PL189748B1 - Sposób i urządzenie do odzyskiwania surowców z odpadów i materiałów resztkowych - Google Patents

Abstract

1 . Sposób odzyskiw ania surow ców z odpadów i m aterialów resztkow ych, zw laszcza odzyskiw ania metali ciez- kich, w którym najpierw wytwarza sie m ieszanine wejsciow a w postaci cieklej lub o konsystencji pasty i/lub m ieszani- ne w ejsciow a z rozdrobnionych lub zm ielonych skladników , przy czym odzysk surow ców z m ieszaniny wejsciowej nastepuje droga obróbki chem iczno-term icznej, a gazy odlotow e z pieca przepuszcza sie przez w ielostopniow y uklad filtrujacy, przy czym jak o pierw szy filtr zawsze stosuje sie filtr goracy, a gazy odlotow e nastepnie oziebia sie i prze- puszcza sie przez co najm niej drugi filtr, przy czym po wstepnym ogrzaniu spala w wysokiej tem peraturze, znam ienny tym , ze m ieszanine w ejsciow a w postaci cieklej lub o konsystencji pasty i/lub m ieszanine w ejsciow a w postaci stalej, w zaleznosci od jej skladu, najpierw m iesza sie z substancjam i dodatkow ym i, korzystnie stanow iacym i substancje zaw ierajace glin, zelazo, chlor lub siarke, jak rów niez zm ielone tworzywa sztuczne, przy czym m ieszanine w ejsciow a razem ze srodkiem utleniajacym lub redukujacym wdm uchuje sie do pieca, a nastepnie m ieszanine w ejsciow a poddaje sie obróbce chem iczno term icznej, w której gazy piecowe w zadanej tem peraturze przeplyw aja z zadana szybkoscia przez w dm uchana m ieszanine wejsciow a, z wytworzeniem w zaleznosci od skladu pow ietrza i tem peratury proszków o malej gestosci zaw ierajacych metale ciezkie, które wraz ze strum ieniem pow ietrza o ustalonej szybkosci doprow adza sie do ukladu filtrujacego 13. Urzadzenie do odzyskiw ania surow ców z odpadów 1 m aterialów resztkow ych, zw laszcza odzyskiw ania m e- tali ciezkich, obejm ujace term iczny reaktor do chem iczno-term icznej obróbki surow ców , do którego bezposrednio jest dolaczony uklad fil trujacy, a kom ora dopalajaca jest um ieszczona za ukladem filtrujacym patrzac w kierunku przeply- wu gazów odlotow ych, wzglednie za urzadzeniem odpylajacym , znam ienne ty m . ze term iczny reaktor jest rurowym piecem obrotowym lub piecem f l uidyzacyinym , którego tem peratura pracy wynosi 350°C - 1250°C w zaleznosci o tem peratury m ineralizacji w ytw arzanego produktu koncowego, przy czym w ielostopniow y uklad filtrujacy ma pierw - szy filtr, którego tem peratura pracy wynosi okolo 800°C, korzystnie filtr ceram iczny lub cyklon 1 drugi filtr, którego tem peratura pracy wynosi 200°C. korzystnie filtr tkaninowy. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania surowców z odpadów i materiałów resztkowych, zwłaszcza odzyskiwania metali ciężkich, w którym najpierw wytwarzana jest ciekła mieszanina wejściowa lub mieszanina wejściowa o konsystencji pasty i/lub mieszanina wejściowa z rozdrobnionych lub zmielonych składników, przy czym odzysk surowców z mieszaniny wejściowej następuje przez chemiczno-termiczną obróbkę, a gazy odlotowe z pieca przepuszczane są przez wielostopniowy układ filtrujący, przy czym pierwszy filtr zawsze ukształtowany jest jako filtr gorący, a gazy odlotowe są następnie oziębiane i po przejściu co najmniej drugiego filtru, po wstępnym ogrzaniu spalane są w wysokiej temperaturze. Przedmiotem wynalazku jest poza tym urządzenie do realizowania procesu według wynalazku.

Przy prowadzeniu procesów produkcyjnych, zwłaszcza przy wytwarzaniu różnorodnych produktów, powstają odpady lub uwarunkowane procesem produkcyjnym materiały resztkowe, w postaci mieszaniny substancji zawierających metale ciężkie, takie jak chrom, cynk, nikiel, miedź, ołów i inne metale, często również w połączeniu z substancjami organicznymi, przy czym z reguły przeważający jest udział chromu.

Rozdzielenie tej mieszaniny substancji w celu odzyskania wartościowych surowców jest pożądane, ale bardzo trudne ze względu na różnorodność właściwości tych mieszanin. Przykładowo, w odpadach ciekłych, w odpadach o konsystencji pasty, albo w stałych odpadach rozdrobnionych lub zmielonych, albo w materiałach resztkowych może być zawarty tlenek chromu(VI) lub tlenek chromu(III) (Cr₂Os), a także cynk.

Ponieważ odzyskiwanie metali ciężkich jest bardzo kosztowne i stosunkowo nieekonomiczne, odpady zawierające metale ciężkie są przykładowo w urządzeniu do obróbki fizykochemicznej tak obrabiane, że szkodliwość substancji odpadowych ulega zmniejszeniu, tzn. stają się one nieaktywne, a także trudno wymywalne. Powstający przy tym placek filtracyjny może być składowany na wysypisku przeznaczonym dla specjalnych odpadów.

Na przykład, opublikowany przez Bayer AG sposób odzyskiwania chromu dotyczy odpadów wysokostężonych, przy czym mogą być obrabiane tylko określone roztwory, powstające w procesach realizowanych przez tę firmę i zawierające określone zanieczyszczenia, które mogą być stosowane jako substancje dodatkowe przy przeróbce rud chromowych. W procesie tym metale ciężkie z fazy gazowej wiązane są w fazę stałą, tzn. następuje najpierw chemiczna obróbka, w której wytrąca się zawierające chrom wysokostężone odpady w postaci szlamu. Po wysuszeniu tego szlamu można odpady te poddać dalszej przeróbce w hucie metali.

Z opisu patentowego DE-A-3514471 znany jest sposób i urządzenie do oddzielania arsenu z gorących gazów odlotowych powstających przy metalurgicznym przerobie metodą ogniową materiałów zawierających arsen. W sposobie tym gazy odlotowe, zawierające zanieczyszczenia arsenowe, względnie kondensaty i pyły zawierające wartościowe metale, oczyszczane są w wielostopniowym układzie filtrującym. Aby osiągnąć wytrącenie pyłów warto4

189 748 ściowych metali nie zawierających arsenu, gazy odlotowe bezpośrednio po procesie topienia są oziębiane i poddawane obróbce z dodaniem środka redukującego, w wyniku czego powstają nietrwałe związki zawierające arsen. Wskutek tego arsen jest trwale utrzymywany w fazie gazowej i nie może gromadzić się w zawierających wartościowe metale pyłach wytrącanych w filtrze gorącym.

Wytrącanie kondensatu arsenu następuje w drugim podporządkowanym filtrze zimnym.

Takim sposobem nie można jednak odzyskiwać metali ciężkich z odpadów i materiałów resztkowych.

W opisie patentowym WO-A-91/05881 przedstawiono sposób odzyskiwania chromu z odpadów, przez wytworzenie rozpuszczalnych w wodzie chromianów^. W tym celu wysuszony materiał zawierający chrom rozdrabnia się i poddaje obróbce cieplnej po dodaniu reagentów alkalicznych i środków utleniających, w zamkniętej komorze przy stałym doprowadzaniu tlenu. Tworzące się rozpuszczalne w wodzie chromiany są następnie wymywane. Sposób ten nie nadaje się jednak do wytwarzania pyłów i proszków zawierających metale szlachetne.

Wreszcie, w opisie patentowym US-A-3 968 756 przedstawiono sposób spalania szlamów zawierających chrom.

Zgodnie z obowiązującymi surowymi przepisami dotyczącymi ochrony środowiska, wysokostężone odpady pakuje się w pojemniki lub inne opakowania i korzystnie składuje się w podziemnych składowiskach.

Przy lekko zanieczyszczonych odpadach mających pewną minimalną wartość opałową powstaje możliwość spalania ich w urządzeniu do spalania odpadów. Ze względu na podwyższoną zawartość metali ciężkich, pozostałość powstającą przy spalaniu, taką jak popiół lotny i żużel, musi się składować na specjalnych wysypiskach. Dodatkowo, do urządzenia do spalania odpadów musi być podłączone urządzenie dopalające, aby usuwać z gazów odlotowych szkodliwe związki, takie jak dioksyny, powstające przy pierwszym spalaniu substancji organicznych. W tym celu w urządzeniu dopalającym musi być osiągana znacznie wyższa temperatura niż we właściwym urządzeniu do spalania odpadów. Wadą tego jest, że w wysokiej temperaturze powstały przy pierwszej obróbce termicznej tlenek chromu(III) łatwo przekształcany jest w dobrze rozpuszczalny tlenek chromu(VI), który może nawet opuścić urządzenie w sposób niekontrolowany. Podobny efekt występuje także w przypadku cynku.

W wyjątkowych przypadkach, niewielkie ilości materiałów resztkowych o ograniczonym składzie, po odpowiedniej obróbce wstępnej mogą być stosowane jako substancje domieszkowe w hutach metali.

Przykłady te pokazują, że wartościowe metale ciężkie tylko w bardzo niewielkiej części są stosowane ponownie. Składowanie większej części metali ciężkich z materiałów resztkowych i odpadów na specjalnych wysypiskach jest ekonomicznie i ze względu na ochronę środowiska najbardziej niekorzystnym wariantem.

Z tego powodu, celem wynalazku jest opracowanie sposobu odzyskiwania i wydzielania surowców z odpadów i materiałów resztkowych, realizowanego prostymi środkami, z wysoką niezawodnością i możliwie bez wytwarzania dalszych odpadów lub materiałów resztkowych. Sposób ten powinien również nadawać się do przeróbki materiałów resztkowych i odpadów już składowanych na wysypiskach.

Rozdzielanie surowców sposobem według wynalazku następuje w procesie takiego typu, jaki jest wspomniany we wstępie niniejszego opisu, w którym najpierw wytwarza się mieszaninę wejściową w postaci ciekłej lub o konsystencji pasty i/lub mieszaninę wejściową z rozdrobnionych lub zmielonych składników, przy czym odzysk surowców z mieszaniny wejściowej następuje drogą obróbki chemiczno-termicznej, a gazy odlotowe z pieca przepuszcza się przez wielostopniowy układ filtrujący, przy czym jako pierwszy filtr zawsze stosuje się filtr gorący, a gazy odlotowe następnie oziębia się i przepuszcza się przez co najmniej drugi filtr, przy czym po wstępnym ogrzaniu spala w wysokiej temperaturze, przy czym sposób ten charakteryzuje się tym, że mieszaninę wejściową w postaci ciekłej lub o konsystencji pasty i/lub mieszaninę wejściową w postaci stałej, w zależności od jej składu, najpierw miesza się z substancjami dodatkowymi, korzystnie stanowiącymi substancje zawierające glin, żelazo, chlor lub siarkę, jak również zmielone tworzywa sztuczne, przy czym mieszaninę wejściową razem ze środkiem utleniającym lub redukującym wdmuchuje się do pieca, a następnie

189 748 mieszaninę wejściową poddaje się obróbce chemiczno termicznej, w której gazy piecowe w zadanej temperaturze przepływają z zadaną szybkością przez wdmuchaną mieszaninę wejściową, z wytworzeniem w zależności od składu powietrza i temperatury proszków o małej gęstości zawierających metale ciężkie, które wraz ze strumieniem powietrza o ustalonej szybkości doprowadza się do układu filtrującego.

Jako środki redukujące stosuje się granulat tworzywa sztucznego. W przypadku cegły szamotowej zawierającej chrom, jako substancje dodatkowe wchodzą w grę tlenek glinu w mieszance ceramicznej lub tlenek żelaza w specjalnych stopach.

Zawartość tlenu, szybkość reakcji chemicznej i gęstość tworzących się proszków są parametrami procesowymi branymi pod uwagę, określającymi w poszczególnych przypadkach konieczną szybkość przepływu w piecu. Poza tym, szybkość przepływu jest zależna od rodzaju odzyskiwanego metalu ciężkiego, a także zależy od tego czy jest stosowany rurowy piec obrotowy, czy też piec fluidyzacyjny.

Termiczna obróbka zachodzi w atmosferze redukującej lub utleniającej w temperaturze od 350°C do ponad 700°C, w zależności od mieszaniny wejściowej. W poszczególnych przypadkach konieczna temperatura w piecu zależy od tego, jakie metale ciężkie powinny być odzyskane, jaki jest skład mieszaniny wejściowej i jaki powinien powstać produkt końcowy (temperatura mineralizacji). I tak, w przypadku chromu w postaci tlenku chromu(III) lub przy mieszaninach utleniających wymagana jest temperatura w piecu 500 - 900°C. W przypadku tlenku cynku zakres właściwej temperatury wynosi 550 - 1250°C. Poza tym, dla odzysku tlenku chromu(III) z materiałów resztkowych zawierających chrom jest wymagana atmosfera redukcyjna, a dla odzysku tlenku cynku z materiałów resztkowych zawierających cynk jest wymagana atmosfera utleniająca.

Proszki o malej gęstości, tworzące się w zależności od składu powietrza i temperatury, przenoszone są z nastawioną w piecu szybkością przepływu powietrza przez co najmniej jeden filtr układu filtrującego i tam są odzyskiwane. Zawartość tlenu, szybkość reakcji chemicznej i gęstość tworzącego się proszku są uwzględnianymi parametrami procesowymi, określającymi w poszczególnych przypadkach konieczną szybkość przepływu w piecu. Poza tym, szybkość przepływu zależy od rodzaju odzyskiwanego metalu ciężkiego, jak również od tego, czy stosowany jest rurowy piec obrotowy, czy też piec fluidyzacyjny. Dla uniknięcia dodatkowych reakcji w fazie gazowej pierwszy filtr jest ukształtowany jako filtr gorący, następne filtry stanowią filtry niskotemperaturowe.

Temperatura w pierwszym filtrze wynosi około 800°C. Przechodzące przez pierwszy filtr gazy odlotowe mogą być przed osiągnięciem następnych filtrów oziębiane do temperatury około 200°C.

Powstające gazy spalinowe, mogące zawierać CO2, SO2, Cl2 i tym podobne gazy, po filtracji w zwykłym urządzeniu oczyszczającym gazy spalinowe są poddawane dalszej obróbce, w celu odzyskania kwasu solnego i kwasu siarkowego.

W układzie nie zawierającym chloru, przy rozkładzie substancji zawierających chrom tworzy się tlenek chromu(III) i następuje redukcja/utlenianie chromu.

W układzie zawierającym chlor, przy rozkładzie substancji zawierających chrom i chlor następuje tworzenie się tlenku chromu(III), tworzenie się chlorku chromylu (CrO2Ch), rozkład chlorku chromylu i tworzenie się tlenku chromu(III).

Odzysk chromu jako tlenku chromu(III) z odpadów o złożonym składzie następuje przez ekstrakcję chlorem, podczas której jako substancja pośrednia tworzy się chlorek chromylu. Sposób według wynalazku może być zastosowany do odzysku dowolnych metali ciężkich, takich jak chrom, cynk, miedź, ołów, nikiel i inne, przy czym jedynie należy odpowiednio dopasować parametry procesu.

Sposób według wynalazku najlepiej może być realizowany w urządzeniu według wynalazku, które obejmuje termiczny reaktor do chemiczno-termicznej obróbki surowców, do którego bezpośrednio jest dołączony układ filtrujący, a komora dopalająca jest umieszczona za układem filtrującym patrząc w kierunku przepływu gazów odlotowych, względnie za urządzeniem odpylającym, i które charakteryzuje się tym, że termiczny reaktor jest rurowym piecem obrotowym lub piecem fluidyzacyjnym, którego temperatura pracy wynosi 350°C - 1250°C w zależności od temperatury mineralizacji wytwarzanego produktu końco6

189 748 wego, przy czym wielostopniowy układ filtrujący ma pierwszy filtr, którego temperatura pracy wynosi około 800°C, korzystnie filtr ceramiczny lub cyklon i drugi filtr, którego temperatura pracy wynosi 200°C, korzystnie filtr tkaninowy.

Korzystnie do pierwszego filtru jest dołączone urządzenie chłodzące.

Ponadto w korzystnym przykładzie wykonania wynalazku pomiędzy układem filtrującym i komorą dopalającą jest umieszczone urządzenie ogrzewające, przeznaczone do podgrzewania gazów odlotowych.

W celu uniknięcia niepożądanych reakcji chemicznych w układzie filtrującym, w pierwszym filtrze w temperaturze 800°C prowadzi się wytrącanie pyłów względnie proszków, a gazy spalinowe lub gazy odlotowe przed osiągnięciem dalszego filtru są oziębiane, co zapobiega ponownemu tworzeniu się tlenku chromu(VI). Jako układ filtrujący wchodzą w rachubę wszystkie znane filtry, takie na przykład jak filtr odśrodkowy (cyklon) lub filtr ceramiczny dla wysokiej temperatury (pierwszy filtr), albo filtr tkaninowy dla niskiej temperatury (drugi filtr), przy czym gazy odlotowe przed osiągnięciem filtru tkaninowego oziębiane są do temperatury około 200°C.

Dla spalenia lub rozkładu związków organicznych w komorze dopalającej musi być osiągnięta bardzo wysoka temperatura tak, aby komorę dopalającą opuszczały jedynie nieszkodliwe substancje, takie jak np. CO2, NO2 lub SO2. Z tego powodu celowe jest umieszczenie pomiędzy układem filtrującym i komorą dopalającą urządzenia ogrzewającego, co zezwala na osiągnięcie niezbędnej wysokiej temperatury, podczas krótkiego czasu przebywania gazów odlotowych w komorze dopalającej.

Zaletą sposobu odzysku surowców z odpadów i materiałów resztkowych według wynalazku jest to, że chemiczno-termiczna obróbka jest prosta i może być dopasowana do różnych składów substancji wejściowych, przy czym nieskomplikowane jest realizowanie zmiany parametrów procesowych i/lub składu dodawanej substancji dodatkowej. Poza tym, oprócz odpadów uwarunkowanych procesem produkcyjnym, nie gromadzą się żadne inne pozostałości. Po chemiczno-termicznej obróbce potrzebne jest tylko mielenie i przesiewanie przez sita, w celu odzyskania surowców w postaci proszków o różnej wielkości ziaren i gęstości, przygotowanych do ich powtórnego wykorzystania, to znaczy odzyskiwane metale ciężkie są w postaci proszku.

Poza tym sposób według wynalazku jest bardzo przyjazny dla środowiska, gdyż żadne substancje szkodliwe dla środowiska nie powstają w wyniku tego procesu, ani nie są uwalniane do otoczenia.

Przy uzyskiwaniu wadliwych produktów można przewidzieć przeprowadzenie ponownego procesu, co na przykład konieczne jest, jeśli w produkcie końcowym, a więc w proszku, stwierdzi się zbyt wysoką zawartość chromu(VI). W takim przypadku można przeprowadzić ponowny proces, w którym przez dodanie środka redukującego zapewnione jest uzyskanie produktu o odpowiedniej jakości.

Urządzenie do realizacji procesu według wynalazku cechuje się tym, że składa się z termicznego reaktora przeznaczonego do chemiczno-termicznej obróbki surowców, a do reaktora bezpośrednio jest dołączony układ filtrujący, przy czym komora dopalająca jest umieszczona za układem filtrującym patrząc w kierunku przepływu gazów odlotowych, względnie za urządzeniem odpylającym.

Termiczny reaktor jest korzystnie rurowym piecem obrotowym lub piecem fluidyzacyjnym, toteż jest zapewniony wystarczający czas przebywania w reaktorze termicznym odpadków i materiałów resztkowych wymieszanych z substancjami dodatkowymi.

Układ filtrujący jest wielostopniowy, przy czym do pierwszego filtru jest dołączone urządzenie chłodzące. Dla uniknięcia niepożądanych reakcji chemicznych temperatura pierwszego filtru wynosi około 800°C, to znaczy pierwszy filtr ukształtowany jest jako filtr gorący.

Do pierwszego filtru dołączony jest drugi filtr stanowiący filtr tkaninowy użytkowany w temperaturze około 200°C.

Z tego względu, że gazy odlotowe opuszczające drugi filtr mają bardzo niską temperaturę, korzystne jest umieszczenie pomiędzy układem filtrującym i komorą dopalającą urządzenia podgrzewającego, przeznaczonego do podgrzewania gazów odlotowych. Zapewnia to osiągnięcie wymaganej wysokiej temperatury gazów odlotowych w komorze dopalającej.

189 748

Poniżej objaśniono bliżej wynalazek, opierając się na przykładzie jego wykonania.

Jako substancję wyjściową stosowano przykładowo roztwór zawierający tlenek chro-

mu(VI) 0 następującym składzie:
CrO3	100 -	250 g
Cr3+	20 -	40 g
Fe	10 -	30 g
Al	1 -	20 g
F	1 -	5 g
Si	1 -	2 g
H2SO4	1 -	10g

Tę substancję wyjściową zmieszano z roztworem zawierającym glin lub ze szlamem wodorotlenku glinu, w celu związania fluoru w AlF3 i jednocześnie skorygowania składu substancji wyjściowej. Dodatkowo dodano piasek kwarcowy lub odpady zawierające krzem.

Wytworzoną w ten sposób mieszaninę wyjściową razem z granulatem tworzywa sztucznego wdmuchano do rurowego pieca obrotowego i poddano ją obróbce termiczno-chemicznej. Nastawiono temperaturę pieca na zakres od 750°C do 800° i zapewniono ustalenie się atmosfery redukującej. Granulat tworzywa sztucznego może składać się z dowolnego tworzywa i odgrywa rolę środka redukującego, wytwarzającego w piecu wymaganą atmosferę redukującą.

W rurowym piecu obrotowym wdmuchana mieszanina przepływa w atmosferze pieca, przy czym tworzący się proszek tlenku chromu(III) jest przenoszony przez strumień powietrza do dołączonego pierwszego filtru pyłowego. W tym filtrze pyłowym pył jest oddzielany od gazów odlotowych i następnie oziębiany.

Pierwszy filtr pyłowy pracuje w temperaturze 800°C. Wskutek tego zapobiega się niepożądanym reakcjom chemicznym, takim na przykład jak utlenianie tlenku chromu(III) do tlenku chromu(VI). Schłodzenie filtru pyłowego jest celowe przy odzysku miedzi lub niklu, natomiast przy odzysku chromu, cynku lub ołowiu odpowiednia jest temperatura filtru około 800°C.

Dla zapewnienia całkowitego oddzielenia gazów odlotowych od lotnych zawiesin (proszków, pyłów), do pierwszego filtru pyłowego dołączono drugi filtr pyłowy w postaci filtru tkaninowego. Pomiędzy oboma filtrami umieszczono urządzenie chłodzące, aby gazy odlotowe osiągające drugi filtr schłodzić do temperatury około 200°C.

Po przejściu powietrza odlotowego przez filtr pyłowy, jest ono ponownie ogrzewane i doprowadzane do komory dopalającej, w której składniki organiczne powietrza odlotowego, na przykład dioksyny, spalane są do substancji nieszkodliwych, takich jak CO2, NO2 lub SO2.

Po opuszczeniu komory spalania powstający tam gaz spalinowy, który może zawierać CO2, SO2, Cl2 i inne gazy, kierowano do urządzenia oczyszczającego gazy spalinowe, za pomocą którego można odzyskać kwas solny i kwas siarkowy.

W układach zawierających chlor tworzy się tlenek chromu(III) poprzez etap pośredni, w którym przez rozkład substancji zawierających chlor i chrom wytwarzany jest najpierw chlorek chromylu, następnie rozkładany do Ch i CnCh.

Wyżej opisany proces nadaje się do odzysku dowolnych metali ciężkich, takich jak chrom, cynk, miedź, ołów, nikiel i inne metale, przy czym zmieniane są jedynie parametry procesowe.

W sposobie według wynalazku stosowane są następujące materiały resztkowe:

Substancje główne:

Są to materiały resztkowe zawierające metale ciężkie przeznaczone do odzysku. Należą do nich roztwory zawierające metale ciężkie, szlamy lub proszki, przy czym metale ciężkie występować mogą w postaci chemicznie związanej lub metalicznej.

Substancje dodatkowe:

Z jednej strony są to substancje produkcyjne, takie jak materiały resztkowe, które przy chemiczno-termicznej obróbce wykazują właściwości redukujące (tworzywo sztuczne w instalacji do odzysku chromu) lub utleniające (nadtlenki w instalacji do odzysku cynku), a z drugiej strony substancje pomocnicze potrzebne do korekty składu. Tego rodzaju substancjami pomocniczymi są przykładowo tlenki glinu, żelaza, krzemu lub magnezu.

189 748

Urządzenie do realizacji sposobu według wynalazku składa się z termicznego reaktora (rurowy piec obrotowy lub piec fluidyzacyjny) do chemiczno-termicznej obróbki surowców, do którego bezpośrednio jest przyłączony układ filtrujący. Układ filtrujący składa się z pierwszego filtra gorącego (ceramicznego, cyklonu), pracującego w temperaturze około 800°C i dołączonego drugiego filtra (filtr tkaninowy), pracującego w temperaturze około 200°C, przy czym pomiędzy oboma filtrami umieszczone jest urządzenie chłodzące.

Do ujścia powietrza odlotowego w układzie filtrującym przyłączona jest zwykła komora dopalającą, która w razie potrzeby może być połączoną z urządzeniem oczyszczającym gazy spalinowe. W celu osiągnięcia skutecznego dopalania, powietrze odlotowe z układu filtrującego jest wstępnie ogrzewane i doprowadzane do komory dopalającej.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (15)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób odzyskiwania surowców z odpadów i materiałów resztkowych, zwłaszcza odzyskiwania metali ciężkich, w którym najpierw wytwarza się mieszaninę wejściową w postaci ciekłej lub o konsystencji pasty i/lub mieszaninę wejściową z rozdrobnionych lub zmielonych składników, przy czym odzysk surowców z mieszaniny wejściowej następuje drogą obróbki chemiczno-termicznej, a gazy odlotowe z pieca przepuszcza się przez wielostopniowy układ filtrujący, przy czym jako pierwszy filtr zawsze stosuje się filtr gorący, a gazy odlotowe następnie oziębia się i przepuszcza się przez co najmniej drugi filtr, przy czym po wstępnym ogrzaniu spala w wysokiej temperaturze, znamienny tym, że mieszaninę wejściową w postaci ciekłej lub o konsystencji pasty i/lub mieszaninę wejściową w postaci stałej, w zależności od jej składu, najpierw miesza się z substancjami dodatkowymi, korzystnie stanowiącymi substancje zawierające glin, żelazo, chlor lub siarkę, jak również zmielone tworzywa sztuczne, przy czym mieszaninę wejściową razem ze środkiem utleniającym lub redukującym wdmuchuje się do pieca, a następnie mieszaninę wejściową poddaje się obróbce chemiczno termicznej, w której gazy piecowe w zadanej temperaturze przepływają z zadaną szybkością przez wdmuchaną mieszaninę wejściową, z wytworzeniem w zależności od składu powietrza i temperatury proszków o małej gęstości zawierających metale ciężkie, które wraz ze strumieniem powietrza o ustalonej szybkości doprowadza się do układu filtrującego.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że termiczna obróbka następuje w atmosferze redukującej lub utleniającej.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako środek redukujący stosuje się zmielone tworzywo sztuczne lub granulat tworzywa sztucznego.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że termiczną obróbkę prowadzi się w temperaturze od 350°C do ponad 700°C, w zależności od rodzaju mieszaniny wejściowej.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że utrzymuje się temperaturę układu filtrującego wynoszącą 200°C - 800°C.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powstające gazy spalinowe, ewentualnie zawierające CO2, SO2, Ch i inne gazy, po filtracji w urządzeniu oczyszczającym do gazów spalinowych, poddaje się dalszej obróbce z odzyskaniem kwasu solnego i kwasu siarkowego.
7. 7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 5, albo 6, znamienny tym, że w układzie nie zawierającym chloru prowadzi się rozkład substancji zawierającej chrom, a chrom poddaje się redukcji lub utlenianiu z wytworzeniem tlenku chromu(III) .
8. 8. Sposób według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że w układzie nie zawierającym chloru prowadzi się rozkład substancji zawierającej chrom, a chrom poddaje się redukcji lub utlenianiu z wytworzeniem tlenku chromu(III).
9. 9. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 5, albo 6, znamienny tym, że w układzie zawierającym chlor prowadzi się rozkład substancji zawierającej chrom i chlor, poprzez wytworzenie chlorku chromylu (CrCOCh) i rozkład chlorku chromylu, z wytworzeniem tlenku chromu(III).
10. 10. Sposób według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że w układzie zawierającym chlor prowadzi się rozkład substancji zawierającej chrom i chlor, poprzez wytworzenie chlorku chromylu (CrCOCh) i rozkład chlorku chromylu, z wytworzeniem tlenku chromu(III).
11. 11. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 5, albo 6, albo 8 albo 10, znamienny tym, że odzysk chromu jako tlenku chromu(III) z odpadów o złożonym składzie prowadzi się drogą ekstrakcji chlorem odpadów o złożonym składzie, podczas której jako substancję pośrednią wytwarza się chlorek chromylu.
12. 12. Sposób według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że odzysk chromu jako tlenku chromu(III) z odpadów o złożonym składzie prowadzi się drogą ekstrakcji chlorem odpadów o złożonym składzie, podczas której jako substancję pośrednią wytwarza się chlorek chromylu.

    189 748
13. 13. Urządzenie do odzyskiwania surowców z odpadów i materiałów resztkowych, zwłaszcza odzyskiwania metali ciężkich, obejmujące termiczny reaktor do chemicznotermicznej obróbki surowców, do którego bezpośrednio jest dołączony układ filtrujący, a komora dopalająca jest umieszczona za układem filtrującym patrząc w kierunku przepływu gazów odlotowych, względnie za urządzeniem odpylającym, znamienne tym, że termiczny reaktor jest rurowym piecem obrotowym lub piecem fluidyzacyjnym, którego temperatura pracy wynosi 350°C - 1250°C w zależności od temperatury mineralizacji wytwarzanego produktu końcowego, przy czym wielostopniowy układ filtrujący ma pierwszy filtr, którego temperatura pracy wynosi około 800°C, korzystnie filtr ceramiczny lub cyklon i drugi filtr, którego temperatura pracy wynosi 200°C, korzystnie filtr tkaninowy.
14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że do pierwszego filtru jest dołączone urządzenie chłodzące.
15. 15. Urządzenie według zastrz. 13 albo 14, znamienne tym, że pomiędzy układem filtrującym i komorą dopalającą jest umieszczone urządzenie ogrzewające, przeznaczone do podgrzewania gazów odlotowych.