¬ facher Weise zu reduzieren und abzutrennen. Wesentliche Voraus¬ setzung hiefür ist zunächst die Absenkung der Viskosität, wie sie durch die Vermischung mit der oxidischen Schlackenphase aus der MüllVerbrennung möglich wird. Eine derartige niedrig visko¬ se, hohe Mengen an Eisenoxiden enthaltende Schlacke kann in der Folge in einfacher Weise einer weiteren Reduktion unter Gewin-

nung von Roheisen und gegebenenfalls Eisenchromlegierungen unterworfen werden, wobei aus der ursprünglich relativ schwer weiter verarbeitbaren Stahlschlacke unmittelbar eine syntheti¬ sche Hochofenschlacke gebildet wird. Die synthetische Hochofen¬ schlacke zeichnet sich durch einen wesentlich geringeren Eisen¬ oxidgehalt sowie keine toxischen Schwermetalle aus, wobei die Rückgewinnung der in der Stahlwerks- bzw. LD-Schlacke enthalte¬ nen Eisenmenge als Rohstahl die Wirtschaftlichkeit des Verfah¬ rens wesentlich verbessert.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann hiebei in besonders vorteil¬ hafter Weise in einem bodenblasenden Konverter durchgeführt werden, wodurch die thermische Bilanz verbessert werden kann. Wenn in einen derartigen Konverter beispielsweise Kohlenstoff und Sauerstoff eingetragen werden, kann eine entsprechende Menge an Kohlenmonoxid gebildet werden, welche in der Folge nachver¬ brannt werden kann.

Um sicherzustellen, daß während einer ersten Reduktion die gesondert auszutragenden Metalle Chrom, Mangan und/oder Vanadium in der Schlacke verbleiben und nicht in Roheisen gelöst werden, wird mit Vorteil das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß eine erste Reduktion bis zu einem FeO-Gehalt der Schlacke von mehr als 1 Gew.-%, vorzugsweise mehr alε 2 Gew.-% und weni- ger als 5 Gew.-%, vorgenommen wird und daß eine zweite Reduktion mit von C verschiedenen Reduktionsmitteln, wie z.B. AI, zum Ab¬ scheiden von Cr, Mn und oder V vorgenommen wird. Ein Eisenoxid¬ gehalt der Schlacke von mehr alε 1 Gew.-% und vorzugsweise mehr als 2 Gew.-% stellt hiebei sicher, daß Chrom, Mangan und/oder Vanadium erst in der nachfolgenden Reduktion abgeschieden werden. Die Verwendung von von Kohlenstoff verschiedenen Reduk¬ tionsmitteln, wie z.B. Aluminium, führt hiebei beispielsweise zu kohlenstoffreiem Ferrochromium und wertvollen Legierungen, bei denen ein geringer Kohlenstoffgehalt vorteilhaft ist.

Eine bevorzugte Verwertung der synthetischen Hochofenschlacke, wie sie durch das erfindungsgemäße Verfahren gebildet werden

kann, besteht darin, daß die synthetische Hochofenschlakke granuliert und gemeinsam mit granulierter puzzolanischer Schlak- ke aus der MüllVerbrennung als Mischzement eingesetzt wird.

Um die geforderte Reduktion der Viskosität und damit das Aus¬ bringen von Rohstahl aus dem Schlackengemisch zu erleichtern, wird mit Vorteil das Verfahren so durchgeführt, daß die an Nichteisen-Metallen oder Legierungen abgereicherte oxidische Schlackenphase der MüllVerbrennung in einem Gewichtsverhältnis von 30 zu 70 bis 50 zu 50 mit Stahlwerks- bzw. LD-Schlacke ver¬ mischt wird.

Die Reduktion ebenso wie die Absenkung der Viskosität wird durch Ansäuern begünstigt, wobei mit Vorteil so vorgegangen wird, daß der Stahlwerks- bzw. LD-Schlacke vor oder während der Vermi¬ schung mit der Müllverbrennungsschlacke AI ₂ O ₃ zugesetzt wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Al ₂ θ ₃ -Zugabe liegt hiebei in einer drastisch verlängerten Zustellungszeit. Die Feuerfest¬ zustellung von Konvertern besteht üblicherweise aus Magnesit. Das AI ₂ O ₃ reagiert mit Magnesit zu MgAl ₂ Ü ₄ . Ein derartiger Magnesa-Spinell bildet einen extrem guten Feuerfestschutz an der Grenzfläche. Die Feuerfestzustellung ergibt somit mit der Schlacke eine in Betrieb sich verbessernde Korrosionsbeständig¬ keit mit verbessertem Feuerfestschutz.

Mit Vorteil wird das erfindungsgemäße Verfahren hiebei so durch¬ geführt, daß AI ₂ O ₃ der Schlacke in Mengen von 10 bis 25 Gew.-% bezogen auf die reduzierte Schlacke zugesetzt wird. Eine derartige Bemessung der Menge des zugesetzten AI ₂ O ₃ führt zu einer signifikanten Erhöhung der Frühfestigkeit eines in der Folge erhaltenen Mischzementes.

Die Aufarbeitung der Müllverbrennungsschlacke kann nach bekann¬ ten Verfahren erfolgen. Mit Vorteil wird im Rahmen des erfin- dungsgemäßen Verfahrens dieses Verfahren jedoch so durchgeführt, daß die Abtrennung der Metalle oder Legierungen aus der Müllver¬ brennungsschlacke in einer zweistufigen Reduktion über einem

Metallbad erfolgt. Um sicherzustellen, daß neben einer Auto- schredderleichtfraktion auch nennenswerte Mengen an Hüttenstäu¬ ben gemeinsam mit LD-Schlacke aus dem Stahlwerk entsorgt werden können, wird unter Einhaltung der geforderten Bedingungen fur die Viskositatsabsenkung und die nachfolgende Reduktion zur Ab¬ trennung von Rohstahl so vorgegangen, daß die Müllverbrennung unter Einsatz von Schredderleichtfraktionen und Hütten- oder Mullverbrennungsstauben im Gewichtsverhaltnis 0,7 bis 1,5 zu 2 vorgenommen wird.

Das erfindungsgemaße Verfahren kann prinzipiell mit einer geson¬ derten Mischvorrichtung fur die Schlacke oder unmittelbar m einem Konverter durchgeführt werden. Mit Vorteil wird hiebei so vorgegangen, daß die Mischung der Schlacken m einem bodenbla- senden Konverter vorgenommen wird, wobei das gebildete CO in der Mullverbrennungsanlage, insbesondere m einem Einschmelzoxid- ationsreaktor, nachverbrannt wird. Jeweils eine Teilmenge aus der Mullverbrennung kann unmittelbar granuliert und zu puzzola- nischen Materialien aufgearbeitet werden. Derartige puzzolam- sehe Endprodukte können mit der synthetischen Hochofenschlacke nach dem Granulieren zu einem Mischzement zusammengeführt werden, sodaß auch hier die gewünschte Mischzementqualitat in weiten Grenzen eingestellt werden kann.

Bei der Aufarbeitung von Schredderleichtfraktion können sich Teile der in dieser Fraktion enthaltenen Schwermetalle in einem Einschmelzoxidationsreaktor in Form von Chloriden, Schwefelver¬ bindungen oder Oxiden verflüchtigen, sodaß die Abgase einer ent¬ sprechenden Reinigung unterworfen werden müssen.

Bei der Vermischung der Schlacken aus der Mullverbrennung und dem LD-Stahlverfahren in einem Mengenverhältnis von etwa 1 zu 1 wird der Rohstahl aus der LD-Schlacke unmittelbar sedimentiert, wobei hier ca. 200 kg/t Mischschlacke Rohstahl gebildet werden. Das jeweilig gewünschte Reduktionspotential kann mit Kohlen¬ stoff, Sauerstoff und Aluminium eingestellt werden. Das bei der Reduktion des Schlackengemisches gebildete CO kann auch in den

Mischreaktor eingeführt werden, sodaß dort ohne zusätzliche Energie eine flüssige Schlackenmischung sicher aufrechtehalten werden kann. Große Abwärmemengen fallen auf hohem Temperatur¬ niveau an, wobei im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens über- schüssige Wärmemengen verströmt oder zur Schlackentrocknung benutzt werden können. Wesentlicher Aspekt der erfindungsgemaßen Verfahrensführung ist somit neben der Verwendung von Auto¬ schredderleichtfraktionen die relativ einfache Entsorgung von Hüttenstäuben sowie die Umwandlung von Stahlschlacken, insbeson- dere in flüssiger Form zu brauchbaren Endprodukten, wie bei¬ spielsweise synthetischer Hochofenschlacke.

Das in einem bodenblasenden Konverter gebildete CO kann in der Regel zu wenigstens 30 % nachverbrannt werden, wobei der Wärme- übertragungswirkungsgrad bei wenigstens 85 % liegt. Die rest¬ liche Verbrennung kann hiebei in vorteilhafter Weise im Ein- schmelzoxidationsreaktor der ersten Stufe, in welchem die Müll¬ verbrennung stattfindet, vorgenommen werden, wobei ein gesonder¬ ter Schlackenmischer entfallen kann.

Gleichzeitig kann durch das erfindungsgemäße Verfahren aber auch dann, wenn beispielsweise der Phosphorgehalt in der Schlakke und im Stahl zu hoch wäre, eine entsprechende Verbesserung und Adju¬ stierung vorgenommen werden. Mit Vorteil wird hiebei so vorge- gangen, daß die Schlacke während der Oxidation bzw. beim Zusatz von Stahlwerksstäuben und/oder der Reduktion der Schlacke auf FeO-Gehalte von größer 1 Gew.-% mit CaO abgedeckt wird oder CaO eingeblasen wird, worauf das gebildete Thomasmehl bzw. Apatit ausgebracht wird. Durch diese Verfahrensweise wird sicher- gestellt, daß Phosphor oxidiert wird und mit dem Kalksatz zu Phosphaten reagiert. Bei dieser Oxidation kann gegebenenfalls Zink und Blei aus den heißen Gasen abgetrennt werden, wobei insbesondere dann, wenn der Eisenoxidgehalt der Schlacke größer alε 1 bis 2 Gew.-% gehalten wird, Phosphor aus dem Roheisen rea- giert und Chrom, Mangan und Vanadium in der Schlacke verbleiben.

Mit Rücksicht auf die mehrfachen Reduktionsschritte kann das Verfahren in einzelnen Phasen so geführt werden, daß Chrom sicher reduziert wird und als Ferrochrom ausgetragen wird, sodaß insgesamt ein wesentlicher reineres Endprodukt als mit bekannten Verfahren erzielt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Flußdiagrammes in der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung wird einem Ein- schmelzvergaser 1 Schredderleichtfraktion zugeführt. Gemeinsam mit Schredderleichtfraktion werden Hüttenstäube eingebracht. Aus dem Einschmelzvergasungsreaktor werden Buntmetalle ausgetragen, wobei die Schlacke teilweise einem Granulator 2 zugeführt wird, wodurch unmittelbar puzzolanische Materialien gebildet werden.

Die Schlacke des Einschmelzvergasungsreaktors der Müllverbren¬ nungsanlage wird einer Schlackenmischvorrichtung 3 zugeführt. Alternativ kann sie unmittelbar einem Reduktionskonverter 4 auf¬ gegeben werden, wobei durch entsprechende Gasführung im Reduk- tionskonverter eine intensive Durchmischung vorgenommen werden kann. Aus dem Schlackenmischer 3, welchem Stahlwerksschlacke, insbesondere LD-Schlacke gemeinsam mit AI ₂ O ₃ zugesetzt wird, kann aufgrund der Herabsetzung der Viskosität Rohstahl entnommen werden. Die Abscheidung von Rohstahl kann naturgemäß auch im Reduktionskonverter erfolgen, wobei hier beispielsweise durch Aluminiumzusatz kohlenstoffreies Ferrochromium gebildet werden kann. Aus dem Reduktionskonverter kann weiters Roheisen abge¬ zogen werden.

Die Abhitze aus dem Einschmelzvergasungsreaktor 1 der Müllver- brennungsanlage kann einer Abhitzeverwertung 5 mit nachfolgender Abgasreinigung 6 unterworfen werden. Bei der Reinigung von Abgasen könnten je nach Reinigungstechnik beispielsweise Pro¬ dukte, wie H ₂ SO ₄ und HCL gewonnen werden.

Die Abhitzeverwertung für die Abgase aus dem Reduktionskonverter 4 kann prinzipiell analog geführt werden, wobei eine aufwendige Reinigung hier in der Regel entfallen kann. Die im Reduktions-

konverter 4 gebildete Schlacke kann als synthetische Hochofen¬ schlacke bezeichnet werden und gleichfalls dem Granulator 2 zugeführt werden. Die granulierte Hochofenschlacke kann gemein¬ sam mit den granulierten puzzolanischen Materialien als Misch- zement zum Einsatz gelangen.