CN1186522A - 从载氧化铁物质中回收金属的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从载氧化铁物质中回收铁的方法。该方法包括在垂直竖炉(11)中形成块焦(28)的床(27),将载氧化铁物质和废金属加到块焦(28)的床(27)并燃烧焦床(27)中的焦炭(28),同时将温度大于约5000°F的等离子气体喷射到焦床,以使在温度超过4000°F的焦床(27)中形成反应区(33)。将加到块焦(28)的床(27)上的载氧化铁物质和废金属熔化,以形成含熔融氧化铁和熔融废金属的熔融相。熔融相流到反应区并在反应区中的块焦上形成薄膜,薄膜中的氧化铁被来自焦炭的碳还原,以使按固/液还原形成铁水(22)。将铁水(22)从炉(11)中放出。

Description

从载氧化铁物质中回收金属的方法
本发明涉及一种从载铁粉尘、残渣或其它材料中用炉子回收有用金属，如铁和锌的方法。
每年产生大量载有有用金属(以氧化物或金属形式)的粉尘、残渣和其它材料。这些材料包括，例如炼铁和/或炼钢炉，如电弧炉(“EAF”)产生的粉尘，这些材料含大量氧化铁、氧化锌等。
在美国专利No.4525208中Yasukawa等人提出使用包括回转窑和旋转冶炼炉的装置从铁和钢粉尘中回收锌和铅的方法。根据该方法，用铁和钢粉尘和还原剂，如粉碎的焦炭或煤装入回转窑以便部分还原氧化物。将部分还原的材料装料到旋转冶炼炉，在炉中锌和铅被还原和挥发，且形成熔融物质。然后用空气将挥发的锌氧化并以氧化锌回收。但是，锌的再氧化不希望地产生相对大量的排气。此外，这种类型的两步法一般将消耗比单步法更多的能量和更大的初始资金投资。
在美国专利No.4612041中公开一种方法，其中使用电炉从载铁粉尘中回收铁和锌。在该方法中，将由载铁粉尘形成的团块装料到竖炉中，在炉中干燥和预热，并在其中除去载铁粉尘中的氢氧化物、碳酸盐等。然后将团块与焦炭一起供到感应炉中并在其中还原。锌蒸发并以金属锌的形式回收。在感应炉中铁、铅和熔渣熔化，并分离和回收。一般，这种方法消耗相对大量的电，是不经济的。此外，在感应炉中控制炉渣相对困难，除非在炉中保持大量金属，维持希望的冶炼温度是困难的。
在美国专利No.5279643中Kaneko等人提出一种从铁粉尘中回收有用金属的方法，其中将铝精炼碳泥与铁粉尘混合，并由混合物制成团矿。将该团矿与块焦和助熔剂一起加料到竖炉中，并通过块焦的燃烧加热到约1000-1500℃的温度。通过还原氧化铁获得的炉渣和金属铁以熔融态集聚并分别回收。将挥发性金属，如锌、铅和钙蒸发并在竖炉中用空气再氧化成粗氧化物，然后与废气一起从竖炉中排出并通过反过滤器回收。这种方法产生相对大量的高温排气，必须用冷空气稀释高温排气以降低过滤器中的温度。此外，在炉中温度控制的响应时间相对慢。
所以，本发明目的是提供回收利用含有用量金属的载铁粉尘、残渣和其它材料的方法；提供一种方法，它将原料转变成许多有用的和畅销的副产品，例如从EAF粉尘分离回收的锌、铁和可销售的炉渣；并且提供一种可容易和经济实施的方法。
所以，简言之，本发明涉及一种从载氧化铁物质回收铁的方法。该方法包括在垂直竖炉中形成块焦床并将载氧化铁物质和废金属，即废钢或铁加料到该块焦床上。将温度大于约5000°F(2780℃)，较好大于约8000°F(4500℃)，而更好大于约10000°F(5500℃)的等离子气体喷到焦床上，焦炭燃烧，以便在焦床中形成反应区，反应区中温度超过约4000°F(2260℃)。载氧化铁物质和废金属熔化形成含熔融氧化铁和熔融废金属的熔融相，它流到反应区并在反应区块焦上形成一个薄膜。然后，薄膜中的氧化铁被焦炭中的碳还原，以便在固/液还原中形成铁水。
本发明还涉及一种从含氧化铁和氧化锌的团块中回收金属的方法。该方法包括在垂直竖炉中形成块焦床，将团块和废金属加料到块焦床上，并使焦床中焦炭燃烧，同时将具有温度大于约5000°F(2780℃)，较好大于约8000°F(4500℃)，而更好大于约10000°F(5500℃)的等离子气体吹到焦床上，以便在焦床中形成反应区。反应区中的温度超过4000°F(2260℃)。氧化锌被还原成金属锌，金属锌蒸发并被离开焦床的排出气体携带，加料到块焦床的团块和废金属也被熔化，形成含熔融氧化铁和熔融废金属的熔融相。熔融相流到反应区并在反应区中块焦上形成薄膜，薄膜中的氧化铁被焦炭中的碳还原，以便按固/液还原形成铁水。将锌再氧化成氧化锌并从排出气体中回收。
本发明进一步涉及一种从含氧化锌和非挥发性金属氧化物的团块中回收锌的方法。该方法包括在垂直竖炉中还原锌和非挥发性金属的氧化物，金属锌被还原并挥发，然后在竖炉中使用氧化性气体再氧化，以产生粗氧化锌，氧化气体选自二氧化碳、蒸汽、HNO3、NO2和SO3。从排出气体中回收粗氧化锌。
本发明的其他目的和特点部分是明显的，部分将于下文指出。
图1是实现本发明方法的等离子体点火的垂直竖炉的横截面示意图；
图2是部分剖开的实现本发明方法的等离子体点火的垂直竖炉的横截面示意图。
本发明方法能回收和再使用实际上任何载铁材料，特别是适于从归类作公害的，如EAF粉尘的材料中回收铁和锌或其它有用的金属。此外，根据该方法可使用仅其中之一含铁的材料混合物。这样，在该方法中除载铁材料外可使用锌渣、氢氧化锌滤饼、含有害量镉、铅、汞、硒或铬的材料、含油轧制铁鳞、废筒、滤油物、有害物(包括非金属)、液体有机物等。
按照本发明方法处理的载铁材料应是具有一定尺寸和形状的物质形式，它允许气体流通过该材料的堆积床。这样，将EAF粉尘和其它颗粒材料造团以形成规则形状的团块，将锌渣和其它固体材料破碎并过筛以选择尺寸在约1/2英寸(1.25cm)和约4英寸(10cm)之间，更好约为2.5英寸(6.25cm)的物质。如这里所使用的，颗粒直径(尺寸)通过可购买的标准机械或气动筛来确定。
形成团块例如可通过将一种或几种粉尘、残渣或其它材料(如需要，在研磨或干燥后)与粘合剂，如糖浆混合，并将混合物加料到制粒机中。可将焦炭粉加到团块中，以提供在作业期间金属氧化物和碳源之间密切接触，由此促进氧化物的还原。团块另外还可含有助熔剂，如石灰或硅石。
由EAF和其它载铁粉尘制成团块最好由粉尘、焦粉、助熔剂和粘合剂的混合物制成。制团块粉尘的成分范围一般为：
组分    重量％
Fe      14-50
ZnO     8-45
PbO     0-25
CaO     4-15
SiO2   2.5-8
C         2.5-10
粘合剂    5-15％
团块较好具有规则形状，而更好是“块”状。
现参见图1，在炉中，如垂直竖炉11中实现本发明方法。该垂直竖炉11具有外壁12和料口13，通过它加入载铁物质、焦炭和其它原料。操作过程中产生的排出气体通过排气口15离开炉子。等离子体电弧枪17连接在炉子的下部，鼓风嘴19在等离子体电弧枪17之上与炉子连接，而氧化气体风嘴21在鼓风嘴19之上与炉子连接。渣20和铁22可分别通过排放口23、25从炉中放出，排放口安在炉11的底部附近。
炉11含冶金级块焦28的床27，它由炉子11底部延续到水平线29，该水平线29在鼓风嘴19之上，但在氧化气体风嘴21之下。等离子体电弧枪17延伸到焦床27并中止到其底部靠近焦床27中心的区域(未示出)。对于具有内直径约90-120英寸(2.25-3米)的竖炉，焦床的深度一般为，例如在约24-36英寸(60-90cm)范围内。更好地，等离子体电弧枪被设置在焦床的底部并足够远地透入到焦床，以保持电弧枪有绝热层。合适的等离子体电弧枪购于Westinghouse ElectricCorporation(pittsburgh，pennsylvania)和其它卖主。
在焦床27顶上是床31，该床包括载铁材料、冶金级块焦和废金属，如废钢或废铁。另外，如果没有同载铁物质相联系的足够的助熔剂(如由团块中载铁粉尘加入助熔剂)，床31应另外包括助熔剂，如石灰石、硅石、白云石或生石灰。床31从焦床顶延伸到氧化气体风嘴21之上的水平线。
操作时，电诱导的具有温度超过5000°F(2780℃)，较好大于约8000°F(4500℃)，更好大于约10000°F(5500℃)的等离子气体被喷射到焦床27。虽然可使用其它实施方案，在该实施方案中，等离子气体一般从等离子体电弧枪17的喷嘴(未示出)方向向上引导。等离子气体优选空气，它通过直流电弧并携带夹带焦粉。一般，使用的等离子体电弧枪数是炉子直径与电弧枪产生能量的函数，例如，对于内径在约90-120英寸(2.25-3米)的竖炉优选三至六个，2兆瓦的电弧枪。
与普通从载铁粉尘回收铁和锌的方法不同，普通方法依靠焦炭燃烧作为熔化的基本能源，本发明方法依靠等离子气体作为有效的能源。这一特点提供许多优点。例如，温度可通过变化电弧枪功率级别来控制，这种控制的响应时间大约为几分钟。结果，随着氧化物的加入量可迅速调整输入到炉中的能量，这样来变化熔化需要的能量。此外，因为燃烧需要更少的空气，通过炉子的气流速度被有利地降低。一般，在任何给定时间约20-60％的输入到炉中的能量从等离子气体获得，而约80-40％的输入能量从块焦和焦炭粉获得。从等离子气体获得的能量平均约为工艺过程所需能量的一半。
与等离子气体的喷射同时，通过鼓风嘴19喷射预热的空气和焦炭粉。虽然鼓风嘴19可用另一种方法安置在等离子体电弧枪下面，但是，如图1所示，鼓风嘴19优选安置在等离子体电弧枪上面并按一般水平方向将预热空气和焦炭粉引导到焦床。对于给定的炉子需要的鼓风嘴的数目基本上是炉子内径的函数，但是，一般对于内径在约90-120英寸(2.25-3米)范围的竖炉优选至少三个鼓风嘴。用另一种方法等离子体电弧枪被安置到主鼓风嘴内，焦炭粉通过小鼓风嘴喷射。预热空气的温度优选至少约500℃。一般，通过鼓风嘴比通过等离子体电弧枪可提供更多的空气到炉中，通过等离子体电弧枪喷射的空气与通过鼓风嘴喷射的空气的体积比在约1∶1和约1∶10之间，对于一个2兆瓦的等离子体电弧枪在标准条件下约200-300CFM的空气通过等离子体电弧枪。
现参见图2，等离子气体将反应区33(由虚线三面包围的焦床27的区域)中的块焦28过热到至少4000°F(2260℃)，更好至少5000°F(2780℃)的温度。为保护炉子的外壁12，要控制等离子体电弧枪17的等离子气体和鼓风嘴19空气的气流，以维持围绕反应区33的不加热的保温焦炭层35(虚线和炉壁12之间的焦床27的区域)。在反应区33内，块焦和焦粉被燃烧，导致形成强热的和高还原的排出气体。它从焦床27上升并进入床31。较好，进入床31的排出气体的温度至少3000°F(1660℃)，更好在约3000°F(1660℃)和约3700°F(2050℃)之间。
紧接在反应区33之上的区域32中的床31被上升的排出气体加热到约3000°F(1660℃)和3700°F(2050℃)，更好约3400°F(1850℃)的温度。在这个温度下，载铁物质、废金属和助熔剂被熔化形成熔融相。熔融的废金属增加熔融相的体积，这样帮助非挥发性金属的氧化物分散，助熔剂进入除铁外的物质，以形成可与金属铁分离的渣。熔融相向下流入焦床27，通过焦床27中的焦炭28块之间的自由空隙37，并在块焦表面上形成一个薄膜，即厚度在约0.06英寸(1.5mm)和约0.15英寸(3.75mm)之间的一个膜。在熔融相中存在的铁的氧化物和其它非挥发性金属，如铜、镍和铬的氧化物在焦炭的固体碳表面上被还原成金属。碳借助于很高温度的和大的空气热传递速度扩散到该膜中。此外，提高该膜有效表面积的一氧化碳的放出也有助扩散，由此增加了不活泼的界面层。这样，在反应区发生的初次还原是熔融相/固相熔炼反应；由块焦和焦粉燃烧产生的一氧化碳是非挥发性金属氧化物的二次还原剂。金属铁和渣不断地通过焦床27向下流至到达到垂直竖炉11的底部。由此，渣20和铁水22分别通过排放口23、25从炉中排出。
除了引起废金属和载铁物熔化外，强热和高还原排出气体还使挥发性金属氧化物还原并使区29中存在的任何金属，如铅、镉和锌蒸发。然后，蒸发的金属被排出气体携带并通过排气口15离开炉子11。如果排出气体不含杂质，如碱金属或各种卤化物，如氯化钠和氟化钠，用飞溅冷凝器等可从排出气体中回收锌。但是，如果排出气体含碱金属或卤化物，通常由EAF和其它载铁粉尘冶炼产生的排出气体就是这样，优选使用氧化气体，如二氧化碳、蒸汽、HNO3、NO2或SO3将锌或其它挥发性金属再氧化。优选这些氧化气体胜过空气，因为与使用空气作氧化气体产生的结果相比较，使用这种气体导致大量排出气体基本上还原。
通过氧化气体风嘴21将氧化气体喷射到炉中。在该区域，床31的温度在约450℃和约850℃之间，这样，再氧化的锌将立即成核或冷凝并以细颗粒的形式携带在上升的气流中。最好，氧化气体是二氧化碳，而二氧化碳的量为足以提供比氧化金属锌所需的化学计量的二氧化碳多50％的二氧化碳。排出气体出床31后，它进入上部圆顶区39，该区温度在约300℃范围内，然后，被排出气体携带出炉11。重要的是，排出气体速度基于竖炉的内径并维持以便排出气体可携带再氧化的氧化锌并由排出气体带出炉子。此外，并控制二氧化碳和锌蒸汽之间的反应温度。在旋风集尘器和袋式收尘器中(未示出)将氧化锌从排出气体中分离。此后，可将含一氧化碳的排出气燃烧以产生热，接着将热量以蒸汽或电的形式回收。
从排出气体中回收的氧化锌可在生产锌金属中直接使用。但是，因为回收的氧化锌被氯化钠、氟化钠、氧化铁、氧化铅或其它少量杂质污染，一些初级锌金属生产者将不接受这种形式的氧化锌。所以，要售给这样的生产者，它们需要通过在苛性碱中溶解并使之经电解冶金工艺来进一步提纯锌。
随着载铁物质、废金属和助熔剂在床31中熔化，不断通过料口13加入其它的载铁物质、废金属和助熔剂到炉11中以填满床31。类似地，随着反应区33中块焦被燃烧消耗，不断通过料口13将块焦加到床31的顶部。理论上，以相当于消耗的速度添加这些材料，结果使焦床27和床31的高度维持大致恒定。
当载铁物质是EAF粉尘或类似的载铁粉尘或残渣时，成团的粉尘、块焦、废金属和助熔剂以成团粉尘与废金属的重量比在约1∶3和3∶1之间被添加到垂直竖炉中。当成团粉尘与废金属的重量比超过约3∶1时，试验数据表明炉子的生产率降低，焦炭的消耗增加。在这些比例下，渣凝固有更大的潜势，而等离子体必须更长时间使用以提供这些问题的消除。此外，当成团粉尘与废金属的重量比小于约1∶3时，试验数据表明该方法相对不经济。因为废金属相对价格高，氧化物与废钢的高比例提供本方法的主要优点和获得更多的锌。加到炉中块焦的量部分取决于成团粉尘与废金属的相对比例；但是，一般团块和废金属与焦炭的重量比在约13∶1和约10∶1之间，大的焦炭比例要求提高成团粉尘的比例。相似地，助熔剂的需求提高，则增加了团块的需求。
如上所述，等离子气体和通过鼓风嘴喷射的空气最好携带吸入的焦粉。该焦粉最好加到反应区33以保持铁产物的碳含量在3.5％以上浓度，并保证FeO完全从渣中还原。通过等离子体电弧枪和鼓风嘴喷射到炉中的焦粉的量取决于该方法，但是一般加料到床31的块焦与通过等离子体电弧枪和鼓风嘴喷射的焦粉的重量比将在约1∶1和2∶1之间。
许多材料可用作废金属。该废金属实际上可以是任何促使在垂直竖炉中形成熔融相的金属，由此帮助熔化氧化物的分散。但是一般优选含铁、含钢和含锌的材料。例如，该废金属可以是涂镀铅、锌、橡胶、塑料的钢或污染的钢，如破碎的金属桶、油过滤器等。此外，该废金属应具有这样的尺寸和形状，以便当用焦炭和废料加入炉中以形成床31时，不在炉中产生障碍(如架桥)并将提供充足的自由空隙，以便通过床31来自焦床27的排出气体向上流动。尺寸不大于约5厘米的废金属已发现操作很好。
除使用各种废金属，使用本发明方法可回收各种非金属。例如，水菱钙镁铀矿可用作助熔剂，液体有机物或其它碳质材料可用作焦粉区域的燃料源。炉子情况是这样，有机物将被充分燃烧，重金属将以可售渣玻璃化，已被证明它可始终如一地通过浸出性试验，如RCRA和TCLP试验。
下面实施例将说明本发明。
实施例1
按照所述的本发明，在等离子体点火的内径36英寸的垂直竖炉中进行一系列从成团的EAF粉尘中回收铁和锌的试验。起动条件包括将冶金焦加料到炉中以便产生一个约55英寸超过风嘴高度的床。然后，通过启动800KW功率等离子体电弧枪管10分钟将焦炭点火，300SCFM氧化空气通过主风嘴，300SCFM氧化空气通过第二风嘴。氧化空气被均匀地分开在主和第二风嘴之间，以在加热期间维持一个高度的焦床。用上述氧化空气速度使电弧枪燃烧二个十分钟。在每次燃烧前后测量床高，以便能够调节并在加热期结束时床高在风嘴上面24和36英寸之间。如果该床在风嘴之上36英寸继续吹。当该床落到24英寸内，添加焦炭。
开始装料过程，用原料装填炉子到风嘴中心线之上约140英寸。运行时，加料基于维持平均床高在风嘴之上140-155英寸之间。在加料前按需要的比例将材料预先混合。在加料的开始阶段期间，造渣速度(或石灰石添加)高于炉子预热期间形成的焦炭灰的剩余物熔化完的速度。在这阶段期间总的鼓风约600SCFM，并被分成500SCFM通过主风嘴，100SCFM通过第二风嘴。提供更多的空气通过主风嘴以保持风嘴中混合空气温度为5000°F(2780℃)。总的鼓风流量中17％为第二风嘴，以防止在炉身壁上形成凝结结构。电弧枪功率保持在约800kw，基于2.5-3吨/小时的熔化速度。通过风嘴喷射焦粉以保持产生的铁的碳含量在3.5％以上水平并保证FeO完全被还原以便形成渣。
原料的成分和加热速度示于表1
表1试验号No.               1     2      31.原料钢                      75％  50％   25％团矿                    25％  50％   75％2.炉料成分(磅)钢                      225   150    75团矿                    75    150    225焦炭                    25    30     40砂石和石灰              4     16.5   1.23.加料速率              2.1   1.7    0.8吨/小时(铁)4.炉料循环时间          3.2   3.0    4.6分钟5.炉料数                15    10     126.操作参数等离子体电弧枪功率kw    935   1200   1490总的空气流量scfm        450   450    475气体流速scfm/平方英寸   0.64  0.64   0.68焦炭粉磅/分             3.1   4.0    7.07.试验持续时间          40    30     55
试验No.3的生产性能
以产品中的金属铁计，
原料中铁的总回收率              99.5％
渣中铁的总损失                  0.45％
以产品中作为氧化物的锌计，
原料中锌金属的总回收率          98.1％
渣中锌的总损失                  0％
铁中锌的总损失                  0％
以85％效率等离子体电弧枪能量    654377千卡/小时
焦炭能量                        646251千卡/小时
铁的碳含量为3.2-5.9％，平均为4.4％。
将渣回收，作为熔融产品的铁在冷却和凝固后很容易被分离。使渣产品通过一个TCLP分析，该渣产品适合作填埋土地用材料。
试验No.3的排出气体的成分
       重量％
CO     33.7
CO2   6.1
N2    44.0
CaO    0.8
ZnO    11.0
PbO    1.3
H2O   3.8
应注意，生产性能和排出气体的成分所示的数据仅表示25％废金属/75％EAF团矿试验(试验No.3)。还应注意，每吨生产的液体金属和每吨原料消耗的能量特别按每吨原料来增加，因为更多的氧化物需要被还原。焦炭，特别是焦粉的消耗也增加。
按上述观点，可看出本发明的几个目的已达到。
由于按上述成分和方法可做各种变化而不脱离本发明范围，所以上面叙述包含的所有内容都看作说明而不看作限制。

Claims (20)

1.一种从载氧化铁物质中回收铁的方法，该方法包括：
在垂直竖炉中形成块焦床，
将载氧化铁物质和废金属加到块焦床上，
燃烧焦床中的焦炭，同时将具有大于约5000°F温度的等离子气体喷射到焦床，以便在焦床中形成反应区，反应区中温度超过4000°F，
熔化加到块焦床上的载氧化铁物质和废金属，以形成含熔融氧化铁和熔融废金属的熔融相，该熔融相流入反应区并在反应区中块焦上形成薄膜，该薄膜中的氧化铁被焦炭的碳还原，以便按固/液还原形成铁水，并且
从炉中将铁水放出。
2.按照权利要求1的方法，其中载氧化铁物质是成团的EAF粉尘。
3.按照权利要求1的方法，其中等离子气体温度超过约8000°F。
4.按照权利要求1的方法，其中等离子气体温度超过约10000°F。
5.按照权利要求1的方法，其中载氧化铁物质是成团的EAF粉尘，且成团的EAF粉尘与废金属的重量比在约1∶3和3∶1之间。
6.按照权利要求1的方法，其中等离子气体提供输入到炉中的约40和约60之间的能量。
7.一种从含氧化铁和氧化锌的团块中回收金属的方法，该方法包括：
在垂直的竖炉中形成块焦床，
将团块和废金属加到块焦床，
燃烧焦床中的焦炭，同时将具有大于5000°F温度的等离子气体喷吹到焦床，以使在焦床中形成反应区，在反应区中的温度超过4000°F，
将氧化锌还原成金属锌，金属锌蒸发并被排出气体携带离开焦床，
熔化加到块焦床上的团块和废金属，以形成含熔融氧化铁和熔融废金属的熔融相，该熔融相流到反应区并在反应区中的块焦上形成薄膜，该薄膜中的氧化铁被来自焦炭的碳还原，以便按固/液还原形成铁水。
将锌再氧化成氧化锌，并且
从排出气体中回收再氧化的氧化锌。
8.按照权利要求7的方法，其中由送到垂直竖炉的氧化气体将锌再氧化成氧化锌。
9.按照权利要求7的方法，其中由送到垂直竖炉的二氧化碳将锌再氧化成氧化锌。
10.按照权利要求7的方法，其中等离子气体温度超过约10000°F(5500℃)。
11.按照权利要求7的方法，其中等离子气体提供输入到炉中的约40％和约60％之间的能量。
12.一种从含氧化锌和非挥发性金属的氧化物的团块中回收锌的方法，该方法包括：
在垂直竖炉中还原锌和非挥发性金属的氧化物，被还原后，金属锌在竖炉中挥发，
将氧化气体送到垂直竖炉，以便再氧化锌并在垂直竖炉中产生粗氧化锌，该氧化气体选自二氧化碳、蒸汽、HNO3、NO2和SO3，和
从排出气体中回收粗氧化锌。
13.按照权利要求12的方法，其中团块含至少一种碱金属或卤化物。
14.按照权利要求12的方法，其中氧化气体是二氧化碳。
15.按照权利要求14的方法，其中团块含至少一种碱金属或卤化物，回收粗氧化锌，作为含至少一种碱金属或卤化物的混合物的一部分。
16.按照权利要求14的方法，其中等离子气体温度超过约10000°F。
17.按照权利要求14的方法，其中该方法另外包括：
在垂直竖炉中形成块焦床，
将团块和废金属加到块焦床，和
燃烧焦床中的焦炭，同时将具有大于10000°F温度的等离子气体喷吹到焦床，以使在焦床中形成反应区，反应区中的温度超过4000°F。
18.按照权利要求17的方法，其中该方法另外包括：熔化加到块焦床的团块和废金属，以便形成含熔融氧化铁和熔融废金属的熔融相，该熔融相流到反应区并在反应区中的块焦上形成薄膜，薄膜中的氧化铁被焦炭中的碳还原，以便按固/液还原形成铁水。
19.按照权利要求17的方法，其中成团的EAF粉尘与废金属的重量比在约1∶3和3∶1之间。
20.按照权利要求17的方法，其中等离子气体提供输入到炉中约40％和约60％之间的能量。
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