Im Zuge von Hochofen-und Stahlwerksprozessen fallen in der Regel hohe Mengen an Stäuben an, deren Aufarbeitung mit einer Reihe von Problemen verbunden ist. Je nach der Herkunft derarti- ger Stäube enthalten diese in der Regel beträchtliche Mengen an Schwermetallen, deren Konzentration allerdings für eine direkte wirtschaftliche Aufarbeitung in der Regel zu gering ist. Insbe- sondere Stahlwerksfilterstaub kann über 10 Gew. % Zinkoxyd und Bleioxyd enthalten.

Im Zuge der Aufarbeitung von oxydischen Schlacken wurden bereits eine Reihe von Verfahren vorgeschlagen, mit welchen nicht nur die Basizität dieser Schlacken im Hinblick auf eine mögliche Verwendung als Zumahlstoff in der Zementindustrie entsprechend eingestellt wird, sondern gleichzeitig auch eine Reinigung und Abreicherung von unerwünschten Komponenten vorgenommen wird, welche teilweise in metallischer Form in ein Metallbad überge- führt werden können und teilweise wiederum als Sekundärstäube anfallen bzw. aus der Gasphase rückgewonnen werden können. Bei derartigen Verfahren, bei welchen oxydische Schlacken in Bezug auf ihre Zusammensetzung für eine nachfolgende zementtechnologi- sche Verwertbarkeit optimiert werden sollen, werden eine Reihe von Zusätzen bzw. Korrekturstoffen eingebracht bzw. eingeblasen, wobei es mit derartigen Verfahren gelingt auch Schadstoffe und insbesondere organisch belastete Stoffe sicher zu entsorgen.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine wirtschaftliche Aufar- beitung von Stäuben oder Staubgemischen der eingangs genannten Art zu gewährleisten und gleichzeitig die Möglichkeit zu schaf-

fen, Schlacken in einer Weise zu behandeln, soda die zement- technologische Weiterverwertung erleichtert wird. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemä e Verfahren im wesent- lichen darin, da die Stäube auf oder in ein Bad aus flüssigen Metallen und flüssigen oxidischen Schlacken eingetragen, insbe- sondere auf-oder eingeblasen werden und da flüchtige Schwere- tallverbindungen, wie z. B. Zn-oder Pb-Oxide aus der Gasphase abgetrennt und Alkalien in die Schlacken eingetragen werden. Da- durch, da derartige Stäube oder Filterstäube auf oder in ein Bad aus flüssigen Metallen, und hier in erster Linie aus flüssi- gem Roheisen und flüssigen oxydischen Schlacken eingetragen werden, gelingt es, eine Phasentrennung mit überaus hoher Selek- tivität vorzunehmen, wobei insbesondere die in den ursprüng- lichen Stäuben enthaltenen Alkalien zum überwiegenden Teil in der Schlacke verbleiben und Schwermetalle, wie Zink und Blei in wesentlich konzentrierterer Form im Sekundärstaub wiedergefunden werden können, wobei gleichzeitig die Gesamtmenge des eingetra- genen Staubes wesentlich und insbesondere weit unter die Hälfte der ursprünglichen Menge reduziert werden kann. Neben dem we- sentlichen Effekt der Verringerung der Staubmenge gelingt es so- mit im Rahmen des erfindungsgemä en Verfahrens Sekundärstäube zu bilden, deren wirtschaftliche Weiterverwendung aufgrund der höheren Konzentration der einzelnen Bestandteile, deren Rück- gewinnung sinnvoll erscheint, wesentlich erleichtert wird, wobei die gleichzeitige Anreicherung der oxydischen Schlacken mit Al- kalien dem entsprechenden Produkt verbesserte Eigenschaften im Zusammenhang mit einer möglichen zementtechnologischen Weiter- verwendung verleiht.

Mit Vorteil wird im Rahmen des erfindungsgemä en Verfahrens so vorgegangen, da die Basizität der flüssigen Schlacken vor dem Eintragen der Stäube auf Werte von z. B. zwischen 1 und 1, 4 ein- gestellt werden. Oxydische, flüssige Schlacken mit einer derar- tigen Basizität, welche auf einem Roheisenbad aufschwimmen, zeichnen sich durch besonders hohe Selektivität in der gewünsch- ten Abtrennung der Alkalien bei gleichzeitig geringer Tendenz der Aufnahme von Schwermetallen aus. Gleichzeitig gelingt es im

Rahmen eines derartigen Verfahrens den Eisenoxydgehalt der ein- gesetzten Stäube bzw. Filterstäube zu verringern, soda eine Rückgewinnung von flüssigem Eisen aus derartigen Stäuben als Ne- beneffekt gelingt, welche die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens weiter erhöht. Neben der wesentlichen Verringerung der Gesamt- staubmenge gelingt es somit Eisen aus Eisenoxyden rückzugewinnen und gleichzeitig Schwermetalle im Sekundärstaub anzureichern, wodurch besonders günstige Voraussetzungen für eine wirtschaft- liche Rückgewinnung von einzelnen Komponenten der Sekundärstäube geschaffen werden.

In besonders vorteilhafter Weise erfolgt das Einbringen der Stäube durch pneumatische Förderung, wobei mit Vorteil so vorge- gangen wird, da die Stäube pneumatisch auf oder unter die Metall-oder Schlackenoberfläche gefördert werden und mit Fördergasen, insbesondere Hei wind, ein-oder aufgeblasen werden.

Eine derartige pneumatische Förderung erlaubt es beim Einbringen der Stäube gleichzeitig eine homogene Durchmischung mit Addi- tiven vorzunehmen, welche in der Folge zum Einen die pneu- matische Förderung erleichtern und zum Anderen gleichzeitig gewünschte Komponenten in die oxydischen Schlacken einzubringen erlauben. Insbesondere kann in besonders vorteilhafter Weise so vorgegangen werden, da die aufzuarbeitenden Stäube mit Addi- tiven, wie z. B. Kohle, Sand und/oder Bauxit vermischt werden, wodurch beispielsweise bei Einsatz von Kohle neben der Verbesse- rung der pneumatischen Förderbarkeit gleichzeitig auch das ent- sprechende Reduktionspotential für die kontinuierliche Abtren- nung von metallischem Eisen aus in den Stäuben enthaltenen Eisenoxyden zur Verfügung gestellt wird. Der Zusatz von Sand und Bauxit erlaubt es gleichfalls die pneumatische Förderbarkeit zu verbessern, wobei derartige Zusätze gleichzeitig zum Korrigieren der gewünschten Zielbasizität der oxydischen Schlacken und zum Einstellen eines gegebenenfalls erwünschten höheren Aluminium- oxydgehaltes der Schlacke dienen können.

Im Rahmen des erfindungsgemä en Verfahrens lassen sich aber nun auch gleichzeitig eine Reihe von weiteren Problemstoffen, wie insbesondere organisch belastete Stoffe und insbesondere Auf- schlämmungen und Schlämme, sicher behandeln, wobei derartige Zu- sätze gleichfalls geeignet sind, die pneumatische Förderung der Stäube durch Verhinderung der Agglomeratbildung zu verbessern. Beim Einbringen derartiger, mit organisch belasteten Stoffen vermischter Stäube, gelingt es die organischen Anteile voll- ständig zu verbrennen, wobei gleichzeitig weiteres Reduktions- potential für die Reduktion von Eisenoxyden aus den Stäuben zur Verfügung gestellt werden kann.

Mit Vorteil wird im Rahmen des erfindungsgemä en Verfahrens als Metallbad ein Roheisenbad vorgelegt, wobei in besonders vorteil- hafter Weise das Bad flüssige Schlacken und flüssiges Roheisen in Gewichtsverhältnissen von 1 : 3 bis 1 : 6, vorzugsweise 1 : 4, ent- hält.

In besonders einfacher Weise erfolgt das Einbringen der Stäube oder Staubgemische dadurch, da diese über Bodendüsen in den Konverter eingeblasen werden. Nach der Umsetzung, welche ins- besondere an der Phasengrenze zwischen der Schlacke und dem Metallbad erfolgt, fällt Sekundärstaub in einer Menge an, welche weit geringer ist als ein Drittel der ursprünglichen Menge sogar unter 10 % der ursprünglichen Menge liegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spieles näher erläutert. In einem Konverter wurden auf einem Bad aus 10 t flüssigen Roheisens 2 t einer Schlacke mit folgender Zusammensetzung erzeugt : Schlacke Masse % CaO 47. 9 Si0236. 6 Al2O3 7.3 MgO 2.9 TiO2 1. 2 Fez 1. 6 MnO 2. 1 Na2O 0. 1 K2O 0. 2 ZnO 0 PbO 0

Diese Schlacke zeichnet sich durch eine für nachfolgende ze- menttechnologische Verwertung günstige Basizität aus und enthält in der Regel nur geringe Anteile an Alkalien. Für bestimmte Ze- menteigenschaften, und insbesondere für die Festigkeitseigen- schaften, wie beispielsweise die Frühfestigkeit, von mit derar- tigen Schlacken als Zumahlstoff hergestellten Mörtel-oder Be- tonmischungen, wäre ein höherer Alkaligehalt durchaus wünschens- wert.

Über Bodendüsen wurde nun in ein derartiges Bad 1 t Stahlwerks- filterstaub mit nachfolgender Zusammensetzung eingeblasen : Filterstaub Gewichts% Calo 7. 1 Si025. 0 A1203 1.3 MgO 2. 9 TiO2 0. 4 FeO 64. 0 Mno 4. 2 Na2O 2. 8 K2O 0. 1 ZnO 11. 5 PbO 0.7

Der Stahlwerksfilterstaub enthielt somit nennenswerte Mengen an Alkalien und an Schwermetallen. Beim Durchdringen des Bades erfolgte eine Phasentrennung, wobei die im ursprünglichen Staub enthaltenen Alkalien mit hoher Selektivität in der Schlacke gebunden wurden und die Schwermetalle Zink und Blei als entspre- chende Oxyde in konzentrierterer Form im Sekundärstaub wieder- gefunden werden konnten. Die Schlackenzusammensetzung stellte sich nach dem Behandeln der Stahlwerksfilterstäube mit folgender Richtanalyse ein : Schlackenendzusammensetzung ~. Gewichts% CaO 46. 9 SiO2 35. 4 Al2O3 7.3 MgO 3.9 TiO2 1. 2 FeO 1. 7 MnO2. 0 Na20 1. 2 K200. 4 ZnO 5 ppm PbO < 5 ppm In einer Menge von etwa 264 kg wurde Sekundärstaub mit nach- folgender Zusammensetzung erhalten :

Sekundärfilterstaubzusammen- setzung Gewichts% CaO 4. 2 SiO2 3. 1 Al2O3 1.2 MgO 0.1 TiO2 0. 2 FeO 47. 8 MnO 0. 4 Na20 0. 2 K20 0. 4 ZnO 39. 8 PbO 2. 6 Aus dem Vergleich der Zusammensetzung des eingesetzten Stahl- werksfilterstaubes mit der Zusammensetzung des Sekundärfilter- staubes und dem Vergleich der Schlackenzusammensetzungen ergibt

sich, da K20 zu etwa 3, 2 % im Sekundärfilterstaub wiedergefun- den werden konnte, wohingegen 96, 8 Gew. % des K20-Gehaltes des eingesetzten Staubes in der Produktschlacke gefunden werden konnte. Ähnlich verhält sich die Verteilung des ursprünglichen Na20-Gehaltes, wobei 4, 5 Gew. % des ursprünglichen Teiles im Sekundärfilterstaub und 95, 5 Gew. % in der Produktschlacke gefun- den wurden.

Umgekehrt verhält es sich mit den Werten Zinkoxyd und Bleioxyd, welche zu 99, 7 bzw. 99, 9 Gew. % im Sekundärfilterstaub wiederge- funden werden konnten. Bedingt durch die Gesamtabnahme der Se- kundärfilterstaubmenge gegenüber der eingesetzten Stahlwerks- staubmenge enthält der Sekundärfilterstaub nunmehr Anteile an diesen Schwermetallen, welche eine wirtschaftliche Aufarbeitung sinnvoll erscheinen lassen. Lediglich etwa 0, 3 bzw. 0, 1 Gew. % des Zinkoxyd-bzw. Bleioxydanteiles des eingesetzten Stahlwerks- filterstaub konnten in der Produktschlacke festgestellt werden.