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Die Chancen des Pelletierens für die Eisenerzaufbereitung

 

Die Technologie des Pelletierens von Eisenerzen wird seit Jahrzehnten angewendet. Die Grundprinzipien sind die Gleichen, aber es gibt noch Raum für Verbesserungen.

 

 

Die Experten der HAVER NIAGARA GmbH: Der Vertriebsleiter Dr. Metodi Zlatev und der Pelletierexperte Dr. Jan Lampke erläuterten diese Verbesserungen im exklusiven Experteninterview.


 

Wie populär ist das Pelletieren in der Eisenerzindustrie?

Der beständige Bedarf an Eisenerz führt zu der Notwendigkeit, auch minderwertige Lagerstätten abzubauen. Der verminderten Qualität der natürlichen Ressourcen stehen wirtschaftliche, ökologische und technologische Restriktionen gegenüber, die eine Aufbereitung des gewonnenen Eisenerzes erfordern. Eine Anreicherung des Eisenerzes kann durch die Abtrennung unerwünschter Bestandteile erreicht werden. Diese Anreicherung von Eisenerz stellt in der Stahlproduktion einen signifikanten Verfahrensschritt dar. Bei der Anreicherung wird der größte Teil der Nebengesteine abgetrennt. Dadurch werden Transportkosten reduziert und die Produktionsrate von Hochofen und Direktreduktionsanlage gesteigert. Da das bis zur Aufschlusskorngröße zerkleinerte und aufkonzentrierte Eisenerzkonzentrat weder transport- noch gebrauchsfähig ist, muss es agglomeriert werden. Die Aufbauagglomeration von Eisenerzkonzentrat im Pelletierteller ist daher ein unverzichtbarer Bestandteil der Aufbereitung von Eisenerz.

Wird diese Methode immer bekannter/beliebter? Und warum?

Die weltweite Roheisenproduktion entwickelte sich in den Jahren 2007 bis 2015 mit einer jährlichen Steigerung von ca. 3,5%. Die Eisenerzfördermenge im Jahr 2019 wird mit 2,850 Mrd. t angegeben, bis 2028 soll laut konservativen Prognosen eine globale Eisenerzfördermenge von 3,119 Mrd. t erreicht werden, was einem jährlichen Anstieg von nur noch 0,9 % entspricht. Demgegenüber steht eine bis 2025 erwartete Steigerung der globalen Pelletierkapazitäten von 5.5 % per annum. Diese Zahlen verdeutlichen eindrucksvoll, dass die Aufbauagglomeration im Pelletierteller nicht nur bekannter, sondern auch beliebter wird.

In den Jahren von 2005 bis 2015 konnte eine stabile weltweite Produktion von nur 56 Mio. t Eisenschwamm (DRI) beobachtet werden. Trotz vielfältiger Entwicklungen und moderner Technologien der Direktreduktionsverfahren zeigte sich noch immer eine deutliche Branchenfokussierung auf die konventionelle Hochofen-Konverter-Route. Neuste Bestrebungen zur Verringerung des weltweiten CO2-Ausstoßes zeigen jedoch eine Trendwende auf. Alleine von 2017 bis 2018 ist die globale DRI-Produktion um 11.6 % gestiegen, im Folgejahr nochmals um 7%. Moderne Direktreduktionsanlagen verwenden designte Eisenerzpellets, mit ganz speziellen Pelletgrößenverteilungen und Basizitäten. Diese können nur mit modernen Pelletiertellern wirtschaftlich sinnvoll produziert werden.

 

 

Welche Ausrüstung braucht man für die Vorbereitung des Materials für den Pelletierprozess?

Zur Anreicherung des Eisenerzes ist es notwendig, das Erz bis zur Aufschlusskorngröße zu zerkleinern und Sortierprozessen wie Magnetscheidung und Flotation zuzuführen. Das dadurch produzierte Eisenerzkonzentrat wird anschließend mit Bindemittel, z.B. Bentonit oder organischen Bindemitteln, wie Carboxymethylcellulose und Polyacrylamid vermengt.

Durch Wasseraufgabe im Pelletierteller wird ein Aufquellen des Bentonits erreicht. Dabei zerfällt das Bentonit in kleine Plättchen, welche sich mit den Eisenerzkonzentrat-Partikeln wie auch untereinander verbinden. Während des Trocknungsvorgangs der Pellets entstehen dadurch stoffliche Brücken zwischen den Eisenerzkonzentrat-Partikeln, welche die Trockenfestigkeit der Agglomerate deutlich steigern. Beim anschließenden Brennen bzw. Härten der Pellets wirken die Sodium- bzw. Kalzium-Komponenten als Fließmittel, wodurch die Schmelztemperatur der Grundsubstanz verringert und somit lokale Schmelzbrücken bei Temperaturen unterhalb der eigentlichen Schmelztemperatur des Eisenerzkonzentrates erzeugt werden. Da der Bentonit während des Agglomerationsprozesses einen Teil der Pelletierflüssigkeit bindet, stellt er ein robustes Bindemittel mit einem breiten Bereich der Einsatzgrenzen dar.

Problematisch stellt sich allerdings der Eintrag der Mineralkomponenten dar, wobei im Speziellen durch den erhöhten SiO2-Gehalt der Eisenerzkonzentrat-Pellets der Energiebedarf zur Reduktion und Schmelzung derer gesteigert wird. Zudem steigt der Anteil an auszutragender Schlacke bzw. Verunreinigung im DRI. Daher gibt es, speziell im Bereich der DR-Pellets immer intensivere Bestrebungen, dieses Bindemittel weitgehend durch organische Bindemittel zu ersetzten.

Wie entwickelt sich die Pelletiertechnologie allgemein?

Zur ressourcenschonenden Erzeugung von Roheisen und Eisenschwamm sind geeignete Pellets notwendig. Diese zeichnen sich neben metallurgischen Zielgrößen im Speziellen durch eine enge Partikelgrößenverteilung und ein hohes Rundheitsmaß aus. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass die Betriebsbedingungen des Pelletiertellers die Pelletqualität stark beeinflussen. Daher sind Pelletierteller notwendig, mit denen unsere Kunden sowohl auf sich ändernde Materialeigenschaften wie auch auf geänderte Zielgrößen des Produktes reagieren können.

Gibt es regionale Unterschiede?

Wir verzeichnen ein globales Interesse an der multidimensionalen Automatisierung unserer Pelletierteller. Der osteuropäische Markt erscheint besonders interessiert an der HAVER SCARABAEUS-Technologie.

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Welche Firmen sind bereits mit Pelletiertellern ausgestattet und warum hat sich der Kunde gezielt für dem HAVER SCARABAEUS entschieden?

Metinvest und Ferrexpo sind bereits mit dem HAVER SCARABAEUS ausgestattet.  Beide Unternehmen haben festgestellt, dass zur Produktion enger Partikelgrößenverteilungen für Direktreduktionsprozesse innovative Technik notwendig ist, die den Anlagenbedienern vielfältige Möglichkeiten gibt, den Pelletierprozess zu stabilisieren und ein optimales Ausbringen zu erreichen. Die moderne SCARABAEUS-Technologie, bestehend aus dem Pelletierteller HAVER SCARABAEUS, einer Partikelgrößenanalyse der Pellets mit der HAVER Momentum und das HAVER Process Management System bietet die Möglichkeit, die Erfahrung der Anlagenbediener für die Zukunft zu konservieren und mit innovativer Technologie zu optimieren. Nur so können ideale DR-Pellets produziert werden.

Welchen Service / Unterstützung bietet HAVER NIAGARA dem Kunden beim Entscheidungs- / Ausarbeitungsprozess?

HAVER & BOECKER Niagara unterstützt Sie bei der Entwicklung und Optimierung Ihrer Prozesse, Maschinen und Anlagen. In unserem Technikum stehen verschiedene Prüfgeräte zur Pelletierung zur Verfügung. Das Ziel des HAVER Process Engineering ist es, Ihre technischen Anforderungen und wirtschaftlichen Ansprüche zu erfüllen. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, sich auf den gesamten Pelletierprozess zu konzentrieren, beginnend mit der Rohstoffaufbereitung, Dosier-, Misch- und Bindemittelbehandlung. Die Kernkomponenten der Pelletierung werden im Detail fokussiert, um den notwendigen Aufwand der Endproduktklassierung, des Materialumlaufes sowie der Entstaubung zu minimieren und dabei höchsten Standards der Prozess- und Mitarbeitersicherheit sowie des Umweltschutzes zu erfüllen.

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Im HAVER INSTITUT, einem An-Institut der TU BERGAKADEMIE FREIBERG werden maßgeschneiderte Aufbereitungsprozesse unter Anwendung anerkannter technischer Normen und Standards erarbeitet, um Einsparungen im gesamten Ressourceneinsatz unserer Kunden zu erzielen.

Sustainable and efficient production of iron ore pellets with HAVER & BOECKER NIAGARA: Visit the new landing page http: //haverniagara.de/pelletizing/ to learn how!

Haver & Boecker Niagara is launching a new landing page: www.haverniagara.de/pelletizing/ presenting an innovative pelletizing technology: The SCARABAEUS® 7500 pelletizing disc, which aims to apply the own understanding of the company for sustainable and efficient iron ore production. The new page and the new technology as well are a part of the mission Planet Blue making an impact of the more careful use of resources and materials and contributing to the environmental protection.

The new landing page convinces with a powerful design and shares important information about iron ore & pelletizing technology. Scrolling through the different sections, the users quickly find out detailed overview of improvement of resource efficiency using the innovative HAVER & BOECKER NIAGARA pelletizing disc SCARABAEUS® 7500 and come across information about pelletizing service of HAVER Engineering GmbH. They discover how pelletizing process makes the distribution of very tight particle size possible and learn why pelletizing technology is so important for the enrichment of iron ore.

“The SCARABAEUS® 7500 with its unique SCARABAEUS process control is a strong tool for the operators to achieve specification of tomorrow by use of long term practical expertise. The experience of more than 50 years of common pelletizing of iron ores is the basis for Industry 4.0 in harsh industrial environments“ emphasized Dr. Jan Lampke, Head of sales at HAVER ENGINEERING GmbH.

The landing page presents SCARABAEUS®7500 – pelletizing discs used for agglomerating iron ore concentrates into pellets with very tight particle size distribution (target size of 10 to 14 mm) and supporting DRI-Process (processing method for sustainable and efficient production of iron ore):

“It is the direct iron ore reduction process, enabled by those uniform size pellets, which finally leads to the tremendous reduction in greenhouse gases. This innovative pellet based solution avoids the traditional blast furnace route and, hence, the energy intensive smelting of the ore and ensures the production of 97% pure iron at the end. This is such a great contribution to protect our climate through technology innovation”, said Prof. Holger Lieberwirth, Director of Institute of Mineral Processing Machines at Technical University BERGAKADEMIE Freiberg.

The optimum operating parameters of the disc can be set by automatic adjustment of the inclination, the rotational speed, the mass flow rate, and now also the rim height thanks to the innovative automatic pelletizing disc control system. The quality of the product is ensured thought the integrated camera system: because you can only manage what you can measure. In order to determine which process is the best for the customers iron ore and pellets requirements and to provide the possibility of achieving the desired parameters HAVER & BOECKER NIAGARA conducts iron ore tests in their Associated-Institute of TU BERGAKADEMIE Freiberg – HAVER ENGINEERING GmbH. All technical details, product advantages and also information about the mission of Planet Blue are briefly listed on the new page.

We are sure that on the new landing page you will find all the inspiring information about the sustainable and efficient production of iron ore that you need. The site contains also an integrated social media buttons for Blog, Facebook, Instagram and Linkedin to foster improved communication with the customers. Do not forget: “Power is gained by sharing knowledge, not hoarding it” (Maria Khan)! Let this knowledge reach as many people as possible! Share it, the innovation of HAVER & BOECKER NIAGARA: http://haverniagara.de/pelletizing/  & make your small but sure contribution to the mission Planet Blue: “Together to more careful use of resources and materials”.

Be one of the first visitors of the landing page http://haverniagara.de/pelletizing/ to find out the three main benefits for you choosing pelletizing disc The SCARABAEUS® 7500 for processing iron ore!

P.S.: If you would like to send us your feedback about your experience with the page, please send us an email: pelletizing@haverniagara.com

Haver & Boecker Niagara and Metinvest have met: Together for a future with more CO2-efficient ironmaking processing

The iron and steel industries are indispensable components of economy. Our world is built by using steel. We need even more steel for the improvement of infrastructure of our cities. Owing to this increasing steel demands we consider significantly growth of the iron ore production in recent years.

On the other hand, there are many environmental effects from the iron industry. Iron ore and steelmaking are the largest energy consumer of electricity and fossil fuels, being responsible for over 25% of hazardous atmospheric emissions and over 30% of carbon dioxide emissions. That’s why we need to think about sustainable solutions that minimize the CO2 emissions and energy use by iron ore production; solutions that deliver higher performance in terms of energy efficiency, resource efficiency and better process and product performance. We need CO2-efficient ironmaking processes.

One of the possible solutions could be direct reduction process like Midrex- or HYL, Corex process. 1

In this light, the transformation of iron ore into steel requires several process stages. First at all, we need to become H2 and iron ore pellets. Iron ore pellets produced from the iron ore concentrate by pelletizing and sintering. At the same time, the quality requirements of pellets, such as size distribution, physical, chemical and metallurgical specifications are higher and should be guaranteed by very innovative pelletizing technology that is able to ensure the perfect flow for our blue planet.

As a world’s leading supplier for customized screening, washing, pelletizing machines and plants solutions, we are feeling responsible to take actions into the protection of our environment by developing systems, which use fewer resources, fulfill the needed higher quality of the pellets and care for the health of the mother Earth.

Тhe result of our efforts we developed the SCARABAEUS pelletizing disc. The pelletizing disc fulfills the specification deeds for the processes of direct reduction and saves up to 5% energy by reduced recycling rate. The production capacity can be up to 150 t/h.

Those characteristics convinced experts from Eastern Europe in the potential of our innovative pelletizing technology for the production of iron ore pellets with a very narrow particle size distribution (10 to 12,5 mm) and high product rate (up to 70 %). Subsequently we got the great opportunity to work with one of the international steal and mining groups in east Europe: Metinvest. Аfter conducting iron ore tests in Haver Engineering in Freiburg and proving the possibility of achieving the desired parameters, a contract for the supply of the necessary equipment was signed. The pelletizing disc SCARABAEUS 7500 was delivered in combination with completely automatic control system.

In order to satisfy the higher needs of the pellets, an automatic pelletizing disc control system was introduced for the first time, incorporating three machine parameters: rotation speed, tilt angle, and board height.

In the end of July the CEOs of Haver Niagara GmbH (Peter Grotjohann) and Metinvest (Yuriy Ryzhenkov) have met in the manufactory of Metinvest in Ukraine. They inspected our powerful and reliable pelletizing technology and discussed the future course of our business relationship. The managers have dealt with all the advantages that our technology ensures to Metinvest and put heads together into developing the best strategy that is able to become fully aware of their common vision for the future: to live in a stronger, lighter and more sustainable world, where technology guarantees the care for the health of the mother Earth using highest environmental protection standards.

We are very happy that starting working together with Metinvest opened new doors to more CO2-efficient ironmaking processes and we have the unique opportunity to lay the first foundation stone of the future to green iron ore processing.

Metinvest, we would like to express our huge thanks for the trust, which you have placed in us. It is such a pleasure working together!

 

 

1 https://www.tec-science.com/de/werkstofftechnik/stahl-erzeugung-herstellung/direktreduktionsverfahren/

https://de.wikipedia.org/wiki/Stahlerzeugung