CN1120822A - 含碳材料的熔炼 - Google Patents

含碳材料的熔炼 Download PDF

Info

Publication number
CN1120822A
CN1120822A CN94191703A CN94191703A CN1120822A CN 1120822 A CN1120822 A CN 1120822A CN 94191703 A CN94191703 A CN 94191703A CN 94191703 A CN94191703 A CN 94191703A CN 1120822 A CN1120822 A CN 1120822A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag
carbonaceous material
reactor
oxygen
smelting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN94191703A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1105607C (zh
Inventor
J·M·弗洛伊德
C·P·杰普
R·W·马图斯维茨
K·R·罗比利尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Outotec Ausmelt Pty Ltd
Original Assignee
Ausmelt Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ausmelt Ltd filed Critical Ausmelt Ltd
Publication of CN1120822A publication Critical patent/CN1120822A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1105607C publication Critical patent/CN1105607C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/30—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
    • A62D3/38—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by oxidation; by combustion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/20—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste
    • B09B3/25—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix
    • B09B3/29—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix involving a melting or softening step
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/085—High-temperature heating means, e.g. plasma, for partly melting the waste
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/06—Processing
    • G21F9/14—Processing by incineration; by calcination, e.g. desiccation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/20—Organic substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/20—Organic substances
    • A62D2101/22—Organic substances containing halogen
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/20—Organic substances
    • A62D2101/24—Organic substances containing heavy metals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/40—Inorganic substances
    • A62D2101/43—Inorganic substances containing heavy metals, in the bonded or free state
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S423/00—Chemistry of inorganic compounds
    • Y10S423/09—Reaction techniques
    • Y10S423/12—Molten media

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

一种处理被毒性成分污染的含碳材料的工艺，它采用在顶部浸入式吹氧反应器中熔炼该材料的方式。该材料的碳成分以元素碳或游离碳的形式存在。进行熔炼以便形成流体炉渣，或在流体炉渣存在下进行熔炼。在熔炼过程中，通过顶部浸入式注射，将含游离氧的气体注入炉渣让该材料的碳成分燃烧。挥发性毒性成分进入反应器尾气，而非挥发性毒性成分基本上全部进入炉渣。

Description

含碳材料的熔炼
本发明涉及被毒性元素成分污染的含碳材料的处理工艺。
本发明所使用的含碳材料的碳成分基本上以游离或元素碳形式存在。因此，碳成分可基本上包括各种形式的石墨，如块状石墨，或无定形或微晶石墨，如焦炭、碳黑和木炭。然而，含碳材料另外可包括碳质物料，如沥青材料、重油残渣或类似物，它们尤其用作颗粒状石墨材料的粘结剂。
本发明特别是关于在铝的电解熔炼过程中产生的受污染的含碳材料，比如(铝)电解槽废料(SPL)，下面的叙述主要针对SPL材料的处理工艺。但必须明白，本发明还涉及不管在铝的电解熔炼过程中产生的还是在其它工业中产生的除SPL材料以外的受污染含碳材料的处理工艺。
用来回收铝金属的电解熔炉的电解还原槽或(铝)电解槽衬有碳质材料。一般来说，还原槽衬里具有耐火硅铝酸盐外壳和碳质内壳。在还原槽的使用过程中，衬里的碳质壳因为电解浴中所含的物质的渗透作用以及因为高温下的老化而逐渐被损坏。归根到底，外壳也可能受电解浴中物质的污染。槽的操作效率受这些因素的影响而降低，需要更换碳质壳，或内外壳都要更换。除下的衬里材料(包括SPL材料)然后必须堆存，或加以处理，得到待扔弃的残渣。该处理工艺能使得一些物质(如HF形式的氟)被回收，一些回收的物质可以循环至熔炼操作中或至前期操作中。SPL材料可包括从碳质内壳回收的材料(“级分1”)，从外壳回收的材料(“级分2”)或级分1和2的混合物。
Davies等人的US4735784讨论了先有技术的一些建议，它们是Dahl的US4,065,551；Bell等人的US4,113,832；Anderson等人的US4,158,701和4,160,809；和Krnger等人的US4362701。在US4,113,831(Orth，Jr.等人)和US4,444,740(Snodgress等人)中提供了其它一些先有技术建议，尽管这后两篇专利的主题与水溶液浸提操作有关。
就那些在US4735784(Davis等人)中考虑的先有技术而论，可以指出，这些建议都没有制造出对人类健康和环境无危害的最终废渣。这些建议提供了颗粒残渣，从中能够浸提所保留的污染物。同时，这些建议直接地或间接地指出了有必要避免导致炉渣形成的那些条件。
Davis等人提出了一种处理SPL材料的方法，其中该材料与硅石混合，所得混合物然后在高温下加热形成炉渣。该方法要求在混合物中添加足够的炉渣并在水存在下形成炉渣，从而提供了能导致基本上所有的例如HF形式的氟化物污染物挥发的高温水解条件。之后，将炉渣冷却制出不溶性的硅酸盐玻璃残渣，它含有处于固定状态的任何剩余氟化物污染物。
在Davis等人的建议中，废料和硅石的混合物在1000—1700℃的温度下加热。在废料是SPL材料的情况下，其主要碳成分被燃烧，至少满足了一部分的处理热需求。然而，硅酸盐添加量为废料的7—50％(重量)，该建议的缺点是残渣的量可超过废料原料的量。即使燃烧SPL材料的所有碳成分，这一缺点都存在。同时，这一建议没能充分利用碳成分的燃烧值。
而本发明特别是关于SPL材料的处理工艺，在上面已指出，它也适于处理其它含碳材料。另一种合适材料的一个重要实例包括来自竖罐的残渣，如用来从浓缩物蒸馏锌的竖罐。类似材料包括用于烤钵冶金的废石墨坩埚(它含有可回收的贵金属)和含贵金属和/或毒性金属的活性炭。在从竖罐中蒸馏锌时，浓缩物与焦炭混合，并在罐中加热。蒸馏工艺留下了含有(来自未反应焦炭的)碳的残渣，来自浓缩物的一些矸石，和一些锌残留物，一般还有一些铅和银。
本发明可利用的另一合适材料包括来自核反应堆的废石墨块。当然，这类废石墨块已被放射性产品所污染，作为废料，它们的主要问题在于安全贮存或处置。
本发明提供了处理受毒性元素污染的含碳材料的工艺，由该工艺能充分利用碳成分的燃烧值。在至少由氟化物污染的SPL材料的情况下，尤其该工艺避免了添加硅石的需要，尽管如本文所指出的那样，在欲处理的一些含碳材料中可存在硅，通常以硅酸盐形式存在。
在本发明的工艺中，采用含游离氧气体如空气、氧气或富氧空气的顶部浸入注射方式，将含碳材料在顶部浸入式吹氧反应器(top—submerged lancing reactor)或炉中熔炼。在进行熔炼时通过添加合适的助熔剂而形成流体炉渣，或在流体炉渣存在下进行熔炼。含氧气体通过顶部浸入注射方式供入炉渣中以便让含碳材料的碳成分燃烧，从而碳成分用来满足该工艺至少部分的燃料需求。在熔炼SPL材料的过程中，在含碳材料中的含氟污染物可以释放出来，例如通常与含氢化合物，如水(它可与SPL原料混合)或自燃料的烃成分产生的水蒸汽有关的反应释放出来。含碳材料中其它毒性成分(如H2S和HCN)在反应器中被氧化(比如通过顶吹气体中的氧成分)，制成无害的产物，如水汽、二氧化碳和氮气。硫或者熔于炉渣中或者氧化成SO2汇入烟道气，在烟道气洗涤操作中可降去SO2。
在熔炼一种包含来自竖罐的残渣的含碳材料时，污染物(包括锌和铅)以及存在的任何贵金属(如银)能够蒸发并从炉的尾气中回收。到它们不能以烟尘形式除去的程度时，锌和铅包含在炉渣中，但一般处在环境可接受的低含量。
对于包含来自核反应堆的废石墨块的含碳材料，熔炼效果将取决于所存在的放射性污染物。一些此类污染物将作为烟尘随炉尾气一道排出，而其它的则吸收在炉渣中。在尾气中存在污染物的情况下，它们能够从气体回收，比如通过使用一种织物袋滤室(气体从中通过)。包含在炉渣中的污染物能够作为硅酸盐和/或以溶液或类似物的形式包封在其中。放射性物质一般是以较低浓度存在于废石墨块中，从尾气回收的量是较少的，因而有利于进一步处理，以使它们安全包封和贮存。类似地，存在于炉渣中的量也是较少的，而炉渣(从炉渣中将它们回收)的体积显著低于废石墨块的体积，从而有利于再次包封或贮存。
本发明的方法最优选的是在单个炉中进行，该炉包括顶部浸入式吹氧反应器。该工艺能够以连续熔炼操作方式进行。此外，它可以半连续方式进行，其中，在一段合适的熔炼时间过后，停止含碳材料的进料，炉渣的混合和通过顶部浸入式注射含氧气体而得以继续进行，其时间间隔足以实现污染物与反应器烟道气一起最后排放出来。
在连续进行熔炼操作时，炉渣在整个操作中(至少在足够的起步时间之后)或在适当的间隔出渣。然而，连续熔炼操作无法排放污染物来获得非常低残留水平，而上述的半连续操作则是可能的，可调整连续操作用来达到相对低的水平。因此，在给出连续熔炼操作的派生形式中，所用反应器可具有在至少两个区域中可操作的顶部浸入式吹氧管。在这种派生形式中，存在反应器的至少一个第一区域，向其中加入含碳材料且在其中该材料的碳成分被顶部浸入注射的含氧气体所燃烧；以及存在反应器的至少一个第二区域，没有向其中加入含碳材料，在其中来自第一区域的炉渣通过顶部浸入注射的含氧气体进行混合和冲洗。在该派生形式中，炉渣优选在第二区域附近的且与该第一区域或每一第一区域相隔较远的部位连续地或以一定时间间隔地出渣。
实施含氧气体顶部浸入注射的该吹氧管或这些吹氧管设置成能将气体注入炉渣中。该吹氧管还优选具有一种用来将含氧气体通入浴上方的气体空间的装置。这一通气操作确保了诸如一氧化碳、氢气或烃类气体的气体的完全氧化(如通过后燃烧)，制成无害气体如二氧化碳和水汽。
含碳材料最优选包括SPL材料。它可包括级分1、级分2或级分1和2的混合物的SPL材料。另外，它可包括其它来自铝熔炼操作的废料(如含碳废阳极材料)、来自熔炉尾气干法洗涤装置的废氧化铝、管道和地沟清除物、地板扫除物和废熔炉顶部积聚物。如果需要，废料加以破碎，但与先有技术建议相反，破碎料一般较粗。一般，破碎至-20mm就足够了。
能够与SPL材料包含在一起的一些废料(如地板扫除物)相对来说细一些。如果需要，此类材料可以团聚成块，尽管本发明的工艺没有要求这一点。粗料优选经过在反应器的上部如顶部的导槽加入到反应器中。粗进给料中的细料或添加在其中的细料通过在刚要进入炉之前与水混合而部分地团聚成块。这一轻度团聚的材料然后进入浴中并反应。进给料系统具有一种装置，它将由润湿(团聚)操作所产生的任何气体排入炉中以确保任何毒性气体完全反应成无害气体。在另一派生形式中，细料能够，比如与由顶部浸入注射所提供的含氧气体一起注射入炉渣中。在所有这些方式中能避免细料随反应器尾气一道跑出的损失，因而来自进给料的粉尘很少能进入烟道气。
含碳材料，比如SPL材料，优选以连续方式加入反应器中，尽管分批或间歇进料是可能的。在熔炼操作中，存在炉渣。炉渣或初始量的炉渣在开始就存在，或炉渣能够在熔炼操作的初始阶段形成。优选地，炉渣和/或炉渣形成助熔剂在熔炼过程中加入到反应器中。炉渣和/或助熔剂最优选连续加入，尽管分批或间歇进料是可以的。依炉渣和/或助熔剂的形式而定，它可以经过在反应器的上部的导槽，比如与含碳进给料一起加入，或者通过一种能实施氧气顶部浸入注射的吹氧管来加入。
炉渣或炉渣形成助熔剂可包括：来自炼铁或炼钢操作或来自有色金属冶炼操作的废渣，铁矿、玄武岩、石灰岩或类似材料。本发明工艺的熔炼操作是在大约1100℃—大约1400℃的温度下进行的。炉渣或炉渣形成助熔剂最优选的是使得在此温度下提供适宜的流体、液体炉渣。
待熔炼的含碳进给料中的碳在反应器中被顶部浸入注射的含氧气体所燃烧。取决于该进给料的碳含量，燃烧可以满足工艺的所有热量需求。在碳含量不足以满足这些要求时，在熔炼操作过程中，在整个操作过程中连续地或间歇地将燃料供入反应器中。该燃料可包括天然气、油或煤中的至少一种。在燃料是天然气、油或煤细粉时，它可通过一种能实施熔炼用氧气顶部浸入注射的吹氧管或通过毗邻的吹氧管吹入反应器中。在燃料是煤的情况下，它可以粗颗粒形式或块形式通过在反应器上部的导槽，比如与含碳进给料一起加入到反应器中。
氧化铁可存在于炉渣中，这归因于所用炉渣或炉渣形成助熔剂的性质或其存在于含碳材料的结果。当存在于炉渣中时，氧化铁处在某一水平，在该水平下有利于从某一部位(在该部位含氧气体注射到炉渣中)为漂浮在炉渣上表面和到达炉渣上表面的含碳材料的碳提供氧载体。在该部位，由以下反应能在炉渣中形成FeO1.5：
    (1)
炉渣中所得FeO1.5然后通过由顶部浸入注射含氧气体所产生的紊流转移至含碳材料，以便通过以下反应来燃烧含碳材料颗粒的碳Cm成分：
    (2)
炉渣中氧化铁的作用类似于促进燃料燃烧的氧载体，如果使用燃料的话。同样，还可产生CO2，这取决于Cm形式的碳和燃料中的碳的相对充裕程度。
由反应(2)和与燃料(如果使用的话)燃烧有关的相应反应所产生的一氧化碳优选在炉渣中或在炉渣上面进行后燃烧。即，提供过量的空气、氧气或富氧空气使一氧化碳基本上完全燃烧成二氧化碳。类似地，在熔炼过程中释放的或产生的氢气，以及由与任何存在的水有关的反应所释放的或产生的任何烃类气体也可以后燃烧。
后燃烧所需要的氧气可通过顶部浸入式注射的含氧气体提供，注射提供的氧气过量于燃烧所需要的化学计量。该后燃烧可在炉渣内或在炉渣上面至少部分地进行，取决于炉渣内含氧气体注射的高度。如果需要，顶部浸入式吹氧管可具有单个喷嘴或多个喷嘴，在后一种情况下用于后燃烧的氧气可以通过该吹氧管的至少一个喷嘴注射，它与至少另一个喷嘴(通过该喷嘴注射用于燃烧的氧气)呈发散型角度。
此外，用于后燃烧的氧气可通过与一根为燃烧提供含氧气体的吹氧管分开的吹氧管来提供。提供后燃烧氧气的吹氧管可用来顶吹，或它可简单地将氧气水平地吹入炉渣上面的反应器空间。
在又一个变化形式中，后燃烧用的氧气通过改进形式的顶部浸入式吹氧管来提供，并从该吹氧管(它的端部在炉渣上面)的套管发射出来。在这一变化形式中，该套管以环形套筒的形式套装在吹氧管上部周围，从而在套管和吹氧管之间确定了一环形通道，其下端开通。在吹氧管的上端将含氧气体供入通道，能使气体排入炉渣上面的反应器空间，满足后燃需要。这种安装方式有利于独立地控制燃烧用含氧气体的顶部浸入式注射速度与后燃烧用氧气的进料速度。
后燃烧在本发明的工艺中具有几个好处。它能将所产生的热能释放给炉渣和含碳材料，从而提高该材料的熔炼速度。同时，它提高反应器尾气的温度，无须单独的燃烧阶段而能从这些气体回收的热能水平增加了。另外，它能使尾气的CO和H2基本上完全燃烧成无害的二氧化碳和水汽。
在含碳进给料含有氟化物的情况下，与SPL材料的情况一样，通过熔炼操作能够从反应器中基本上完全除去氟。在足够量的含氢化合物物质的存在下进行熔炼能促进氟的除去。它在熔炼条件下形成HF，HF易随反应器尾气挥发。含氢化合物可以在含碳进给料中以足够的量存在。然而，它们另外或任选地以水的形式，和/或以包括天然气、油或煤的燃料形式加入到反应器中，煤中的挥发分提供此类化合物。然而，如果需要，可使用其它有机物质。
从熔炼操作得到的并从反应器排出的炉渣可以扔弃或回收。在炉渣被扔弃的情况下，它可被浇铸，但优选在水流中或水箱中造粒。炉渣可用作土地填筑料，或者，如果合适的话，它可用于建材生产。保留在炉渣中的污染物的水平一般很低并符合环境机构制定的土地填筑料的标准，同时，污染物基本上不能由地下水或类似物从炉渣中浸出。
尽管将含碳进给料较粗地破碎成-20mm一般足够了，制出细颗粒也是不可避免。同样，在铝冶炼炉废渣能与SPL材料一起熔炼的情况下，应该意识到，例如来自干法洗涤装置的废气化铝和地板扫除物则基本上包括细粉料。正如上面所说的，细粉料可通过顶部浸入式吹氧管注射。然而，细粉进给料优选与足够的水或其它合适的粘结剂制成捏合料加入到反应器中。这种轻度团聚的、捏合的物料可通过在反应器上部的导槽加入反应器，降落在炉渣中。细粉以捏合料形式进料最大程度地减少了细粉从反应器中作为粉尘通过反应器烟道带出所造成的损失，操作良好的情况下，只损失1％以下的细粉料。
用来获得捏合细粉的水，或有机或无机粘结剂能够提供含氢化合物，它有利于从例如含碳材料包括SPL材料除去氟。但是，这水或者单独添加的或与含碳材料在润湿或潮湿条件下一起加入的水还可以更常用来保持熔炼操作中所需热能平衡。因此，当含碳材料的碳和有机成分的燃烧值超过熔炼操作的热需求量时，水可用来通过蒸发吸收热能来保持热平衡。如果需要，为此目的的水可以按要求，通过该顶部浸入式吹氧管或一个顶部浸入式吹氧管或通过一独立的管注射进去。
所用炉渣或从本发明工艺得到的炉渣对商业途径获得的耐火包封材料的所有组分有显著的溶解能力。因此，反应器中耐火材料的使用寿命受到限制，尤其在超过优选的上限温度(约1250℃)的度下。因此，该反应器优选带有水冷却装置，比如，让反应器形成有双层外金属壳，通过它冷却剂水进行循环。在一种替换的安装方式中，反应器具有单层外金属壳，并提供了位于壳外围的装置，用来向壳外表面喷射冷却剂水。在每一种情况下，至少应在反应器的高耐磨性表面实施冷却。通过循环或喷射冷却剂水冷却反应器，其方式优选使得在反应器的耐火材料衬里的内圆周上形成固化炉渣衬里，从而使耐火材料免遭熔化炉渣的浸蚀。水冷却增加了最初的资金消耗，同时它还增加了熔炼操作成本，原因是增大了熔炼操作中的热损失。然而，增加的成本有必要通过因不需经常更换耐火材料而降低维护费用和提高了反应器可利用率来加以弥补。同时，增加的操作成本并不明显，当含碳进给料具有足够的燃烧值，避免添加燃料的需求时。通过合适的助熔作用调节所产生炉渣的组成，以确保在操作温度下获得固体炉渣的防护性衬里。
现参考附图，其中：
图1是用于本发明工艺的反应器系统的示图；
图2是说明本发明工艺的一种形式的工艺流程图；
图3是说明工艺的第二种形式的工艺流程图。
图1的反应器系统10具有炉式反应器12，其中SPL或类似的或其它含碳材料能被熔炼，顶部浸入式吹氧管14通过反应器12的顶插入。反应室16由反应器12所确定，在其中进行SPL材料的熔炼。室16是在钢外壳18内并(在壳18内)由合适的耐火材料19的衬里所确定的。至少在其下段(在熔炼过程中在其中存在所加入的材料和炉渣)周围，反应器12适宜于将冷却剂水喷射到壳18的外表面上。这可由环形供水管21来说明，它环绕反应器12并带有能产生喷射水流23的喷嘴。喷水能使壳18和相邻的耐火材料19冷却，导致形成固化炉渣的防护层20；层20保护耐火材料19不被熔化炉渣溶解。
颗粒形式的含碳材料，如SPL材料，一般-20mm，经过在反应器12上部的导槽22加入到室16中。用于造渣的助熔剂也通过槽22加入。而导槽22(未画出)一般设有合适的开启装置，它减少了反应器气体通过导槽22跑出的损失。
吹氧管具有一主要导管装置24，通过它将顶吹含氧气体由顶部浸入注射方式供入室16中。导管装置可包括输送那种气体与夹带在该气体中的含碳材料的烟尘和固体燃料细粉的单个导管。任选地，导管装置24可包括至少两个同心导管，通过其中的一个将气体注射进去，如果需要的话，与夹带的含碳材料的细粉一起，以及通过另一导管将气态或液态燃料注射进去。
在熔炼操作的起始阶段，吹氧管24在室16中下降至中等高度，将含氧气体吹入，产生足够深度的熔化炉渣26，向该炉渣中添加含碳材料。中等高度能引起炉渣飞溅，这样，炉渣飞溅起来在导管装置24的下端形成涂层并固化。当在装置24上已形成防护炉渣的足够厚的涂层时，然后降低吹氧管，使其下尖端处在炉渣中，以顶部浸入式注射含氧气体。
在熔炼过程中，含碳材料如SPL材料的和所注射燃料的碳成分基本上完全燃烧，产生CO2和H2，作为反应器尾气，它通过反应器12的排烟道32或经由反应器12的排烟道从室16排出。燃烧过程释放SPL材料的例如HF形式的氟化物污染物，它与其它尾气一道挥发而去。
除了导管装置24之外，吹氧管14具有一同心套管34，在其下端开通。如图所示，套管34从吹氧管14的上端向下轴向延伸的程度必须满足以下条件：在导管24下降进行顶部浸入式注射时，套管34的下端离炉渣26还有一段距离。含氧气体通过在套管34和导管装置24之间所确定的环形通道吹入，并通过该通道的下端开口排入炉渣上方的室16。通过套管34吹入的气体的氧成分引起在室16中CO和H2后燃烧成CO2和H2O，大部分后燃烧所产生的热量被炉渣26和含碳材料28吸收。
尾气自排烟道32进入一适当的处理设备。这可以包括粉尘分离器，用来除去所夹带的细粉。它还包括水洗涤装置，将HF回收为水溶液形式，或干法洗涤装置，其中尾气与颗粒状氧化铝接触形成氟化铝。
图2是简要说明本发明的工艺流程图。图1在上下文叙述中已一目了然，图2强调本工艺可以只包括单阶段熔炼操作，只需要如图1所说明的一个反应器。
参考图3，它示出了用来说明根据本发明工艺第二种形式的操作的流程。为此，单个炉式反应器就足够了，尽管操作是以两阶段、分批方式进行的。图3的工艺参照包括SPL材料的含碳材料的熔炼工艺来说明。但是，与图1和2的工艺一样，图3的工艺也能适合于其它含碳材料的类似熔炼，比如来自核反应堆的废石墨块，来自竖罐的残渣，来自烤钵冶金坩埚的石墨材料或活性炭。
在第一阶段，在反应器中提供炉渣底料。SPL材料和助熔剂逐步加入，同时，由顶部浸入注射式吹氧管将用来燃烧SPL材料的游离碳的空气注射到炉渣中。将燃料(如果必要)和其它空气(如果需要)注射进去。所进行的熔炼操作，优选在1100—1400℃，最优选在大约1300℃下，消耗SPL材料的碳成分，而氟被烟道气抽出。其它污染物如H2S和HCN被氧燃烧后基本上全部受破坏，这样，只有极少量留在尾气中。氟一般以HF蒸汽形式抽出，它能回收再利用。然而，一些氟以NaF烟雾的形式包含在烟道气中，在这种情况下，烟雾优选被回收到第一阶段操作中。这种回收的NaF烟雾能使得更多地暴露于炉反应条件，让NaF反应进一步产生HF，钠被炉渣吸收。
在第一阶段结束时，停止SPL材料和助熔剂的进料。然后，在类似于第一阶段所用的温度下，炉渣经历一泄料时期，而此时正在以顶部浸入式注射空气和燃料。燃料和残余SPL材料的燃烧继续进行着，至少到后者被消耗和烟道气基本上无HF为止。任何存在于第二阶段烟道气中的NaF可以在该阶段回收到炉中，与第一阶段所示一样。在第二阶段之后，会留下炉渣，它在水流中造粒后，可以扔弃或用作毒性成分如氟和HCN含量低的环境管理上可接受的土地填筑料。留下炉渣残余底料，为下一轮两阶段操作周期作准备。
现通过下面特定的实施例进一步说明本发明。
实施例1
将300kg级分1SPL和200kg级分2SPL材料与320kg助熔炉渣一起经280分钟的时间加入一液体浴中，该液体浴包括在一顶部浸入式吹氧炉中的100kg温度保持在1255—1300℃F的含氧化铁的助熔炉渣。原料混合物已经破碎至小于20mm尺寸，并在刚要进入炉顶的进料口之前与占SPL重量10％的水混合。级分1、级分2和助熔炉渣具有表1中所示的组成。
                                             表1
                                      实施例1的材料分析
    Fe％     SiO2％    Al2O3％     CaO％     MgO％      C％      F％      Na％
SPL级分1SPL级分2助熔炉渣最终的炉渣     3.33.721.417.8     14.410.016.120.5     26.929.06.917.8      2.13.032.915.7     1.31.23.54.8     10.02.4--     6.87.20.40.6     19.821.80.19.0
顶部浸入式吹氧管用40Nm3/h流速的天然气点火。空气和氧气与天然气一起注射进去，完全燃烧天然气以及SPL中的碳。该空气富含氧气，氧气总计23％O2。后燃烧空气以75Nm3/h的流速注射在浴的上方，使用套管系统(它构成吹氧管的一部分)。
在熔炼作过程中和在熔炼周期结束时，在用10分钟的熔炼时间将最后的原料熔炼之后，将炉渣泄出。
最终的炉渣在水中造粒并具有以上所示的分析结果。由在维克多利亚(Victoria)的EPA对最终的炉渣进行浸提试验。该溶液含7.2mg/l氟离子，它完全符合土地填筑用料的低于150mg/l的要求。
中试装置带有卫生导管和袋滤室系统，以保证完全清洁的工作环境。炉的气体处理系统包括冷却器、袋滤室和碳酸钠洗涤塔。对烟道气系统和卫生洗涤系统，以及在工作环境中进行环境监控。试验表明，该装置符合颗粒物质的散发气体、氮氧化物、三氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、氟化氢、硫化氢、光气、甲烷和氨的标准。在装置操作过程中，工作环境中所有污染物达到难以检测出来的水平。在操作中原料的碳成分完全燃烧成CO2，泄出的炉渣不含碳。SPL原料中大约90％的氟以HF形式回收，并收集在洗涤系统中。低于SPL重量的1％的烟雾和粉尘被收集在两个袋滤室中。袋滤室烟雾含20.3％F和22.％Na，表明它含有大部分NaF。这代表了SPL原料中1.5％的总氟量。
实施例2
设计装置，使它适应于如图1所示的在顶部浸入式吹氧反应器中进行的工艺，在1300℃下操作，SPL年处理能力为20,000tpa(吨/年)，分析结果示于表2。
                                               表2
                                      实施例2的材料的分析结果
      Fe％     SiO2％    Al2O3％      CaO％     MgO％      C％      F％      Na％
SPL级分1SPL级分2助熔炉渣最终的炉渣      1.61.621.314.5      2.136.016.124.6      5.015.716.612.2       --33.821.3      --4.89.2     67.65.0--     12.917.1-0.7      7.810 40.17.6
该装置使用974kg废弃炉渣底料作为起始浴，该浴用于熔炼SPL级分1和级分2(分别为2.1吨/小时和1.4吨/小时)的周期。含氧化铁助熔炉渣在2.4吨/小时下熔炼，顶部浸入式吹氧管用100Nm3/h天然气点火燃烧，吹入960Nm3/h燃烧空气、13,400Nm3/h熔炼空气和2,000Nm3/h后燃烧空气。在熔炼4.15小时后达到炉的处理能力，停止进给所有材料，改变燃烧方式以提供保持温度在1300℃下所需要的热量，经15分钟的时间将最后的原料熔炼。在此之后，炉渣从炉中泄出送至水碎流槽中(扔弃或出售处理)，在炉中留下炉渣底料，满足下一除污染物周期所需要的浴。
将烟道气冷却后导入洗涤系统中收集HF(以可再利用的形式)。
与实施例1中一样，该炉渣适合用作工地填筑料或用于其它目的。
在前面的叙述中，优选的情况是基本上完全后燃烧，这确保了挥发出的污染物如HCN完全燃烧成无害的气体。然而，应该理解，没完全后燃烧是可能的，如果需要，在一合适的后燃烧装置中，以在反应器外部的方式进行充分燃烧。
实施例3
在从锌浓缩料与焦炭的混合物蒸馏出锌之后所得到的竖罐残余料的样品进行实验室规模的顶部浸入式吹氧熔炼。所使用条件相当于参考图1和2描述的用于SPL材料的那些条件。残余料的组成示于表3。
                            表3
                  实施例3的残余料的分析结果
     成分ZnPbFeSiO2CaOSASAl2O3CAg 3.6wt％4.9wt％11.2wt％18.3wt％4.8wt％2.2wt％0.6wt％6.1wt％32.2wt％115ppm
为了熔炼残余料，首先熔化反射炉渣的起始浴并加热至所需要的温度1350℃。炉渣的组成示于表4。
                       表4
                实施例3的炉渣组成
    成分FeFe2O3SiO2CaOAl2O3ZnPbCuS     wt％37.14.936.89.53.70.090.020.460.97
将残余料与助熔剂一起逐步递增地加入到熔融炉渣。助熔剂是石灰岩，含有45.8wt％CaO和4.9wt％SiO2。
然而，基本上按照图2，在模拟设备上以实验室规模进行熔炼，而不是在与图1相同的炉式反应器中进行的。熔炼在一盖封了的硅铝酸盐坩埚中进行，它在感应炉中装有初始和补充的加热装置。使用15mm内径的氧化铝管将空气注入炉渣浴中，在一控制的速率下模拟顶部浸入式吹氧熔炼。将氮气(遮蔽气体)注入浴上方的空间，防止空气进入。以一分钟的间隔将称过量的残余料和助熔剂加入到坩埚中。总进给速率相当于5g/min的残余料进给当量。浴温由热电偶测量，该热电偶由硅铝酸盐包皮保护，插入浴中。通过调节感应炉的功率手工控制温度。
总熔炼参数，(由100g炉渣开始，在供入残余料和助熔剂之前将氮气注入炉渣达5分钟，切换开启顶部浸入式注射空气)，均列于表5。
         表5：熔炼参数
熔炼条件            75％氧化
进料：
  残余料            200g
  助熔剂            20g
注射速率：
  空气              4.77l/min
温度                1350℃
时间                              60分钟
熔炼结果列于表6。
                            表6
                        熔炼结果产物
最终炉渣(231g)ZnPbSFeAg烟雾(10.2g)ZnpbSFeAg灰分(7.2g)ZnPbSFeAg     wt％/ppm0.59％0.41％0.05％46.2％20ppm20.90％42.40％3.70％1.60％305ppm0.82％0.52％5.01％11.20％200ppm
结果表明，竖罐残余料可以根据本发明熔炼。该熔炼工艺能使残余料中的碳用作燃料和还原剂。同时，回收高于90％的锌和铅成分(以纯净的烟雾形式)，是能够实现的。
实施例4
用竖罐残余料进行一组试验，类似于实施例3。在这些试验中，变化空气流速使残余料的碳成分(以表3的分析结果为基础)的0％(被燃烧)变化至100％(被燃烧)，与实施例3中的75％氧化水平相比较。在一个试验中没有使用氧化剂和助熔剂，但注射了氮气，结果得到没有完全熔化的产物，留下大量的灰分(大约84g)。该试验没有在浴中进行充分的混合和反应，在灰分中留下高含量的锌和铅。在另一个试验中，注射氧气，达到25％的氧化水平，只有实施例3的75％的石灰岩助熔剂的量，结果灰分重量降至23g，但是，再一次地，混合情况仍然不满意，锌和铅回收率依旧(每一种在炉渣中高于1wt％)。
注射了氧气并达到50—90％氧化水平的一些试验制得了锌和铅远远少于1.0wt％的炉渣。在50％氧化率下的一个试验获得的炉渣中锌和铅的含量最低，但是，在此最低含量下，存在硬渣相，特别是，在炉渣中留下了大量的灰分(58.4g)。与实施你3中一样，将氧化率升高至75％，结果灰分的量减至大约10.8g，同时保持炉渣中锌和铅的含量在0.5％附近。这些含量在90％的氧化率下进行操作的试验中得到保持，灰分水平进一步降至大约8g。
目的在于燃烧100％的残余料的碳成分的一些试验利用第一熔炼阶段和第二还原阶段。熔炼阶段进行90分钟，但其它是依据实施例3。还原阶段进行30分钟，在此期间，煤作为还原剂以0.5g/min的速率加进去。在所得到的炉渣中的铅水平远远低于1％，锌水平在约1％，这并不是锌从炉渣还原，据信是因为在锌发烟之前磁铁矿优先还原，因此需要更长的还原时间。然而，发现使用气态还原剂如天然气比使用煤更为有效，并能调整这一效果。
一些进一步单阶段试验使用进给料中的碳作为还原剂。发现十分有益，并且，以氧化率为条件，能以高收率回收铅和锌，使炉渣中的锌远远低于1％和铅低于0.5％。在又一些进一步的试验中，增加助熔剂添加水平不影响从炉渣中除锌和铅，但它进一步降低了熔炼后剩余灰分的量。
一般说来，在实施例4的那些进一步的试验中和在实施例3中，砷、锑和银在熔炼过程中基本上从残余料中除去。至于砷，通常以烟雾形式回收，其水平从残余料中的初始值6000ppm降至炉渣中的300ppm。如果形成硬渣相，则增强了除砷效果。约50％的锌回收率是以烟雾的形式实现的。使用天然气作为还原剂，并形成硬渣相，高达95％的砷回收在硬渣中是可能的。
在能很成功地除锌和铅的熔炼条件下，银被驱除至烟雾中，使得残余料中的115ppm降至炉渣中的10—20ppm。银进入烟雾(和硬渣，如果可行的话)中的推测回收率在80—90％范围内。
烟雾样品一般含有25％Zn，40％Pb，1％Fe，0.5％CaO，2.6％S，3.5％As，3.3％C，1.0％SiO2，0.2％Cu，0.1％Al2O3，0.25％Sb和240ppm Ag。在一些试验中获得低于1％的碳水平。
以在50％—75％之间的氧化率会在1300℃下产生硬渣相。一般的硬渣含有0.13％Zn，0.34％Pb，70.3％Fe，4.75％S和7.3％Cu。提高温度和/或残余料中碳的百分氧化率会减少硬渣形成的可能性。在熔炼过程中使用天然气作为还原剂会产生硬渣相；该硬渣相趋向于降低锌和铅的量，但还含有约4％的砷。
所形成的灰分量取决于熔炼温度、氧化率和助熔剂比例。这些参数中的每一种增大都会减少灰分量。该灰分由未反应的残余料进给料组成。一般说来，当灰分被完全或基本上完全除去时，炉渣中的锌高于0.5％而且铅水平也较高。灰分的典型分析结果列于表7。
                    表7
                 灰分分析
    成分FeCSiO2CaOAl2O3ZnPbCuSAsAgSb     低4.60％0.66％2.36％1.10％3.70％0.19％0.06％0.38％1.80％0.12％20ppm100ppm       高15.60％70.00％35.00％14.80％7.62％1.65％2.06％6.45％12.10％0.90％200ppm1000ppm
参考实施例1—4和前面的叙述，尤其从实施例4中会了解到，本发明能在金属相存在下进行操作。事实上，应该明白，本发明的熔炼操作工艺构成了从适宜的矿、浓缩料或类似物回收有用金属或者从中间产物或废弃材料(如炉渣)回收有用金属的这类工艺的一部分。即，欲要由本发明工艺进行熔炼的含碳材料实际上可用作一种能从其它材料或产物回收金属的燃料和/或还原剂。一般来说，本发明这一应用是不可行的，归因于在普通场合各材料的有限的可利用性。当然，需要在含碳材料和含金属材料或产物之间有适度的相容性。因此，尽管使用含锌炉渣熔炼竖罐残余料以便从每种材料中回收锌烟雾是可以接受的，但是，很明显不希望在本文情况下使用放射性含碳材料。然而，尽管使用含碳材料有能力协助从另一种材料回收金属，本发明单独用来熔炼该单一的含碳材料一般还是合适的。
最后，应该明白，在不脱离本发明的精神或轮廓的前提下，可对前述部分的结构和安排作各种改动、改进和/或补充。

Claims (13)

1.一种处理被毒性成分污染的含碳材料的工艺，其中
(a)含碳材料在顶部浸入式吹氧反应器中进行熔炼形成流体炉渣，或在流体炉渣存在下进行熔炼，
(b)由顶部浸入式吹氧管将含氧气体注入炉渣中，让基本上所有的含碳材料的碳成分燃烧，和
(c)挥发性毒性成分以烟雾形式进入反应器尾气中，非挥发性毒性成分基本全部进入炉渣。
2.根据权利要求1的工艺，其中将适宜的助熔剂加入含碳材料中形成流体炉渣。
3.根据权利要求1或权利要求2的工艺，其中炉渣中氧化铁以一种有益于提供氧载体以增强含碳材料的碳成分的燃烧效果的水平存在。
4.根据前述权利要求中任一项的工艺，其中反应器具有可在至少两种区域中操作的顶部浸入式吹氧管，其中：至少在一个第一种区域中，向其中加入含碳材料，在其中该材料的碳成分被顶部浸入式注入的含氧气体所燃烧；至少一个第二种区域，向其中没有加入含碳材料，在其中来自第一种区域的炉渣被顶部浸入式注入的含氧气体加以混合和冲洗；以及，在第二种区域附近和远离该第一种区域或每一个第一种区域的部位连续地或间歇地泄出。
5.根据权利要求1—3中任一项的工艺，其中，有至少一个顶吹氧管，并且该工艺以双周期分批方式进行操作；和其中，在第一阶段中将含碳材料加入反应器中并由顶部浸入式注射的含氧气体所燃烧；在第二阶段中基本上没有进给含碳材料，以便在第二阶段中顶部浸入式所注射的含氧气体冲洗炉渣。
6.根据权利要求1—5中任一项的工艺，其中含碳材料包括废电解槽(SPL)。
7.根据权利要求1—5中任一项的工艺，其中含碳材料是冶炼竖罐残余料。
8.根据权利要求1—5中任一项的工艺，其中含碳材料包括来自核反应堆的废石墨。
9.根据前述权利要求中任一项的工艺，其中，含碳材料的碳成分的燃烧满足全部的工艺热需求。
10.根据权利要求1—8中任一项的工艺，其中将附加的燃料加入反应器以满足工艺热需求。
11.根据前述权利要求中任一项的工艺，其中含碳材料包括含氟的毒性物质，并且该氟在该反应器中通过反应从该毒性物质释放出来，该反应是与加入到该含碳材料中的含氢化合物进行的。
12.根据前述权利要求中任一项的工艺，其中含碳材料包括一些毒性成分，它们在反应器内被氧化成无毒产物。
13.根据前述权利要求中任一项的工艺，其中该吹氧管另外还适宜于将含氧气体排入炉渣上方的反应器空间，为由熔炼含碳材料所产生的气体的后燃烧提供氧气。
CN94191703A 1993-04-06 1994-04-05 含碳材料的熔炼工艺 Expired - Lifetime CN1105607C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPL8167 1993-04-06
AUPL816793 1993-04-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1120822A true CN1120822A (zh) 1996-04-17
CN1105607C CN1105607C (zh) 2003-04-16

Family

ID=3776824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN94191703A Expired - Lifetime CN1105607C (zh) 1993-04-06 1994-04-05 含碳材料的熔炼工艺

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6066771A (zh)
EP (1) EP0693005B1 (zh)
CN (1) CN1105607C (zh)
AT (1) ATE202958T1 (zh)
BR (1) BR9406327A (zh)
CA (1) CA2159806C (zh)
DE (1) DE69427692T2 (zh)
ES (1) ES2161242T3 (zh)
GR (1) GR3036843T3 (zh)
IN (1) IN184464B (zh)
NO (1) NO308781B1 (zh)
NZ (1) NZ263140A (zh)
RU (1) RU2141076C1 (zh)
WO (1) WO1994022604A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102706146A (zh) * 2012-06-18 2012-10-03 中国恩菲工程技术有限公司 一种底吹熔炼设备
CN103415596A (zh) * 2011-02-23 2013-11-27 西格里碳素欧洲公司 对用过的含碳阴极材料进行加工的方法
CN108994051A (zh) * 2018-07-23 2018-12-14 江苏中商碳素研究院有限公司 铝电解槽中废料的处理工艺
CN109047274A (zh) * 2018-08-27 2018-12-21 江苏中商碳素研究院有限公司 一种铝电解废碳渣的无害化处理方法

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0684054A1 (de) * 1994-05-26 1995-11-29 Metallgesellschaft Ag Verfahren und Vorrichtung zum Einschmelzen von Asbest und/oder asbesthaltigem Material
DE4443088C1 (de) * 1994-12-03 1996-05-09 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum Entsorgen von Reststoffen aus Abfallverbrennungsanlagen sowie Aktivkoks und/oder Aktivkohle
US5615626A (en) * 1994-10-05 1997-04-01 Ausmelt Limited Processing of municipal and other wastes
FR2774085B3 (fr) * 1998-01-26 2000-02-25 Saint Gobain Vitrage Procede de fusion et d'affinage de matieres vitrifiables
US6755905B2 (en) 2002-02-15 2004-06-29 Lafarge Canada Inc. Use of high carbon coal ash
US6835244B2 (en) * 2002-08-26 2004-12-28 Lafarge Canada Inc. Use of organic carbon-containing minerals
AU2002952159A0 (en) * 2002-10-18 2002-10-31 Regain Technologies Pty Ltd Treatment of Smelting By-Products
DE10312841B3 (de) * 2003-03-21 2004-07-01 Corus Aluminium Voerde Gmbh Verwendung von kohlenstoffhaltigem Abfallmaterial sowie dafür vorgesehener Anodenbrennofen
GB2453912B (en) 2007-03-26 2011-12-28 Tetronics Ltd Method for treating spent pot liner
JP5686433B2 (ja) * 2011-02-02 2015-03-18 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 廃棄物溶融処理方法
RU2458860C1 (ru) * 2011-02-18 2012-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТехЭкоПлазма" (ООО "ТехЭкоПлазма") Способ обезвреживания отработанного активированного угля с получением калорийного топлива
NZ594187A (en) * 2011-07-21 2013-10-25 Irvine Technology Ltd Waste Treatment Process
ES2621331T3 (es) * 2011-09-02 2017-07-03 Outotec Oyj Lanzas para inyección sumergida superior
TWI478176B (zh) * 2012-01-17 2015-03-21 Nstitute Of Nuclear Energy Res Atomic Energy Council 固體或液體之ｃ－１４收集系統及方法
FR2997543A1 (fr) * 2012-10-29 2014-05-02 Electricite De France Traitement thermique de dechets carbones, perfectionne par le choix des gaz injectes.
CN103805750A (zh) * 2012-11-08 2014-05-21 中国辐射防护研究院 铀污染碳钢或不锈钢熔炼去污用助熔剂
DE102013218521A1 (de) * 2013-09-16 2015-03-19 Sgl Carbon Se Schachtofen und Verfahren zum Aufarbeiten von einem Fluor enthaltenden Abfallprodukt
CA3064627C (en) * 2017-06-29 2021-05-04 Justin LANGLEY Electrochemical device for cascading reactive distillation
DE102017128149A1 (de) * 2017-11-28 2019-05-29 Nukem Technologies Engineering Services Gmbh Verfahren und Anordnung zur Aufbereitung von radioaktiven Abfällen
CN111795393B (zh) * 2019-04-09 2023-02-24 中国石油化工股份有限公司 用于处理碳黑浆液的装置及碳黑浆液的处理方法
DE102021114676A1 (de) 2021-06-08 2022-12-08 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren zur Verwertung von Carbonfasern (CK) oder Carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK)

Family Cites Families (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR465388A (fr) * 1913-02-04 1914-04-15 Maxime Henri Joseph Moise Lope Malle à chapeaux
US2647045A (en) * 1948-12-06 1953-07-28 Rummel Roman Gasification of combustible materials
US2848473A (en) * 1952-06-19 1958-08-19 Union Rheinische Braunkohlen Process of gasifying combustible materials
US2923260A (en) * 1952-08-21 1960-02-02 Union Rheinische Braunkohlen Gasification of fuels
US2953445A (en) * 1955-08-11 1960-09-20 Rummel Roman Gasification of fuels and decomposition of gases
US4065551A (en) 1968-02-01 1977-12-27 Elkem-Spigerverket A/S Method of recovering fluorine from carbonaceous waste material
GB1253581A (en) * 1968-02-24 1971-11-17 Maximilianshuette Eisenwerk Improvements in processes and apparatus for making steel
US3744438A (en) * 1968-12-24 1973-07-10 Pyro Magnetics Corp Incinerating
US3527178A (en) * 1968-12-24 1970-09-08 Pyro Magnetics Corp Apparatus for the destruction of refuse
US3647358A (en) * 1970-07-23 1972-03-07 Anti Pollution Systems Method of catalytically inducing oxidation of carbonaceous materials by the use of molten salts
US3668120A (en) * 1971-04-22 1972-06-06 Wayne A Patterson Treatment of organic waste products
US3845190A (en) * 1972-06-20 1974-10-29 Rockwell International Corp Disposal of organic pesticides
DE2304369C2 (de) * 1973-01-26 1974-12-12 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf Verfahren und Vorrichtung zum pyrolytischen Aufbau von Abfallstoffen
US3812620A (en) * 1973-03-22 1974-05-28 Gen Electric Apparatus and process for segregating and decomposing heterogeneous waste materials
US3974784A (en) * 1975-04-17 1976-08-17 Anti-Pollution Systems, Inc. Solid-liquid waste incinerator utilizing liquid catalysts
US4017271A (en) * 1975-06-19 1977-04-12 Rockwell International Corporation Process for production of synthesis gas
US4113831A (en) 1975-10-02 1978-09-12 National Fluoride And Chemical Corporation Recovery of sodium fluoride and other chemicals from spent carbon liners
DE2552077A1 (de) * 1975-11-20 1977-06-02 Otto & Co Gmbh Dr C Schlackenbadgenerator
DE2614384B2 (de) * 1976-04-02 1980-04-30 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zum thermischen Zersetzen von polychlorierten organischen Verbindungen
US4145396A (en) * 1976-05-03 1979-03-20 Rockwell International Corporation Treatment of organic waste
US4187672A (en) * 1977-11-17 1980-02-12 Rasor Associates, Inc. Apparatus for converting carbonaceous material into fuel gases and the recovery of energy therefrom
US4113832A (en) 1977-11-28 1978-09-12 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Process for the utilization of waste materials from electrolytic aluminum reduction systems
US4160809A (en) 1978-07-24 1979-07-10 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Modified pyrohydrolysis process for spent aluminum reduction cell linings
US4246253A (en) * 1978-09-29 1981-01-20 Union Carbide Corporation MnO2 derived from LiMn2 O4
US4158701A (en) 1978-11-06 1979-06-19 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Pyrohydrolysis system for processing fluorine-containing spent and waste materials
US4230053A (en) * 1979-02-05 1980-10-28 Deardorff Paul A Method of disposing of toxic substances
US4244180A (en) * 1979-03-16 1981-01-13 Rasor Associates, Inc. Process for producing fuel gases from carbonaceous material
DE2942439C2 (de) 1979-10-20 1981-10-15 Vereinigte Aluminium-Werke Ag, 5300 Bonn Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Fluorwasserstoff aus fluorhaltigen Materialien durch Pyrohydrolyse
US4346661A (en) * 1980-03-20 1982-08-31 Osaka Gas Kabushiki Kaisha Furnace for treating industrial wastes
JPS5794093A (en) * 1980-12-02 1982-06-11 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for operating coal gasification furnace
JPS5794092A (en) * 1980-12-01 1982-06-11 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for operating coal gasification furnace
US4400936A (en) * 1980-12-24 1983-08-30 Chemical Waste Management Ltd. Method of PCB disposal and apparatus therefor
JPS5873742A (ja) * 1981-07-07 1983-05-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 合金鉄の製造法
US4432344A (en) * 1981-07-15 1984-02-21 Focus Environmental Systems Method and apparatus for solar destruction of toxic and hazardous materials
DE3203435A1 (de) * 1982-02-02 1983-08-11 Klöckner-Werke AG, 4100 Duisburg Verfahren zur gaserzeugung und metallgewinnung in einem schmelzbadreaktor, insbesondere eisenbadreaktor
US4402274A (en) * 1982-03-08 1983-09-06 Meenan William C Method and apparatus for treating polychlorinated biphenyl contamined sludge
US4431612A (en) * 1982-06-03 1984-02-14 Electro-Petroleum, Inc. Apparatus for the decomposition of hazardous materials and the like
JPS5925335A (ja) * 1982-07-30 1984-02-09 Kitamura Gokin Seisakusho:Kk Ｐｃｂの無害化処理装置
JPS5927117A (ja) * 1982-08-05 1984-02-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 重油灰の処理方法
JPS5928505A (ja) * 1982-08-05 1984-02-15 Sumitomo Metal Ind Ltd 重油灰の処理方法
US4444740A (en) 1983-02-14 1984-04-24 Atlantic Richfield Company Method for the recovery of fluorides from spent aluminum potlining and the production of an environmentally safe waste residue
US4447262A (en) * 1983-05-16 1984-05-08 Rockwell International Corporation Destruction of halogen-containing materials
SU1189883A1 (ru) * 1984-02-14 1985-11-07 Ждановский металлургический институт Способ выплавки стали
US4574714A (en) * 1984-11-08 1986-03-11 United States Steel Corporation Destruction of toxic chemicals
US4602574A (en) * 1984-11-08 1986-07-29 United States Steel Corporation Destruction of toxic organic chemicals
US4735784A (en) 1986-07-11 1988-04-05 Morrison-Knudsen Company, Inc. Method of treating fluoride contaminated wastes
FR2615764B1 (fr) 1987-06-01 1989-08-18 Pechiney Aluminium Procede de traitement, par silicopyrohydrolyse, de brasquages uses provenant de cuves d'electrolyse hall-heroult
US4763585A (en) * 1987-09-08 1988-08-16 Ogden Environmental Services Method for the combustion of spent potlinings from the manufacture of aluminum
JPH077102B2 (ja) * 1988-10-21 1995-01-30 動力炉・核燃料開発事業団 廃棄物処理用溶融炉及びその加熱方法
US5282881A (en) * 1989-08-24 1994-02-01 Ausmelt Pty. Ltd. Smelting of metallurgical waste materials containing iron compounds and toxic elements
CA2066455C (en) * 1989-09-29 1995-12-19 John Millace Floyd Top submerged injection with a shrouded lance
SE467483B (sv) * 1989-11-24 1992-07-27 Ips Interproject Service Ab Foerfarande foer destruktion av halogenhaltiga substanser
US5167919A (en) * 1990-03-15 1992-12-01 Wagner Anthony S Waste treatment and metal reactant alloy composition
FR2659877B1 (fr) * 1990-03-23 1992-11-27 Tanari Rene Procede et four de traitement de dechets incinerables.
US5271341A (en) * 1990-05-16 1993-12-21 Wagner Anthony S Equipment and process for medical waste disintegration and reclamation
FR2664297B1 (fr) * 1990-07-04 1992-09-11 Pechiney Aluminium Procede de traitement par choc thermique de brasquages uses provenant de cuves d'electrolyse hall-heroult.
US5177304A (en) * 1990-07-24 1993-01-05 Molten Metal Technology, Inc. Method and system for forming carbon dioxide from carbon-containing materials in a molten bath of immiscible metals
US5191154A (en) * 1991-07-29 1993-03-02 Molten Metal Technology, Inc. Method and system for controlling chemical reaction in a molten bath
IN181041B (zh) * 1991-09-20 1998-04-18 Ausmelt Ltd
NO176648C (no) * 1991-11-07 1995-05-10 Elkem Technology Fremgangsmåte for behandling av brukte katodebunner
EP0571577B1 (en) 1991-12-06 1998-05-13 Technological Resources Pty. Ltd. Treatment of waste
US5324341A (en) * 1992-05-05 1994-06-28 Molten Metal Technology, Inc. Method for chemically reducing metals in waste compositions
US5301620A (en) * 1993-04-01 1994-04-12 Molten Metal Technology, Inc. Reactor and method for disassociating waste
US5491279A (en) * 1993-04-02 1996-02-13 Molten Metal Technology, Inc. Method for top-charging solid waste into a molten metal bath
US5395405A (en) * 1993-04-12 1995-03-07 Molten Metal Technology, Inc. Method for producing hydrocarbon gas from waste
US5449505A (en) * 1993-08-19 1995-09-12 Rockwell International Corporation Method for disposing of radioactive graphite and silicon carbide in graphite fuel elements

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103415596A (zh) * 2011-02-23 2013-11-27 西格里碳素欧洲公司 对用过的含碳阴极材料进行加工的方法
CN103415596B (zh) * 2011-02-23 2016-12-07 西格里碳素欧洲公司 对用过的含碳阴极材料进行加工的方法
CN102706146A (zh) * 2012-06-18 2012-10-03 中国恩菲工程技术有限公司 一种底吹熔炼设备
CN108994051A (zh) * 2018-07-23 2018-12-14 江苏中商碳素研究院有限公司 铝电解槽中废料的处理工艺
CN109047274A (zh) * 2018-08-27 2018-12-21 江苏中商碳素研究院有限公司 一种铝电解废碳渣的无害化处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
GR3036843T3 (en) 2002-01-31
CA2159806C (en) 2005-07-05
NO953968D0 (no) 1995-10-05
BR9406327A (pt) 1995-12-26
NO953968L (no) 1995-12-05
WO1994022604A1 (en) 1994-10-13
DE69427692D1 (de) 2001-08-16
EP0693005A1 (en) 1996-01-24
CN1105607C (zh) 2003-04-16
US6066771A (en) 2000-05-23
EP0693005A4 (en) 1997-04-02
NO308781B1 (no) 2000-10-30
NZ263140A (en) 1996-08-27
CA2159806A1 (en) 1994-10-13
IN184464B (zh) 2000-08-26
DE69427692T2 (de) 2002-05-02
ATE202958T1 (de) 2001-07-15
ES2161242T3 (es) 2001-12-01
RU2141076C1 (ru) 1999-11-10
EP0693005B1 (en) 2001-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1120822A (zh) 含碳材料的熔炼
EP0453151B1 (en) Process for recovering valuable metals from a dust containing zinc
EP0782683B1 (en) Processing of municipal and other wastes
US4957551A (en) Method for treatment of dust recovered from off gases in metallurgical processes
US5496392A (en) Method of recycling industrial waste
AU2006232236B2 (en) Operation of iron oxide recovery furnace for energy savings, volatile metal removal and slag control
CN106086416B (zh) 一种线路板废料处置利用的技术
EP0489083B1 (en) Smelting of metallurgical waste materials containing iron compounds and toxic elements
TWI448557B (zh) 鉛熔渣還原
CN1023904C (zh) 熔炼方法
JPH07216464A (ja) 亜鉛、鉛及び酸化鉄を含む材料のウェルツ式再処理方法
JP4386469B2 (ja) 真鍮鋳造工場廃棄物の再利用法
AU707438B2 (en) Smelting of carbon-containing material
EP1566455B1 (en) A pyrometallurgic process for the treatment of steelwork residues,especially Waelz process residues
AU6371994A (en) Smelting of carbon-containing material
JP6511503B1 (ja) 有機ハロゲン化物および重金属を含有する処理対象物の処理方法
JP3408809B2 (ja) 鉄化合物及び毒性元素を含む冶金廃棄物の製錬
AU633143B2 (en) Smelting of metallurgical waste materials containing iron compounds and toxic elements
JPH11156328A (ja) 亜鉛含有ダストの処理方法及び亜鉛含有ダストペレッ ト
JPH1057930A (ja) 廃棄物焼却飛灰の無害化方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CX01 Expiry of patent term

Expiration termination date: 20140405

Granted publication date: 20030416