ES2318414T3 - Procedimiento pirometalurgico para el tratamiento de residuos de fabricacion de acero, especialmente residuos del proceso waelz. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento pirometalúrgico para el tratamiento de residuos posteriores a la fabricación de acero, incluyendo residuos de un proceso Waelz en forma de fundición reactiva de escoria, que comprende las etapas siguientes: - proporcionar: - polvos de EAF procedentes de un horno de arco eléctrico (A) para la producción de aleaciones de hierro y acero; - un horno rotatorio (B) de un proceso Waelz alimentado con dichos polvos de EAF para un tratamiento de recuperación; - una sección de tratamiento pirometalúrgico (D) en forma de un horno (1) de tipo eléctrico, adecuada para la introducción de los residuos posteriores a la fabricación de acero; - una sección hidrometalúrgica (C) para el tratamiento de los polvos de fumigación recogidos de dicho horno rotatorio (B) y dicha sección de tratamiento pirometalúrgico (D); - preparar los residuos procedentes del proceso Waelz opcionalmente junto con otros residuos posteriores a la fabricación de acero para su alimentación al horno (1), por ejemplo en una tolva con la posibilidad de mezclarlos con elementos de reacción y aditivos tales como carbón, cal, agentes fundentes y similares necesarios para el procedimiento; - comenzar el tratamiento pirometalúrgico en la sección de tratamiento pirometalúrgico (D) con un baño de metal (6) o base líquida y una capa suprayacente de escoria de procedimiento (7), quedando ambos de la colada previa, ya presentes en el horno eléctrico; - introducir los residuos procedentes del proceso Waelz junto con otros residuos posteriores a la fabricación de acero, junto con aditivos adecuados incluyendo por lo menos carbono y reactivos químicos, en el horno (1) de dicha sección de tratamiento pirometalúrgico (D), con una distribución homogénea efectuada sobre la superficie del lecho reactivo de escoria (7); - introducir directamente en la escoria, por medio de lanzas (4), elementos de reacción, fundentes y aditivos para corregir la composición de la escoria (7); - hacer reaccionar los residuos con la escoria (7) para obtener: a) la separación de las fases metálicas líquidas que se añaden al baño de metal (6) para formar un metal líquido que puede venderse; b) la separación de los elementos volátiles metálicos en fase de vapor que, cuando se transfieren a la zona de espacio libre del horno (1), posiblemente con la ayuda de poscombustión, se recombinan con el oxígeno para la formación de óxidos y por consiguiente de polvo; c) la separación de las fases estables, normalmente cerámica y/o silicatos, que forman la fase inerte de la escoria (7); d) la separación y neutralización de otros elementos peligrosos para el medio ambiente y presentes en los propios residuos, de modo que vuelve inerte la escoria (7); - suministrar energía por medio de una columna (5) de electrodos al lecho reactivo o escoria (7) para mantener las reacciones anteriores; - extraer el baño metálico (6) y la escoria inerte (7); - extraer los polvos que salen de la sección de tratamiento pirometalúrgico (D), recoger y enviar los polvos a la sección de tratamiento hidrometalúrgico (C) junto con los procedentes del horno rotatorio (B); - obtener zinc y plomo de la sección de tratamiento hidrometalúrgico (C).
Description
Procedimiento pirometalúrgico para el
tratamiento de residuos de fabricación de acero, especialmente
residuos del proceso Waelz.
La presente invención se refiere a un
procedimiento pirometalúrgico para el tratamiento de residuos
posteriores a la fabricación de acero.
En particular, la invención se refiere a un
procedimiento pirometalúrgico para el tratamiento de residuos y
escoria caracterizados por un elevado impacto medioambiental
derivados de procedimientos posteriores a la fabricación de
acero.
Los residuos posteriores a la fabricación de
acero se refieren a los residuos y la escoria derivados de
procedimientos no destinados en sí mismos a la producción de
materiales ferrosos sino que resultan, por ejemplo, del reciclado de
subproductos de los procedimientos de fabricación de acero.
Por tanto, la invención se refiere a un
tratamiento pirometalúrgico para la inertización y recuperación de
residuos obtenidos de procedimientos utilizados para la extracción
de metales valiosos procedentes de residuos y escoria formados por
los hornos de arco eléctrico (EAF) durante su funcionamiento
(definidos posteriormente como "residuos").
El proceso Waelz, en particular, es un ejemplo
de todo un grupo de procesos que, durante la recuperación de los
metales pesados contenidos en los polvos de hornos de fabricación de
acero EAF, producen, a su vez, una cantidad considerable de
residuos con un elevado impacto medioambiental y, como tales, se
consideran "residuos especiales" y están sujetos por tanto a
medidas preventivas y normativas, lo que aumenta su coste de
transporte, almacenamiento y eliminación.
Una gran fracción de la producción anual de
acero en el mundo procede de hornos de arco eléctrico también
debido a la posibilidad que ofrecen de reciclar la chatarra de
hierro.
Durante los procedimientos de fabricación de
acero para la producción de acero y/o hierro colado por medio de un
EAF, se generan grandes cantidades de chatarra de procesamiento,
también en forma de polvos que contienen elementos con un fuerte
impacto medioambiental.
La utilización de chatarra de hierro zincada o
protegida con pinturas con plomo como materia prima para la
producción de aleaciones de hierro y acero en procedimientos con EAF
aumenta enormemente el contenido en metales pesados tales como, por
ejemplo, zinc, plomo y cadmio en los polvos de EAF.
Estos elementos son de hecho extremadamente
volátiles y reactivos en su forma metálica. Durante el procedimiento
de fabricación de acero, tienden a evaporarse y a reaccionar con el
oxígeno presente en el entorno del horno, formando compuestos
estables tales como óxidos.
Debido al modo con el que se efectúa dicha
reacción de oxidación, el compuesto está constituido por partículas
extremadamente finas que forman una fracción significativa del polvo
producido.
La presencia de óxidos de metales pesados hace
que el polvo de EAF resulte particularmente peligroso para el medio
ambiente, lo que requiere, según la normativa en vigor, costes
elevados para su disminución y eliminación. Por otro lado, la
presencia de los elementos anteriores y otros comercialmente
valiosos puede hacer interesante su recuperación desde el punto de
vista económico.
Los procedimientos utilizados actualmente para
la recuperación de los metales pesados presentes en los polvos de
procedimiento de EAF se basan en procedimientos pirometalúrgicos
(Waelz, etc.), procedimientos hidrometalúrgicos (Zincex, Ezinex,
etc.) y combinaciones de éstos.
El proceso pirometalúrgico Waelz representa el
procedimiento utilizado más ampliamente para la recuperación de
metales pesados.
El proceso Waelz se basa en un tratamiento a
alta temperatura (1.200-1.300ºC) de polvos de EAF,
en un horno rotatorio, con un ambiente reductor generado por la
presencia de carbón.
La extracción de metales volátiles tales como
zinc, tiene lugar por medio de reacciones químicas que se activan
en diversas zonas del horno rotatorio. La agitación inducida
mediante la rotación de la cámara cilíndrica caliente provoca un
remezclado continuo y un contacto estrecho entre el carbón presente
y los polvos.
Así, se reducen los óxidos formando gases de
combustión (tales como CO) y fases de hierro metálico (Fe) y otros
elementos de interés (por ejemplo, plomo y zinc).
A las temperaturas de tratamiento, el hierro
permanece en fase sólida en la carga, mientras que otros metales
tienden a evaporarse alcanzando zonas libres del horno, que son
relativamente ricas en oxígeno. En este caso, los vapores metálicos
experimentan una nueva oxidación con la consecuente producción de un
polvo muy fino, que puede retirarse fácilmente de los humos en una
zona de recogida fuera del horno. Los óxidos se reconvierten
entonces en la fase metálica con un procedimiento independiente y
posteriormente se comercializan.
Debido a la complejidad del procedimiento, sólo
el factor de escala puede disminuir los costes de dicha
recuperación. Por este motivo, se han creado unos pocos centros
especializados que pueden tratar los polvos de la fabricación de
acero de zonas geográficas muy extensas. Sin embargo, esta situación
transfiere la tarea de eliminar los residuos del proceso Waelz o de
los procedimientos de recuperación en general a empresas de
recuperación especializadas.
El documento WO/0075385A da a conocer un
procedimiento para el acondicionamiento de escoria con la adición
de materiales residuales metalúrgicos. En PATENT ABSTRACTS OF JAPAN
vol. 006, nº 214 (C-131), 27 de octubre de 1982
(27-10-1982) y el documento JP 57
120635 A (NAKAYAMA SEIKOSHO KK; otros: 01), 27 de julio 1982
(27-07-1982) se da a conocer un
tratamiento de ceniza de horno eléctrico.
En el documento
EP-A-0 007 856 se da a conocer un
procedimiento para recuperar los metales contenidos en compuestos
oxídicos zincíferos y plumbíferos.
El documento
US-A-5.282.881 proporciona un
procedimiento para la fundición de materiales residuales
metalúrgicos que contienen compuestos de hierro y elementos tóxicos
asociados.
En DATABASE WPI Sección Ch, semana 198235
Derwent Publications Ltd., Londres, GB; Clase M28, documento AN
1982-73727E XP002330885 y documento JP
57 120639 A (NAKAYAMA SEIKOSHO KK) 27 de julio de 1982
(27-07-1982) se da a conocer la
recuperación del contenido en plomo y zinc de ceniza de hornos
eléctricos introduciéndola en escoria fundida inyectada con
gas.
Documentos adicionales de la técnica anterior
son EP-A-0716153;
US-A-4725307; DE3616868A1;
EP-A-
0605378; DATABASE WPI Sección Ch, semana 198449 Derwent Publications Ltd., Londres, GB; Clase M25, documento AN 1984-306259 XP002330886 y documento SU 1089154 A (UST KAMENOGORK LEAD) 30 de abril de 1984 (30-04-1984); DE2829370A1.
0605378; DATABASE WPI Sección Ch, semana 198449 Derwent Publications Ltd., Londres, GB; Clase M25, documento AN 1984-306259 XP002330886 y documento SU 1089154 A (UST KAMENOGORK LEAD) 30 de abril de 1984 (30-04-1984); DE2829370A1.
Un objetivo general de la presente invención es
proporcionar un procedimiento para el tratamiento de residuos
posteriores a la fabricación de acero con el fin de inertizarlos y
recuperar los metales de interés comercial contenidos en los
mismos.
Un objetivo particular de la presente invención
es proporcionar un procedimiento pirometalúrgico para el tratamiento
de residuos procedentes de procedimientos posteriores a la
fabricación de acero de tipo Waelz.
Un objetivo adicional de la presente invención
es proporcionar un procedimiento que sea rentable en su
realización.
El procedimiento según la presente invención se
basa en un procedimiento de tratamiento de la escoria que procede
de procedimientos de extracción primarios de metales de bajo punto
de fusión (y volátiles) tales como, por ejemplo pero no
exclusivamente, el proceso Waelz.
El residuo sólido que procede del proceso Waelz,
contiene de hecho normalmente una cantidad de productos inertes que
es ligeramente superior al 40%. La cantidad restante está
constituida por óxidos de hierro (aproximadamente el 35%) y metales
volátiles tales como zinc y plomo (aproximadamente el 5%), presentes
en forma de óxidos tales como ZnO y PbO caracterizados por un
elevado riesgo medioambiental. Además, los volúmenes son
prácticamente los mismos en la entrada del sistema de reciclaje ya
que los pequeños porcentajes de materiales de alta densidad
extraídos no influyen significativamente en el volumen global de la
escoria.
El procedimiento según la invención se efectúa
en un horno de arco para tratamiento pirometalúrgico conectado
directamente a la salida del proceso de recuperación, normalmente un
proceso Waelz.
Esto presenta las ventajas siguientes:
- -
- se completa la recuperación del zinc y plomo todavía presentes en el residuo;
- -
- se inertiza el residuo;
- -
- se reducen significativamente las cantidades de material de desecho;
- -
- se reducen los costes de eliminación;
- -
- se produce un metal líquido con un alto contenido en carbono, manganeso y silicio que puede venderse en el mercado.
Los costes adicionales derivados de la inserción
de la nueva fase de reciclado propuesta por la presente invención
se compensan en gran medida mediante la reducción de los costes de
eliminación del residuo del proceso Waelz, la comercialización del
metal líquido producido mediante este procedimiento y la mayor
cantidad de zinc y plomo que puede recuperarse en total de los
polvos de EAR.
El equilibrio hace el procedimiento
pirometalúrgico ventajosamente sostenible y representa un
procedimiento futuro para mejorar los procedimientos de
recuperación de material de chatarra.
A la vista de los objetivos anteriores, según la
presente invención, se propone un procedimiento pirometalúrgico
para el tratamiento de residuos posteriores a la fabricación de
acero, que presenta las características especificadas en las
reivindicaciones adjuntas.
Las características funcionales de la presente
invención, las características estructurales del equipo destinado a
dicho procedimiento además de sus ventajas con respecto a la técnica
conocida, resultarán más evidentes a partir del estudio de la
siguiente descripción, que hace referencia a los dibujos
esquemáticos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un esquema de procedimiento según
la invención que hace referencia al tratamiento de residuos sólidos
procedentes del proceso Waelz;
la figura 2 es una vista esquemática en planta
de un horno adecuado para efectuar el procedimiento según la
invención;
la figura 3 es una sección esquemática según la
línea II-II de la figura 2.
Haciendo referencia a las figuras, el
procedimiento pirometalúrgico para el tratamiento de residuos
posteriores a la fabricación de acero según la invención es del
tipo de "fundición de escoria", en el que el baño de escoria
fundida forma el lecho de reacción y se produce mediante la
utilización de un horno eléctrico 1 de tamaño apropiado y adecuado
para la carga del residuo.
Haciendo referencia particular a la figura 1,
ésta describe el procedimiento para el tratamiento de residuos
procedentes de un proceso Waelz, A designa el horno de arco
eléctrico EAF, B el horno rotatorio para el tratamiento de tipo
Waelz y C la sección hidrometalúrgica para el tratamiento de los
polvos.
D designa la sección de tratamiento
pirometalúrgico de los residuos (en el caso en cuestión de tipo
Waelz) según el procedimiento de la presente invención. Tal como se
indica en el esquema de la figura 1, los polvos que proceden del
tratamiento pirometalúrgico según la invención (sección D) se
recogen y se envían al tratamiento hidrometalúrgico junto con los
procedentes del tratamiento de tipo Waelz (sección B) y entonces se
recuperan.
En este esquema, también puede observarse la
"distancia" desde el ciclo de fabricación de acero (A, B, C)
debido a la característica del presente procedimiento de
funcionamiento en cascada con el procedimiento de extracción de
otros metales valiosos (tal como de tipo Waelz) en escoria destinada
normalmente para su eliminación o almacenamiento.
En particular, haciendo referencia asimismo a
las figuras 2 y 3, el horno eléctrico 1, en el que se efectúa el
procedimiento pirometalúrgico, identificado previamente en la
sección D, comprende una parte 2 de cubierta inferior y una bóveda
11.
El horno 1 es del tipo de corriente continua o
alterna, de una fase o de tres fases, y se caracteriza por un
funcionamiento con resistencia de arco-arco.
Por tanto, el horno está equipado con por lo
menos una columna 5 de electrodos prevista para descender a través
de la bóveda 11 y sumergirse en la escoria que está constituida por
el residuo procedente del tratamiento previo, en este caso un
proceso Waelz, aunque el proceso puede aplicarse también a otros
tipos de residuos.
La parte 2 inferior del horno está revestida de
manera adecuada con una capa refractaria 3.
El residuo del proceso Waelz, que se descarga de
manera continua desde el horno rotatorio a una temperatura de
aproximadamente 1.000ºC, se alimenta al horno eléctrico 1.
La alimentación del horno 1 tiene lugar a través
de la bóveda 11 por medio de uno o más tubos 13 de carga y puede
efectuarse de manera continua, de manera semicontinua o de manera
discontinua, o una combinación de éstas dependiendo de cómo se
suministre la escoria, o bien fría o bien caliente.
De hecho, el horno puede funcionar con escoria
procedente directamente del proceso de recuperación primaria (con
Waelz, la escoria está disponible continuamente a una temperatura de
aproximadamente 1.000ºC), o utilizando escoria ya almacenada y por
tanto bajo un régimen de condiciones de alimentación semicontinua o
discontinua a temperatura ambiente o cualquier otra temperatura.
Los aditivos necesarios para el procedimiento, tales como carbón,
cal, agentes de lavado, etc., pueden añadirse mediante mezclado
directo con el residuo del proceso Waelz (y cargarse en el horno
eléctrico por gravedad) o mediante su inyección directa (por ejemplo
en la escoria) por medio de lanzas.
\newpage
La conexión entre el horno Waelz rotatorio y el
horno eléctrico 1 se efectúa a través de un sistema que puede
elevar el material de alimentación y proporcionar la posible adición
de aditivos.
Una tolva situada por encima del horno 1 permite
que el residuo del proceso Waelz se acumule mientras espera que se
cargue en el horno de tratamiento.
El "pulmón de procedimiento" así formado
permite manejar fluctuaciones y/o interrupciones durante el
funcionamiento del horno eléctrico que efectúa el procedimiento
pirometalúrgico.
Al inicio del tratamiento, un baño de metal 6
(también denominado base líquida) y una capa suprayacente de
escoria de procedimiento 7, que quedan ambos de la colada previa,
están presentes en el horno eléctrico.
La carga eléctrica produce el arco que
suministra parte de la energía necesaria para el sistema.
La escoria de procedimiento 7 representa el
lecho de reacción del tratamiento pirometalúrgico.
El residuo del proceso Waelz, que cae desde la
bóveda 11, pasa lentamente a través del lecho de reacción, la
escoria 7.
En esta pasada, hay una fusión parcial y una
reducción rápida de los óxidos metálicos (FeO, Fe_{2}O_{3},
ZnO, PbO, etc.), presentes en el mismo, debido al carbono y a sus
óxidos que circulan libremente en la escoria de procedimiento 7
(fundición de escoria).
Una vez que se han fundido los elementos no
volátiles (tales como, por ejemplo, Fe, Si, Mn, Cu), acaban pasando
a través del lecho de reacción 7 y se alimentan al baño subyacente 6
entrando en disolución con el metal líquido presente en el
mismo.
Los óxidos no reducibles presentes en el residuo
del proceso Waelz, tales como CaO, MgO, Al_{2}O_{3}, etc., con
una densidad mucho menor que el metal líquido subyacente, tienden a
flotar contribuyendo a la formación de la escoria de procedimiento
7.
La adición de aditivos específicos proporciona a
la escoria de procedimiento una basicidad moderada. Esto contribuye
a retener y fijar elementos tales como halógenos (Cl, F y S) y
compuestos tales como sales de Ca.
La inclusión de estos componentes en la matriz
de silicato determina así las características de inercia
particulares de la escoria producida que, una vez que se ha
enfriado, puede utilizarse como tal, sin ninguna especificación ni
tratamiento adicional particular.
Además, otros aditivos regulan la conductividad
eléctrica y la viscosidad con el fin de optimizar el procedimiento
pirometalúrgico y minimizar el consumo de los revestimientos del
horno 3.
Además de la fundición de escoria del residuo
del proceso Waelz, análogamente a lo que tiene lugar en un EAF, hay
un proceso de "fumigación". Diversos metales volátiles, entre
los que se encuentran zinc, plomo y metales alcalinos, se liberan a
la atmósfera del horno.
Una posible poscombustión efectuada en la zona
del horno suprayacente a la escoria 7 acelera la recombinación con
oxígeno.
Esto permite la formación de óxidos con la
consecuente generación de polvos enriquecidos en ZnO y PbO con un
tamaño de partícula muy fino. Estos polvos siguen los humos a lo
largo del conducto 10 y, una vez separados, pueden utilizarse de
manera similar a los generados mediante procedimientos tales como el
proceso Waelz (véase el esquema adjunto).
Pueden utilizarse, por ejemplo, para alimentarse
a posibles procedimientos hidrometalúrgicos aguas abajo o venderse,
como tales, para la producción de plomo y zinc metálicos.
Las altas temperaturas obtenidas en el reactor y
en las corrientes gaseosas de poscombustión provocan la destrucción
completa de los componentes orgánicos posiblemente presentes y
evitan la formación de compuestos peligrosos tales como dioxinas y
furanos.
Al final del tratamiento en el horno eléctrico
1, está dispuesto un baño de hierro colado 6 que presenta una
altura L1 y una escoria de procedimiento inerte 7 que presenta una
altura L2.
El metal líquido y la escoria se extraen
(vacían) del horno a través de orificios de colada 9, por ejemplo,
producidos a través de la capa refractaria 3.
Los orificios de colada, situados a diferentes
alturas, permiten que se extraigan el metal líquido y la escoria
por separado; un orificio adicional está previsto para permitir el
vaciado completo del horno.
Los orificios de colada se abren y se cierran
por medio de una máquina específica para su funcionamiento.
Alternativamente, puede haber un sistema de inclinación del horno
para el vertido secuencial de la escoria y del metal. En este caso,
se suspende la alimentación de residuo del proceso Waelz al horno
eléctrico. Otra posibilidad consiste en el vaciado continuo de la
escoria y del metal fundido. En el caso del vaciado discontinuo,
sólo se descarga del horno la cantidad de metal y escoria añadida
para alcanzar las condiciones iniciales. En este caso y en el caso
del vaciado por medio de "orificios de colada", la alimentación
puede mantenerse en continuo.
El procedimiento según la invención permite el
tratamiento de residuos del proceso de Waelz produciendo una
escoria de procedimiento inerte, un metal líquido que puede venderse
y polvos que pueden tratarse con el procedimiento hidrometalúrgico,
por ejemplo, para la recuperación de plomo, zinc u otros
metales.
Con el fin de mantener las reacciones que tienen
lugar durante el tratamiento pirometalúrgico, el lecho de reacción
7 debe alimentarse de manera adecuada no sólo con reactivos químicos
sino también con energía. Esta energía se transfiere desde la
columna 5 de electrodos (o electrodos) utilizando un funcionamiento
con resistencia de arco y/o arco.
La transferencia de energía se efectúa gracias
al paso de una corriente eléctrica a través de la capa de escoria
de procedimiento 7 y el baño metálico subyacente 6. La corriente
eléctrica suministrada por la alimentación se transforma en energía
según la ley de Joule, en la que la potencia se define como P =
R*I^{2}. La irradiación producida por el posible arco eléctrico
contribuye también a transferir energía a la escoria.
Una fuente de energía adicional está
representada por la combustión parcial del carbón inyectado, la
combustión del metal inyectado y la poscombustión parcial del CO en
la zona por encima de la escoria. Las inyecciones de carbón,
oxígeno, metano y aditivos se efectúan por medio de lanzas 4 de
pared, con un tamaño adecuado y dirigidas hacia el interior del
horno. Estas lanzas 4 presentan ventajosamente un revestimiento o
bloque 12 de enfriamiento, que presenta una función protectora,
protegiendo la lanza de las condiciones térmicas extremas presentes
en el horno y prolongando su vida operativa.
La posibilidad de intervenir fácilmente en los
parámetros de procedimiento principales (temperatura y composición
química del lecho de reacción, potencia química y eléctrica
transferida al lecho de reacción) y el tipo de sistema de carga de
las materias primas, caracterizado por un sistema de entrada por
gravedad y/o un sistema de insuflación, hace particularmente
versátil el procedimiento. Por tanto, la tecnología propuesta
permite la aplicación de numerosos procedimientos pirometalúrgicos
para el tratamiento de residuos de la fabricación de acero.
Otras chatarras de la fabricación de acero tales
como virutas de laminación también pueden tratarse alternativamente
o junto con la escoria del proceso de Waelz.
Por consiguiente, el procedimiento según la
invención comprende las etapas siguientes:
- -
- preparar un horno 1 de tipo eléctrico, equipado con por lo menos una columna 5 de electrodos, adecuado para la introducción de los residuos, por ejemplo de tipo Waelz;
- -
- preparar los residuos, en una tolva con la posibilidad de mezclado con los elementos de reacción y aditivos;
- -
- introducir los residuos, junto con reactivos químicos y aditivos adecuados, en el horno; se prefiere la distribución homogénea sobre la superficie del lecho de reacción 7 de dichos residuos;
- -
- introducir directamente en la escoria, por medio de lanzas 4, aditivos, elementos de reacción y de lavado para corregir la composición de la escoria 7, con el fin de optimizar las reacciones químicas con los residuos, así como otros parámetros de procedimiento;
- -
- hacer reaccionar los residuos con la escoria 7 para obtener:
- a)
- la separación de las fases metálicas líquidas que se añaden al baño de metal 6 para formar un metal líquido que puede venderse;
- b)
- la separación de los elementos volátiles metálicos en fase de vapor que, cuando se transfieren a la zona libre del horno, posiblemente con la ayuda de poscombustión, se recombinan con el oxígeno para la formación de óxidos y por consiguiente de polvo, enviándose dicho polvo posteriormente con los humos al conducto 10, separándose y haciéndolo disponible para su venta u otras utilizaciones;
- c)
- la separación de las fases estables, normalmente cerámica y/o silicatos, que forman la fase inerte de la escoria 7;
- d)
- la separación y neutralización de otros elementos peligrosos para el medio ambiente presentes en los propios residuos. Esta reacción vuelve inerte la escoria 7;
\newpage
- -
- suministrar energía por medio de una columna 5 de electrodos al lecho de reacción 7 para mantener las reacciones anteriores;
- -
- extraer el baño metálico 6 y la escoria inerte 7 por medio de un procedimiento con "orificios de vaciado" 9 o mediante la inclinación del horno, o bien de manera continua o bien de manera semicontinua para reintegrar las condiciones iniciales.
Una vez que se han tratado los productos
anteriores (por ejemplo, enfriado) están listos para su
comercialización, eliminación u otras utilizaciones.
Por consiguiente, el procedimiento
pirometalúrgico para el tratamiento de residuos presenta un
"pulmón de sistema" (por ejemplo, la tolva anterior) para
suspender la alimentación de dichos residuos para permitir que se
efectúen diversas operaciones en el horno, tales como, por ejemplo,
la descarga del metal líquido 6 y la escoria 7.
A partir de lo descrito anteriormente haciendo
referencia a las figuras, resulta evidente cómo un procedimiento
pirometalúrgico para el tratamiento de residuos según la invención
es particularmente útil y ventajoso. Por tanto se han alcanzado los
objetivos enumerados en la introducción de la descripción.
El procedimiento del proceso así como también el
equipo destinado a su realización según la invención pueden diferir
obviamente de los descritos e indicados por motivos puramente
ilustrativos y no limitativos en los dibujos.
Por tanto, el alcance de protección de la
invención está delimitado por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (19)
1. Procedimiento pirometalúrgico para el
tratamiento de residuos posteriores a la fabricación de acero,
incluyendo residuos de un proceso Waelz en forma de fundición
reactiva de escoria, que comprende las etapas siguientes:
- -
- proporcionar:
- -
- polvos de EAF procedentes de un horno de arco eléctrico (A) para la producción de aleaciones de hierro y acero;
- -
- un horno rotatorio (B) de un proceso Waelz alimentado con dichos polvos de EAF para un tratamiento de recuperación;
- -
- una sección de tratamiento pirometalúrgico (D) en forma de un horno (1) de tipo eléctrico, adecuada para la introducción de los residuos posteriores a la fabricación de acero;
- -
- una sección hidrometalúrgica (C) para el tratamiento de los polvos de fumigación recogidos de dicho horno rotatorio (B) y dicha sección de tratamiento pirometalúrgico (D);
- -
- preparar los residuos procedentes del proceso Waelz opcionalmente junto con otros residuos posteriores a la fabricación de acero para su alimentación al horno (1), por ejemplo en una tolva con la posibilidad de mezclarlos con elementos de reacción y aditivos tales como carbón, cal, agentes fundentes y similares necesarios para el procedimiento;
- -
- comenzar el tratamiento pirometalúrgico en la sección de tratamiento pirometalúrgico (D) con un baño de metal (6) o base líquida y una capa suprayacente de escoria de procedimiento (7), quedando ambos de la colada previa, ya presentes en el horno eléctrico;
- -
- introducir los residuos procedentes del proceso Waelz junto con otros residuos posteriores a la fabricación de acero, junto con aditivos adecuados incluyendo por lo menos carbono y reactivos químicos, en el horno (1) de dicha sección de tratamiento pirometalúrgico (D), con una distribución homogénea efectuada sobre la superficie del lecho reactivo de escoria (7);
- -
- introducir directamente en la escoria, por medio de lanzas (4), elementos de reacción, fundentes y aditivos para corregir la composición de la escoria (7);
- -
- hacer reaccionar los residuos con la escoria (7) para obtener:
- a)
- la separación de las fases metálicas líquidas que se añaden al baño de metal (6) para formar un metal líquido que puede venderse;
- b)
- la separación de los elementos volátiles metálicos en fase de vapor que, cuando se transfieren a la zona de espacio libre del horno (1), posiblemente con la ayuda de poscombustión, se recombinan con el oxígeno para la formación de óxidos y por consiguiente de polvo;
- c)
- la separación de las fases estables, normalmente cerámica y/o silicatos, que forman la fase inerte de la escoria (7);
- d)
- la separación y neutralización de otros elementos peligrosos para el medio ambiente y presentes en los propios residuos, de modo que vuelve inerte la escoria (7);
- -
- suministrar energía por medio de una columna (5) de electrodos al lecho reactivo o escoria (7) para mantener las reacciones anteriores;
- -
- extraer el baño metálico (6) y la escoria inerte (7);
- -
- extraer los polvos que salen de la sección de tratamiento pirometalúrgico (D), recoger y enviar los polvos a la sección de tratamiento hidrometalúrgico (C) junto con los procedentes del horno rotatorio (B);
- -
- obtener zinc y plomo de la sección de tratamiento hidrometalúrgico (C).
2. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que dicho horno (1) es del tipo de corriente
continua o alterna, de una fase o de tres fases y está equipado con
por lo menos una columna (5) de electrodos prevista para descender
a través de una bóveda (11) del horno (1).
3. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que está previsto por lo menos un
dispositivo para el desplazamiento de dichos residuos entre el
sistema pirometalúrgico (B) y el horno eléctrico (1).
4. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que está previsto por lo menos un sistema
de mezclado de dichos residuos con aditivos, agentes fundentes y
reactivos químicos adecuados para la realización del
procedimiento.
5. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que se proporciona un "pulmón de
sistema", la tolva de carga de los residuos, adaptado para
suspender la alimentación de dichos residuos.
6. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que la introducción de los elementos
reactivos, agentes fundentes y/o aditivos se efectúa mediante
inyección directa en la escoria (7).
7. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que los polvos formados se separan de sus
óxidos metálicos valiosos, por ejemplo, de zinc y de plomo, para su
recogida para otras utilizaciones.
8. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que la extracción del metal líquido (6)
tiene lugar de manera discontinua por medio de orificios de vaciado
(9).
9. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que la extracción del metal líquido (6)
tiene lugar de manera discontinua mediante la inclinación del
horno.
10. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que la extracción del metal líquido (6)
tiene lugar de manera continua o semicontinua.
11. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que la extracción de la escoria inerte (7)
tiene lugar de manera discontinua por medio de orificios de vaciado
(9).
12. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que la extracción de la escoria inerte (7)
tiene lugar de manera discontinua mediante la inclinación del
horno.
13. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que la extracción de la escoria inerte (7)
tiene lugar de manera continua o semicontinua.
14. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que por lo menos parte de la energía de
procedimiento se alimenta por medio de la columna (5) de electrodos
utilizando el funcionamiento con resistencia de arco y/o arco
eléctrico.
15. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1 ó 14, en el que se suministra energía adicional
por medio de la combustión parcial de carbón inyectado, la
combustión de metano inyectado y la poscombustión parcial de
monóxido de carbono presente en la zona por encima de la escoria,
además de irradiación mediante un arco eléctrico operacional.
16. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que el suministro térmico se complementa
mediante la energía química producida por la insuflación de oxígeno
y/o metano, u otro combustible, por medio de lanzas (4).
17. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que dichas lanzas (4) están aisladas por
medio de un revestimiento o bloque (12) de enfriamiento.
18. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que dicho residuo se alimenta de manera
continua.
19. Procedimiento pirometalúrgico según la
reivindicación 1, en el que dicho residuo pasa a través de dicha
capa de escoria (7), en la que tiene lugar la fusión y la reducción
de los óxidos con carbono.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| ITMI04A0283 | 2004-02-20 | ||
| ITMI20040283 ITMI20040283A1 (it) | 2004-02-20 | 2004-02-20 | Processo pirometallurgico di trattamento di residui siderurgici |
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|---|---|
| ES2318414T3 true ES2318414T3 (es) | 2009-05-01 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP1566455B1 (es) |
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Families Citing this family (2)
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