LU88541A1 - Process for recovering iron and steel residues - Google Patents
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Description
Procédé de valorisation des résidus ferreux sidérurgiques.Process for recovering iron and steel residues.
La présente invention est relative à un procédé de valorisation des résidus ferreux d'usines sidérurgiques, tels que par exemple les poussières et les boues d'aciérie ou de haut-fourneau, les pailles et les boues récupérées dans les laminoirs, etc, en vue de leur recyclage.The present invention relates to a process for recovering ferrous residues from steel plants, such as for example dust and sludge from a steelworks or blast furnace, straws and sludges recovered from rolling mills, etc., with a view to of their recycling.
La fabrication et la transformation des métaux ferreux engendrent différents types de résidus, porteurs de matières métalliques oxydées telles que du fer ou du zinc, dans des proportions variables.The manufacture and transformation of ferrous metals generate different types of residues, carrying oxidized metallic materials such as iron or zinc, in variable proportions.
Dans l'industrie sidérurgique ces résidus proviennent en particulier d'opérations aussi diverses que l'agglomération des minerais, la production de fonte ou d'acier, le laminage, la rectification ou le dégraissage des produits.In the steel industry, these residues come in particular from operations as diverse as the agglomeration of ores, the production of cast iron or steel, the rolling, grinding or degreasing of products.
Diverses techniques ont déjà été envisagées pour chercher à récupérer les composants intéressants de ces résidus, essentiellement le fer et le zinc, et éviter en même temps leur mise en décharge.Various techniques have already been envisaged in order to seek to recover the interesting components of these residues, essentially iron and zinc, and at the same time avoid their landfill.
Une première série de procédés consiste à récupérer les matières métalliques, par exemple par extraction chimique; la matière ferrifère peut ensuite être recyclée à l'agglomération des minerais. Ces procédés sont généralement handicapés par des coûts d'investissements et d'exploitation élevés.A first series of processes consists in recovering metallic materials, for example by chemical extraction; the ferrous material can then be recycled to the agglomeration of ores. These processes are generally handicapped by high investment and operating costs.
S'il s'agit de résidus tels que des boues ou des poussières de hautfourneau ou d'aciérie, une autre voie consiste, après séchage éventuel, à les briqueter ou à les pelletiser en vue de les recycler comme charges ferrifères à l'aciérie ou au haut-fourneau. A cet effet on utilise des liants de nature minérale, tels que ciments, chaux bentonite, cendres volantes, qui se retrouvent dans les opérations de recyclage.In the case of residues such as sludge or dust from blast furnace or steelworks, another way consists, after possible drying, in briquetting or pelletizing them in order to recycle them as iron charges in the steelworks or in the blast furnace. For this purpose, binders of a mineral nature are used, such as cements, bentonite lime, fly ash, which are found in recycling operations.
Les procédés mis en oeuvre ou proposés ne sont cependant pas souvent aptes, techniquement ou économiquement, à combiner la valorisation des résidus et la protection de l'environnement.The processes implemented or proposed are however not often capable, technically or economically, of combining the recovery of residues and the protection of the environment.
La présente invention a pour objet de proposer un procédé de traitement des résidus des opérations sidérurgiques qui permet d'atteindre ce double objectif.The object of the present invention is to propose a method for treating residues from steel operations which makes it possible to achieve this double objective.
Le procédé de valorisation des résidus ferreux sidérurgiques, objet de la présente invention, est caractérisé en ce que lesdits résidus sont introduits sous pression dans une enceinte où ils sont soumis à un traitement de séparation à très haute température, en ce qu'à la sortie de cette enceinte on récolte d'une part des produits liquides, pâteux ou solides, destinés à la récupération, et d'autre part des produits gazeux que l'on soumet éventuellement à un traitement supplémentaire de purification.The process for recovering iron and steel residues, object of the present invention, is characterized in that said residues are introduced under pressure into an enclosure where they are subjected to a separation treatment at very high temperature, in that at the outlet from this enclosure, on the one hand, liquid, pasty or solid products are collected, intended for recovery, and, on the other hand, gaseous products which are optionally subjected to an additional purification treatment.
Suivant l'invention, l'enceinte utilisée pour le traitement des résidus est avantageusement un appareil du type cyclone dans lequel on insuffle les matières. Suivant une modalité intéressante de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on assure le traitement en insufflant un gaz comburant, par exemple de l'oxygène, dans l'enceinte en question; suivant une autre modalité de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on injecte dans cette enceinte un agent combustible pour autant que les résidus ne contiennent pas eux-mêmes suffisamment de matières carbonées, pour assurer, par combustion, la très haute température nécessaire à l'opération.According to the invention, the enclosure used for the treatment of residues is advantageously an apparatus of the cyclone type into which the materials are blown. According to an advantageous method of implementing the method of the invention, the treatment is provided by blowing an oxidizing gas, for example oxygen, into the enclosure in question; according to another embodiment of the process of the invention, a combustible agent is injected into this enclosure, provided that the residues themselves do not contain enough carbonaceous materials, to ensure, by combustion, the very high temperature required to the operation.
Suivant l'invention, l'agent combustible injecté dans l'enceinte peut être le gaz porteur de-résidus, comme c'est par exemple le cas lorsqu'on traite des fumées poussiéreuses contenant du CO; dans le cas où l'on injecte un agent complémentaire, on peut avantageusement utiliser du charbon pulvérisé.According to the invention, the combustible agent injected into the enclosure can be the carrier gas of residues, as is for example the case when treating dusty fumes containing CO; in the case where an additional agent is injected, pulverized coal can advantageously be used.
Un des aspects intéressants du procédé de l'invention est que les produits ferreux liquides, pâteux ou solides sortant de l'enceinte à très haute température peuvent être directement recyclés; pour leur part certains composants des gaz, tels que le zinc et le plomb, qui sont vaporisés dans l'enceinte à haute température, sont récupérés à la sortie.One of the interesting aspects of the process of the invention is that the liquid, pasty or solid ferrous products leaving the enclosure at very high temperature can be directly recycled; for their part, certain components of the gases, such as zinc and lead, which are vaporized in the enclosure at high temperature, are recovered at the outlet.
A titre d'exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on peut citer le cas du traitement des fumées poussiéreuses produites lors de l'opération d'affinage au four électrique; ces fumées, chargées notamment de particules de FeO, de ZnO et de chaux, sont à une température d'environ 1500*C et contiennent de 40 à 50 % de monoxyde de carbone; elles sont insufflées dans une enceinte constituée par un cyclone où on injecte simultanément de l'oxygène. La combustion élève la température dans l'enceinte jusqu'à 1800*C à 2400*C, ce qui permet de recueillir d'une part en bas de l'enceinte, après traitement, du fer qui est rechargé dans le four électrique lui-même et d'autre part des fumées contenant du zinc et du plomb vaporisés et ré-oxydés, qui peuvent être ensuite récupérés par des moyens connus en eux-mêmes.As an example of implementation of the method of the invention, mention may be made of the case of the treatment of dusty fumes produced during the refining operation in an electric oven; these fumes, loaded in particular with FeO, ZnO and lime particles, are at a temperature of around 1500 ° C. and contain from 40 to 50% of carbon monoxide; they are injected into an enclosure constituted by a cyclone into which oxygen is simultaneously injected. Combustion raises the temperature in the enclosure up to 1800 * C to 2400 * C, which makes it possible to collect on the one hand at the bottom of the enclosure, after treatment, iron which is recharged in the electric oven itself even and on the other hand fumes containing zinc and lead vaporized and re-oxidized, which can then be recovered by means known in themselves.
Ce traitement "in situ" des fumées poussiéreuses est bien entendu applicable aux produits d'autres engins d'élaboration de l'acier et par exemple aux fumées de convertisseurs ou des cubilots.This "in situ" treatment of dusty fumes is of course applicable to the products of other steel-working machines and for example to the fumes from converters or cupola furnaces.
Le procédé suivant l'invention peut être mis en oeuvre pour la valorisation de résidus ferreux sidérurgiques, de provenances diverses, disponibles sous forme gazeuse, par exemple les fumées d'aciérie ou de hautfourneau, ou sous forme liquide ou solide; dans ces deux derniers cas, les résidus sont préalablement conditionnés, par séchage, pulvérisation, etc... pour permettre leur injection dans l'enceinte de traitement, par exemple au moyen d'un gaz porteur carboné.The process according to the invention can be implemented for the recovery of iron and steel residues, from various sources, available in gaseous form, for example steelworks or blast furnace fumes, or in liquid or solid form; in the latter two cases, the residues are previously conditioned, by drying, spraying, etc., to allow their injection into the treatment enclosure, for example by means of a carbon-containing carrier gas.
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