AT407531B - Verfahren und vorrichtung zur abtrennung von zink und/oder kadmium und blei - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Zink (Zn) und/oder Kadmium (Cd) und Blei (Pb) aus einem mit diesem   Elementen undioder   deren Verbindungen kontaminierten Nebenprodukt und/oder Abfall, welches bzw. weicher bei einer Metallerzeugung oder Metallverarbeitung entsteht, insbesondere aus Stäuben und/oder Schlämmen von   Hüttenwerken   zur Elsen- und Stahlerzeugung, zum Beispiel   Rückstände   aus Prozessen und solche, die beim Abgasaustrag von metallurgischen Gefässen sowie bei der Abgasreinigung bzw. Filterung anfallen, durch Reduzieren, Verdampfen und Reoxidieren der Kontaminationselemente und Verwendung der Reststoffe bzw. 



  Restmetalle in einem   Metallschmelzverfahren.   



   Weiters bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Abtrennung oder Abtrennung und Gewinnung von Zink (Zn) und/oder Kadmium (Cd) und Blei (Pb) aus einem mit diesen Elementen und/oder deren Verbindungen kontaminierten Nebenprodukt und/oder Abfall, welches bzw. weicher bei einer Metallerzeugung oder Metallverarbeitung entsteht, bei Verwendung der Reststoffe bzw Restmetalle im wesentlichen umfassend ein metallurgisches Gefäss mit einem Abgasaustragsmittel und Abgasreiniger bzw. Filter. 



   Zink und Kadmium sind Metalle, die gegenüber Eisen in wässriger Lösung ein negatives Potential besitzen und deshalb zum Schutz gegen atmosphärische Korrosion von Stahl vielfach verwendet werden. Es genügen zumeist dünne Oberflächenschichten dieser Metalle, um dadurch ausgezeichnete Beständigkeit gegen Rostbefall von Stahlteilen zu erreichen. Weiters kann, weil die vor Korrosion schützenden Oberflächenschichten verformbar sind, auch ein Zwischenprodukt, zum Beispiel Draht, mit einer Zinkschicht versehen werden, wobei der meist kleinstückige Abfall, der bei einer weiteren Fertigung von Teilen entsteht, mit Zink kontaminiert ist.

   Auch Schrottstücke, die in   Stahlschmelzverfahren als   fester Einsatz dienen, können   Zink- oder Kadmiumuberzüge   oder eine Farbbeschichtung, die diese oder weitere Elemente, insbesondere Blei, gegebenenfalls in Form von Verbindungen enthalten, aufweisen. Wirksame Anstriche zur Vermeidung von Rostbefall an   Stahlkonstruktionsteilen enthalten   oft, zum Beispiel auf Grund der   vorteilhaft blättchenförmigen   Struktur, Bleiverbindungen, die bel Einbringung in Schmelzprozessen Probleme durch erhöhte Bleikonzentrationen in der Metallschmelze erbringen können. 



   Auch im Zuge der Herstellungsschritte bzw. -stufen von Produkten in integrierten Hüttenwerken, Insbesondere bei der Be- und Verarbeitung des Materials, können im Erzeugungsgang jeweils Abfälle, zum Beispiel Schlämme oder Stäube und dergleichen, anfallen, die einen erhöhten Anteil an Kontaminationsmetallen aufweisen und in der Bildungsform des Umweltschutzes wegen entweder deponiert oder unter hohen Kosten aufbereitet werden müssen. 



   Zink und Kadmium in metallischer Form haben Siedepunkte von 906 OC bzw. 765  C, verdampfen also weitgehend bei den hohen Temperaturen, die bei Eisen- und Stahlherstellungsverfahren zur Anwendung gelangen und die in der Schmelze verbleibenden geringen Gehalte üben zumeist keine nachteiligen Wirkungen auf die Werkstoffeigenschaften des Erzeugnisses aus. 



   Aus Gründen des Umweltschutzes und einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Schmelzverfahren werden in modernen Anlagen ausnahmslos die aus metallurgischen Gefässen ausgetragenen Abgase einer Reinigung oder Filterung unterworfen und die dabei erhaltenen Rückstände zumeist als hochwertige Einsatzstoffe wieder verwendet Werden nun Schrotteile, die mit Zink und/oder Kadmium und Blei kontaminiert sind, in den   Schmetzprozess   eingeführt, so verdampfen diese Metalle bzw. deren Oxide, so dass die abgestochene Legierung nur äusserst geringe Gehalte an den Kontaminationsmetallen aufweist und deren Güte nur unwesentlich beeinträchtigt ist. Die verdampfenden Metalle werden dabei im Abgas aus dem   metallurgischen Gefäss   ausgetragen und zum Beispiel als Verbindung im Filterrückstand abgelagert. 



   Aus der US 5 538 532 A und der US 5 667 553 A sind Verfahren zur Abtrennung und Rückgewinnung von Metallen der Gruppe Eisen, Kadmium, Zink und Blei aus Rohmaterialien, insbesondere Staub der Abgase von Elektrolichtbogenöfen, bekannt geworden. Dabei werden das Rohmaterial in Anwesenheit von Kohlenstoff und Kalk, Quarz, Kalziumchlorid sowie Sulfate, welche Stoffe gegebenenfalls den Staub zugesetzt wurden, auf eine Temperatur über dem Verdampfungspunkt von Kadmium, Zink und Blei unter Metalldampfbildung erhitzt und dieser Dampf mit vorgewärmter Luft in Verbindung gebracht.

   Der dabei gebildete Staub, weicher oxidiertes Kadmium, Zink und Blei aufweist, wird von der verbleibenden Eisen enthaltenden Sintermasse getrennt und in einem Gefäss gesammelt, worauf dieser Staub mittels chemischer Prozesse im wesentlichen in
Bleiausscheidungen, Kadmium enthaltenden Niederschlägen und Zinkkarbonat geteilt wird. Diese 

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 separierten Abtrennung-un Rückgewinnungsverfahren, in weichen die Kontaminationsmetalle oder deren Verbindungen einzeln dargestellt werden, sind aufwendig und lassen sich in grossen   Stahlwerken   nicht oder nur sehr unwirtschaftlich einsetzen. 



   Werden der Filterrückstand sowie kontaminierte Schrotteile und dergleichen in den Schmelzprozess wieder eingebracht, so erhöht sich die Konzentration der Verbindungen der Kontaminationsmetalle im Rückstand, der bei der Reinigung des Abgases aus dem metallurgischen Gefäss entsteht. 



   Hohe Gehalte an Zink und/oder Kadmium im Filterrückstand erbringen ein sogenanntes Konzentrat dieser Elemente, welches auch als wertvoller Rohstoff für eine   Reinmetalldarstellung   gelten kann. Wird jedoch zum Beispiel bei einer Sauerstoffblasstahl-Herstellung, also bei einer Metallerschmelzung, der Filterrückstand im Kreislauf geführt und steigt darin die Konzentration von Zlnkund/oder Kadmiumverbindungen über einen Wert, zum Beispiel 20   Gew.-%,   so können sich in nachteiliger Weise Ablagerungen im Zusammenwirken mit den übrigen im Abgasaustrag mitgeführten Metallen und Metall- sowie Nichtmetall-Verbindungen bilden, welche Ablagerungen gegebenenfalls hohe Härte aufweisen bzw. erreichen und umfangreiche sowie aufwendige Reinigungsarbeiten an den Filteranlagen erfordern.

   Es wurde beispielsweise zu einer Vermeidung oder Verminderung einer Ausbildung von Ablagerungen auch schon versucht, die Schmelztechnologie sowie die Filtertechnik zu ändern. 



   Ein Führen der   Filterrückstände   im Kreislauf bei den   Metallerschmelzungsverfahren   und dabei eine langsame Erhöhung der Zink-,   undloder   Kadmium- und Bleigehalte weist auch wirtschaftliche Nachteile auf, weil bei jedem Einsatz des jeweiligen Filterrückstandes die Kontaminationsmetalle erwärmt, reduziert und verdampft werden müssen, somit ein Energieaufwand erforderlich ist, welche Energiemenge für das Metallerschmelzungsverfahren nicht mehr zur Verfügung steht. 



   Hohe Konzentrationen an Zink und/oder Kadmium und Blei im Einsatz können auch höhere Gehalte dieser Elemente in erschmolzenem Metall bewirken, wodurch gegebenenfalls Nachteile bei dessen Weiterverarbeitung entstehen können. Es wurden beispielsweise beim Stranggiessen von Knüppeln schon Stahlauswürfe aus der Kokille beobachtet, deren Ursache Zinkgehalte von über 120 ppm im Flüssigmetall war. 



   Ausgehend vom Stand der Technik setzt sich die Erfindung zum Ziel, die Nachteile der bekannten Verfahren zur Abtrennung und Gewinnung von Zink und/oder Kadmium und Blei von kontaminierten Einsatzstoffen bei der Metallerzeugung zu beseitigen. Mit anderen Worten, es ist Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes Verfahren anzugeben, mit welchem, bei weitgehender Vermeidung von Aufwendungen für neuartige Filtereinrichtungen und deren Wartung, in wirtschaftlicher Weise ein gewünschtes Konzentrat der Kontaminationsmetalle und ein im   Metali-   schmelzverfahren vorteilhaft einsetzbarer Reststoff aus den beim Abgasaustrag aus dem metallurgischen Gefäss mitgeführten Feststoffen erstellt werden kann. 



   Diese Aufgabe umfasst auch eine Verarbeitung von gezielt ausgeschleusten Abfällen, die bel Produkterstellung in integrierten Hüttenwerken entstehen können. Weiters zielt die Erfindung auf eine Vorrichtung ab, mit weicher auf einfache und rasche Weise eine hohe Konzentration der Metallverbindungen von Zink und/oder Kadmium und Blei im Filterrückstand eingestellt werden kann
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemässen Verfahren derart gelöst, dass in einem Verfahrensschritt zur Metalltrennung in einem gegebenenfalls Metall enthaltenden metallurgischen Gefäss für Zink-und/oder Kadmiumverbindungen sowie gegebenenfalls Blei reduzierende Bedingungen geschaffen, eingestellt oder genutzt werden und das Nebenprodukt und/oder der Abfall, insbesondere der Staub und/oder der entwässerte Schlamm in das Gefäss eingesetzt und auf mindestens   700  C,

     vorzugsweise mindestens 900  C, erwärmt wird und die im Einsatz enthaltenen Metallverbindungen zumindest teilweise metallisiert, die Metalle Zink und/oder Kadmium sowie Bleilegierungen mit diesen Metallen mit hohem Dampfdruck bzw. niedrigem Siedepunkt verdampfen gelassen, gegebenenfalls mit anderen Stäuben   undloder   Abgasen als metallische und/oder reoxidierte Stäube aus dem Gefäss ausgetragen, vollständig reoxidiert und niedergeschlagen und/oder ausgefiltert werden und ein Konzentrat, insbesondere Filterkonzentrat, gebildet wird, wonach in einem Verfahrensschritt zur Metallgewinnung das/die im Gefäss   verbliebene (n),   im wesentlichen zink-und kadmiumfreie (n) Restmetall (e)

   oder dergleichen Verbindungen als metallbildende und gegebenenfalls schlackenbildende Komponenten im Metallerschmelzungsverfahren genutzt wer- 

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 den, wobei dieser   Schmelzprozess   bevorzugt, zumindest zeitweise, bei oxidierenden Bedingungen geführt wird. 



   Das weitere Ziel der Erfindung wird bei einer gattungsgemässen Einrichtung gelöst, in dem im metallurgischen Gefäss beim Einsatz und bei einer Erwärmung von zink- und kadmium- und bleihältigem Abfall, Insbesondere von Filterstäuben und/oder entwässerten Schlämmen, auf eine Temperatur von über 700  C, vorzugsweise über 900  C, reduzierende Bedingungen einstellbar oder nutzbar sind und dass das Abgasaustragsmittel und der Abgasreiniger derart ausgeführt sind, dass die   Abgas-bzw. Filterrückstände   aus dem metallurgischen Gefäss in Abhängigkeit von den Verfahrensschritten zur Metalltrennung und denjenigen zur Metallgewinnung jeweils getrennt abscheidbar und ausbringbar sind. 



   Die mit der Erfindung erzielten verfahrenstechnischen Vorteile sind im wesentlichen dann zu sehen, dass die Verfahrensschritte Metalltrennung und Metallerschmelzung getrennt sind und dass während der Metalltrennung die Konzentration der Kontaminationselemente in den aus dem metallurgischen Gefäss mit dem Abgas ausgetragenen Feststoffteilchen bzw. Stäuben hoch ist. 



  Dabei verarmen naturgemäss die Nebenprodukte bzw. der Abfall an diesen Metallen unter Bildung von im wesentlichen zink- und kadmiumfreiem Restmetall bzw. von derartigen Verbindungen, welche somit einen wertvollen, im wesentlichen kontaminationsfreien Eintrag in den Schmelzprozess darstellen. 



   Für einen Fachmann auf dem Gebiet der Metallurgie war es vollkommen überraschend, dass ein kurzer Verfahrensschritt zur Metalltrennung, bei welchem für die Kontaminationsmetalle reduzierende Bedingungen geschaffen sind, anwendbar und wirkungsvoll ist, um einen weitgehend vollständigen Austrag dieser Metall aus dem Gefäss zu erreichen. Vielmehr wurde die Ansicht vertreten, dass auf Grund der Ab-bzw. Ausdampfkinetik eine Abtrennung langsam erfolgt und dass somit zur Metalltrennung längere Zeitspannen erforderlich sich, was wiederum hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit als Nachteil zu sehen ist.

   Offensichtlich durch die besondere Bindungs- oder Anlagerungsform der Metalle Zink, Kadmium und Blei im   Filterrückstand   kann bei einer Erwärmung desselben, auch wenn dieser als Pellet vorliegt, auf über 700 OC bzw.   900   OC ein fast schlagartiges Abdampfen erfolgen, wenn entsprechend reduzierende Bedingungen vorliegen. 



   Der Austrag des Elementes Blei aus einem   Filterrückstand   bei obigen Temperaturen kann wissenschaftlich noch nicht ausreichend begründet werden, weil der Verdampfungspunkt dieses Metalles bei einer Temperatur von   1751'C liegt.   Es ist jedoch anzunehmen, dass Blei und Zink bzw. Kadmium eine Legierung bilden, welche ihrerseits einen wesentlich erniedrigten Verdampfungspunkt besitzt, so dass beide bzw. alle Kontaminationsmetalle in ihren Dampfzustand übergeführt werden können und sozusagen Blei mitgerissen wird. 



   Werden nun diese aus dem Gefäss ausgetragenen Feststoffe bzw. Teilchen niedergeschlagen bzw. gesammelt oder ausgefiltert, so entsteht ein Konzentrat, weiches gegebenenfalls zur wirtschaftlichen Gewinnung der Metalle Zink und/oder Kadmium, sowie Blei eine ausreichende Anreicherung besitzt. Wichtig dabei ist, dass die auf Grund des hohen Dampfdruckes verdampfenden Metalle und folglich der Metalldampf zwischen dem Entstehen und dem Ausfiltern aus dem Abgas vollständig reoxidiert wird. Dadurch kann eine Kondensation der Kontaminationsstoffe sowie eine dadurch bedingte Ansatzbildung im Austragsmittel und im Filter weitgehend verhindert werden. 



   Besonders günstig ist dabei, wenn der bei der Metalltrennung anfallende Staub separiert von demjenigen, der bei der Metallerschmelzung entsteht, niedergeschlagen und/oder ausgefiltert und ein Konzentrat gebildet wird. 



   Sollte ein Erstkonzentrat keine gewünschte Anreicherung besitzen, so ist es von Vorteil, wenn das Filterkonzentrat in der Folge bei einem Verfahrensschritt zur Metalltrennung wieder eingesetzt bzw. im Kreislauf geführt wird und die Anteile an Zink-und/oder Kadmium-und gegebenenfalls
Bleiverbindungen im in der Folge anfallenden Konzentrat bis zu einer wirtschaftlichen Verwendung desselben für eine   Zink- und/oder Kadmium- bzw. 81eiherstellung   gesteigert werden. Werden   nämlich   die Filterstäube und/oder die dünnen Konzentrate beim Verfahrensschritt zur Metalltrennung eingebracht, wird ein wirtschaftlicher, zum Folgefiltrat bzw. Konzentrat hoher Anreiche- rungssprung der Kontaminationsmetalle erreicht. 



   Es kann auch, insbesondere bei Nassfiltrierung eines Konverterabgases bei der Metalltrennung, günstig sein, wenn ein Teil der Zink- und/oder Kadmium- bzw. Bleiverbindungen aus dem anfallen- 

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 den Konzentrat ausgetragen und das dabei entstehende Restkonzentrat bei einem folgenden Verfahrensschritt zur Metalltrennung wieder eingesetzt wird. 



   Ein besonders rascher Reaktionsablauf und eine solche Metallverdampfung lassen sich bevorzugt erreichen, wenn der Abfall, insbesondere der Staub und/oder entwässerte Schlamm mit reduzierendem Gas, zum Beispiel Erdgas   und/oder   Inertgas, zum Beispiel Argon oder Stickstoff, in eine bevorzugt reduzierend wirkende   Metallschmelze   durch Einblasen, insbesondere durch Einblasen mit einer Lanze oder durch bodenseitig angeordnete Düsen eingebracht wird. Damit werden in günstiger Weise im wesentlichen gleichzeitig eine Reduktion sowie eine Verdampfung und ein Austrag der Kontaminationsmetalle und ein Einbringen der Restmetalle oder dergleichen Verbindungen in die Schmelze erreicht. 



   Wenn zur Durchführung des Verfahrens als metallurgisches Gefäss ein Sauerstoffblaskonverter verwendet wird, kann dieses Verfahren besonders wirtschaftlich und unter Berücksichtigung sämtlicher Erfordernisse bei einer Qualitätsstahlherstellung durchgeführt werden. Weiters sind dafür auch die Voraussetzungen zum Darstellen und zur Bereitstellung hochwertiger Konzentrate für die Zink-,   Kadmium- und Bleiherstellung   besonders günstig. 



   Bei Verwendung eines derartigen Konverters hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das kontaminierte Nebenprodukt oder ein dergleichen, insbesondere zinkhältiger und/oder kadmiumhältiger Staub und/oder entwässerter Schlamm, im Zuge des Verfahrensschrittes zur Metalltrennung mittels einer Schrottrutsche, gegebenenfalls brikettiert, vorzugsweise mit kleinstückigem Schrott und eine Roheisenschmeize in einem Sauerstoffkonverter vorzugsweise mundseitig eingebracht und gegebenenfalls durch eine in diesem angeordnete Einrichtung zur im wesentlichen bodenseitigen Gasspülung der Schmelze mit dieser vermischt und reagieren gelassen wird, wobei das bei diesem Verfahrensschritt gebildete Konverterabgas bzw. der dabei aus dem Konverter ausgetragene Staub eigens abgeschieden und ein Konzentrat gebildet wird. 



   Wenn, wie vorteilhaft vorgesehen sein kann, in einem   Sauerstoffblasstahlkonverter   Roheisen und gegebenenfalls Schrott eingesetzt und dieser in eine im wesentlich vertikale Position geschwenkt wird und wenn in einem Verfahrensschritt zur   Metalltrennung   bei bodenseitiger Gasspülung kontaminierte Nebenprodukte, vorzugsweise brikettierter Staub und/oder Schlamm durch den Konvertermund in die Schmelze eingebracht und mit dieser vermischt und reagieren gelassen wird, wobei das dabei gebildete Konverterabgas bzw. der in diesem ausgetragene Staub eigens abgeschieden und ein Konzentrat gebildet wird, ist durch einfache Umschaltung des Abgaskanals auf eine eigene Filteranlage eine wirkungsvolle Konzentratbildung möglich.

   Es ist dabei auch ein meist dichter Anschluss der Abgasaustragseinrichtung an den Konvertermund gegeben, was auch eine Verringerung der transportierten und gefilterten Gasmenge beim Verfahrensschritt der Metalltrennung ergibt. Dieser Verfahrenschritt kann dabei auch nach bzw. bei einer Unterbrechung des   Metallerschmelzungsverfahrens   bzw. der Frischphase eingeschaltet werden, wodurch in vorteilhafter Weise gleichzeitig eine Badkühlung durch Stoffeinbringung und ein Austrag von Kontaminationsmetallen erfolgen. 



   Eine Abtrennung oder Abtrennung und Gewinnung von Zink   und/oder   Kadmium und Blei kann auch mit hoher Effizienz und bei Bildung hochwertiger Konzentrate erfolgen, wenn als metallurgisches Gefäss ein   Elektro-Lichtbogenofen   oder dergleichen Schmelzaggregat verwendet wird. 



   Wenn weiters eine Gewinnung eines Konzentrates von Zink-und/oder Kadmium-Verbindungen bei der Metalltrennung und eine Abscheidung von Stäuben, die beim Frischen bzw. bei der Erzeugung der   Rest-bzw. Hauptmetalle anfallen,   mit verschiedenen Abgasfilteranlagen durchgeführt werden, so sind besondere Betriebssicherheit der Anlagen und einfaches Rückstandsmanagement erreichbar. Weiters können für Kontaminationsmetalle besonders geeignete und zumeist wesentliche kleinere Filtereinrichtungen verwendet werden, woraus sich ein weiterer Vorteil ergibt.

   Der Filterrückstand vom Frischprozess kann bei oder nach Feststellung des jeweiligen Kontaminationsgrades beim   Metalltrennungs- oder Metallgewinnungs-Verfahren   wiedereingesetzt werden, wobei damit die erforderlichen Energieaufwendungen des Metallschmelzverfahrens insgesamt minimierbar sind. 



   Für eine erfindungsgemässe Vorrichtung ist es wichtig, dass verschiedene Filtereinrichtungen, die jeweils für ein bestimmtes Gasvolumen und die Art, Menge sowie Zusammensetzung und dergleichen des mitgeführten Staubes besonders geeignet sein können, bei Durchführung des Verfahrensschrittes zur Metalltrennung und zur Metallerschmelzung kurzfristig alternativ eingesetzt 

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 werden können. Dies Ist besonders günstig erreichbar, wenn die Einrichtung zum Abgasaustrag mindestens ein Umschaltmittel zur Weiterleitung des Abgases an mindestens zwei Filteranlagen aufweist. 



   In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann jedoch vorteilhaft vorgesehen sein, dass das metallurgische Gefäss, insbesondere ein   Sauerstoffblasstahlkonverter   für den Verfahrensschritte Metalltrennung und Metallgewinnung jeweils in dafür vorgesehene unterschiedliche Positionen, insbesondere in Schwenkstellungen, festlegbar ist, wobei in jeder Position ein eigenes Abgasaustrags- bzw. Sammelmittel mit zugehöriger Filtereinrichtung wirksam anschliessbar ist. Dadurch kann der Verfahrensschritt der Metalltrennung zumindest teilweise in die für ein Chargieren des metallurgischen Gefässes erforderliche Zeitspanne eingebaut werden, wodurch eine besonders hohe Wirtschaftlichkeit erreicht werden kann. 



   Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert Es zeigen
Fig. 1 einen Blasstahlkonverter mit getrennten   Abgasaustragsmitteln  
Fig. 2 einen Blasstahlkonverter mit einem Abgasaustragsmittel mit einem Umschalter für zwei   Gasführungen.   



   In Fig. 1 ist schematisch ein metallurgisches Gefäss 1 in einer Schwenkposition mit einem Abgasaustragsmittel 3 bzw. dergleichen Sammler dargestellt. Diese Position ist für einen Verfahrensschritt zur Metalltrennung geeignet, bei welchem vorab mittels einer Schrottrutsche oder dergleichen ein   zink-undloder kadmiumhältiger,   gegebenenfalls bleihältiger Staub 2 und kleinstückiger Schritt in das Gefäss 1 eingebracht werden. Erfolgt auf Grund von thermischen Gasbewegungen dabei ein geringfügiger Austrag von Staub, wird dieser im Abgasaustragsmittel 3 einer Filtereinrichtung zugeführt. Wird nun reduzierende Bedingungen schaffend, ein Roheisen 51 aus einer Pfanne 5 auf einen kontaminierten Einsatz 2 in staubförmigem oder brikettiertem Zustand in das Gefäss 1 eingebracht, werden Zink, Kadmium und Blei metallisiert und verdampft.

   Ein gebildeter Metalldampf wird aus dem metallurgischen Gefäss 1 in Pfeilrichtung ausgebracht, reoxidiert, im   Abgassammelmittel   3 einer eigenen Filtereinrichtung zugeführt und ein Konzentrat gebildet. Zu einer Unterstützung einer Vermengung von Einsatz 2 mit einer einfliessenden Schmelze 51 kann auch eine Gasspülung 11 eingeschaltet werden. Nach einem Einbringen von Roheisen 51 aus einer Pfanne 5 bei intensiver Mischung mit dem im Gefäss 1 befindlichen Einsatz 2 wird das Gefäss 1 in eine vertikale Position geschwenkt, wobei dessen Mündungsöffnung mit einem für eine vertikale Position wirksamen Abgassammelmittel 4 kooperiert.

   Durch Einstellung von oxidierenden Bedingungen, zum Beispiel mittels einer absenkbaren Sauerstofflanze 12, kann nun ein Metallerschmelzungsverfahren durchgeführt werden, wobei ein dabei gebildetes Abgas vom Austragsmittel 4 einer dafür bestimmten weiteren Filtereinrichtung 9 zuführbar ist
Aus Fig. 2 ist schematisch ein metallurgisches Gefäss 1 mit einem Abgasaustragsmittel entnehmbar, welches durch einen Umschalter 5 jeweils alternativ mit einem   Abgassammler   3 für einen   Kontaminationsmetallaustrag   und einem   Abgassammler   4 für einen Gasaustrag bei einer Metallerschmelzung verbindbar ist.

   Soll beispielsweise in einer derartigen Einrichtung 1 ein brikettierter Schlamm oder Staub 2 eingesetzt werden, so erfolgt vorerst, zum Beispiel durch ein Ausfahren einer Sauerstofflanze 12 und ein Spülen mit Inertgas 11 eine Einstellung von reduzierenden Bedingungen im Gefäss 1. Im Abgasaustragsmittel wird durch einen Umschalter 5 ein Anschluss an einen   Abgassammler   3 und einen Filter für   Kontaminationsmetallverbindungen   geschaffen, worauf vorzugsweise bei einer Weiterführung der Gasspülung 11 Zink und/oder Kadmium und gegebenenfalls   bleihältige   Filterrückstände 2 in das Gefäss eingebracht und reagieren gelassen werden.

   Im Zuge einer Metallisierung, Verdampfung und Reoxidation der Metalle werden diese aus dem metallurgischen Gefäss mittels des Abgassammlers 3 einem eigenen Filter zugeleitet und ein Konzentrat gebildet. Nach einer Beendigung der Einbringung von Abfall 2 in das metallurgische Gefäss 1 kann auf einfache Weise ein Umschalter 5 im Abgasaustragsmittel umgestellt, eine Sauerstofflanze 13 in Blasposition gebracht und eine Metallerschmelzung bei oxidierenden Bedingungen fortgesetzt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Abtrennung von Zink (Zn) und/oder Kadmium (Cd) und Blei (Pb) aus einem mit diesen Elementen und/oder deren Verbindungen kontaminierten Nebenprodukt und/oder Abfall, welches bzw. welcher bei einer Metallerzeugung oder Metallverarbeitung entsteht, insbesondere aus Stäuben und/oder Schlämmen von Hüttenwerken zur Eisen- und Stahlerzeugung, zum Beispiel Rückstände aus Prozessen und solche, die beim Abgasaustrag von metallurgischen Gefässen sowie bei der Abgasreinigung bzw.

   Filterung anfallen, durch Reduzieren, Verdampfen und Reoxidieren der Kontaminationselemente und Verwendung der Reststoffe bzw. der Restmetalle in einem Metallschmelzverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt zur Metalltrennung in einem gegebenenfalls Metall enthaltenden metallurgischen Gefäss für Zlnk- und/oder Kadmiumverbindungen sowie gegebenenfalls Blei reduzierende Bedingungen geschaffen, eingestellt oder genutzt werden und das Nebenprodukt und/oder der Abfall, insbesondere der Staub und/oder der entwässerte Schlamm in das Gefäss eingesetzt und auf mindestens 700 C, vorzugsweise mindestens 900 C, erwärmt wird und die im Einsatz enthaltenen Metallverbindungen zumindest teilweise metallisiert,

   die Metalle Zink und/oder Kadmium sowie Bleilegierungen mit diesen Metallen mit hohem Dampfdruck bzw. niedrigem Siede- punkt verdampfen gelassen, gegebenenfalls mit anderen Stäuben und/oder Abgasen als metallische und/oder reoxidierte Stäube aus dem Gefäss ausgetragen, reoxidiert und niedergeschlagen und/oder ausgefiltert werden und ein Konzentrat, insbesondere Filter- konzentrat, gebildet wird, wonach in einem zweiten Verfahrensschntt zur Metallgewinnung das/die im Gefäss verbliebene (n), im wesentlichen zink-und kadmiumfreie (n) Restmetall (e) und/oder dergleichen Verbindungen als metallbildende und gegebenenfalls schlacken- bildende Komponenten im Metallerschmelzungsverfahren genutzt werden, wobei dieser Schmelzprozess bevorzugt, zumindest zeitweise, bei oxidierenden Bedingungen geführt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bei der Metalltrennung anfallende Staub separiert von demjenigen, der bei der Metallerschmetzung entsteht, niedergeschlagen und/oder ausgefiltert und ein Konzentrat gebildet wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterkonzentrat in der Folge bei einem Verfahrensschritt zur Metalltrennung wieder eingesetzt bzw. im Kreislauf geführt wird und die Anteile an Zink- und/oder Kadmium- und gegebenenfalls Bleiverbindungen im anfallenden Konzentrat bis zu einer wirtschaftlichen Verwendung desselben für eine Zink- und/oder Kadmiumherstellung gesteigert werden.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Zink- und/oder Kadmiumverbindungen aus dem anfallenden Konzentrat ausgetragen und das dabei entstehende Restkonzentrat bei einem folgenden Verfahrensschritt zur Metall- trennung wieder eingesetzt wird.

   5 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfall, insbesondere der Staub und/oder der entwässerte Schlamm mit reduzierendem Gas, zum Beispiel Erdgas und/oder Inertgas, zum Beispiel Argon oder Stickstoff, in eine bevorzugt reduzierend wirkende Metallschmelze durch Einblasen, insbesondere durch Einblasen mit einer Lanze oder durch bodenseitig angeordnete Düsen eingebracht wird.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als metallur- gisches Gefäss ein Sauerstoffblasstahlkonverter verwendet wird.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das konta- minierte Nebenprodukt oder ein dergleichen, insbesondere zinkhältiger und/oder kadmium- hältiger Staub und/oder entwässerter Schlamm, im Zuge des Verfahrensschrittes zur Metalltrennung mittels einer Schrottrutsche, gegebenenfalls brikettiert, vorzugsweise mit kieinstücktgem Schrott und eine Roheisenschmeize in einem Sauerstoffkonverter vorzugs- weise mundseitig eingebracht und gegebenenfalls durch eine in diesem angeordnete Einrichtung zur im wesentlichen bodenseitigen Gasspülung der Schmelze mit dieser vermischt und reagieren gelassen wird, wobei das bei diesem Verfahrensschritt gebildete Konverterabgas bzw. der dabei aus dem Konverter ausgetragene Staub eigens abgeschie- <Desc/Clms Page number 7> den und ein Konzentrat gebildet wird.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Sauerstoffblaskonverter Roheisen und gegebenenfalls Schrott eingesetzt und dieser in eine im wesentlichen vertikale Position geschwenkt wird und dass in einem Verfahrens- schritt zur Metalltrennung bei bodenseitiger Gasspülung kontaminierte Nebenprodukte, vorzugsweise brikettierter Staub und/oder Schlamm, durch den Konvertermund in die Schmelze eingebracht, mit dieser vermischt und reagieren gelassen wird, wobei das dabei gebildete Konverterabgas bzw. der in diesem ausgetragene Staub eigens abgeschieden und ein Konzentrat gebildet wird.

   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als metallur- gisches Gefäss ein Elektro-Lichtbogenofen oder dergleichen Schmelzaggregat verwendet wird.

   10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewin- nung eines Konzentrates von Zink-und/oder Kadmium-Verbindungen und Blei bei der Metalltrennung und eine Abscheidung von Stäuben, die beim Frischen bzw. bei der Erzeugung der Rest- bzw. Hauptmetalle anfallen, mit verschiedenen Abgasfilteranlagen durchgeführt werden.

   11. Vorrichtung zur Abtrennung oder Abtrennung und Gewinnung von Zink (Zn) und/oder Kadmium (Cd) und Blei (Pb) aus einem mit diesen Elementen und/oder deren Verbin- dungen kontaminierten Nebenprodukt und/oder Abfall, welches bzw. weicher bei einer Metallerzeugung oder Metallverarbeitung entsteht, bei Verwendung der Reststoffe bzw. Restmetalle, im wesentlichen umfassend ein metallurgisches Gefäss mit einem Abgasaus- tragmittel und Abgasreiniger bzw.

   Filter, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im metallurgischen Gefäss (1) beim Einsatz und bei einer Erwärmung von zink- und kadmium- und bleihältigem Nebenprodukt undloder Abfall, insbesondere von Filterstäuben undloder entwässerten Schlämmen (2), auf eine Temperatur von über 700 C, vorzugsweise über 900 OC, redu- zierende Bedingungen einstellbar oder nutzbar sind und dass das Abgasaustragsmittel und der Abgasreiniger derart ausgeführt sind, dass die Abgas- bzw. Filterrückstände aus dem metallurgischen Gefäss in Abhängigkeit von den Verfahrensschritten zur Metalltrennung (3) und zur Metallgewinnung (4) jeweils getrennt abscheidbar und ausbringbar sind 12.

   Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Abgasaustrag mindestens ein Umschaltmittel (5) zur Weiterleitung des Abgases an mindestens zwei Abscheideanlagen aufweist.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das metallurgische Gefäss, insbesondere ein Sauerstoffblaskonverter (1), für die Verfahrensschritte Metalltrennung und Metallgewinnung jeweils in dafür vorgesehene unterschiedliche Positionen, insbeson- dere Schwenkstellungen, festlegbar ist, wobei in jeder Position ein eigenes Abgas- austrags- bzw. Sammelmittel mit zugehöriger Filtereinrichtung wirksam bzw. anschliessbar ist.

   14. Verwendung des Verfahrens zur Abtrennung oder Abtrennung und Gewinnung von Zink und/oder Kadmium und Blei gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, vorzugsweise in einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 11 bis 13 für eine Verwertung oder Beseitigung von kontaminierten Abfällen undloder Kreislaufstoffen, die durch erforderliche undloder gezielte Ausschleusung bei einer Erzeugung und/oder Verarbeitung in integrierten Hütten- werken anfallen.