CZ2001510A3 - Způsob tepelného zpracování zbytkových materiálů obsahujících oxidy těľkých kovů a ľeleza - Google Patents
Způsob tepelného zpracování zbytkových materiálů obsahujících oxidy těľkých kovů a ľeleza Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2001510A3 CZ2001510A3 CZ2001510A CZ2001510A CZ2001510A3 CZ 2001510 A3 CZ2001510 A3 CZ 2001510A3 CZ 2001510 A CZ2001510 A CZ 2001510A CZ 2001510 A CZ2001510 A CZ 2001510A CZ 2001510 A3 CZ2001510 A3 CZ 2001510A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- furnace
- hearths
- hearth
- gases
- reducing agents
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
- F27B9/16—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path
- F27B9/18—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path under the action of scrapers or pushers
- F27B9/185—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path under the action of scrapers or pushers multiple hearth type furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B3/00—General features in the manufacture of pig-iron
- C21B3/04—Recovery of by-products, e.g. slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/001—Dry processes
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
-
- 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
- Y10S75/00—Specialized metallurgical processes, compositions for use therein, consolidated metal powder compositions, and loose metal particulate mixtures
- Y10S75/961—Treating flue dust to obtain metal other than by consolidation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu tepelného zpracováni zbytkových materiálů obsahujících oxidy těžkých kovů a železa jako je prach z elektrooceláren, nebo kal z konvertorových oceláren.
Dosavadní stav techniky
V elektroocelárnách, nebo konvertorových ocelárnách vznikají velká množství zbytkových materiálů obsahující oxidy těžkých kovů a železa ve formě prachu, nebo kalu. Zbytkové materiály se oddělují pomocí odpadního plynu, kterým se provádí čištění zařízení od prachu a kalu. Likvidace těchto zbytkových materiálů je drahá, nebo konečné uskladnění těchto materiálů je problematické. Kaly se obecně uskladňují v umělých otevřených nádržích, kdežto prach se uskladňuje v podzemních tunelech.
Obvyklé složení prachů a kalů obsahujících těžké kovy z elektrooceláren, nebo konvertorových oceláren uvádí v následující tabulka.
TABULKA 1
Fe(%) | Zn(%) | Pb(%) | C(%) | h2o(%: | |
Prach | 20-30 | 20-35 | 1-10 | 1-2 | - |
Kaly | 20-30 | 2-8 | 1-5 | - | 30-40 |
V dokumentu US 3 756 804 se popisuje způsob tepelného zpracování prachu odpadních plynů obsahujících těžké kovy a oxidy železa, které se zpracovávají ve vícenásobné nístějové peci se zabudovanými několika nístějemi, umístěnými vzájemně nad sebou. Prach v odpadních plynech obsahující oxidy těžkých kovů a oxidy železa se mísí s redukčními činidly, vede se do nístěje umístěné v peci nejvýše a pozvolna postupuje k nižším nístějím pece. Redukční činidlo reaguje s prachem v odpadních plynech, obsahujícím těžké kovy a oxidy železa, takže se vytvářejí těžké kovy a přímo redukované železo, přičemž těžké kovy se odpařují. Přemosťovací potrubí umístěné ve stěně pece na úrovni vrchu pece mezilehlých nístějí přepravuje plyny do kondenzačního chladiče, ve kterém se snižuje teplota plynů, takže těžké kovy kondenzují a ukládají se na deskách kondenzátoru v tomto kondenzačním chladiči. Plyny, které se uvolňují s velkým přebytkem z odpařovaných těžkých kovů, jsou dále zahřívány a poté zavedeny do nižší části pece.
Podstata vynálezu
Úkolem tohoto vynálezu je navrhnout způsob tepelného zpracování takových zbytkových materiálů, které obsahují oxidy těžkých kovů a železa.
Tento problém je podle tohoto vynálezu řešen tepelným zpracováním zbytkových materiálů obsahujících oxidy těžkých
• · 99 | 9 | 99 * | |||
·♦ | • 9 | 9 | « « | 9 9 | |
9 | 9 9 | 9 9 | • * | ||
• | 9 9 * | 9999 | 9 9 · | ||
• | » 9 | 9 | • 9 | ||
9 · | 99 9 | 99 | • | 99 | • · |
kovů a železa ve vícenásobné nístějové peci s několika nístějemi, umístěnými vzájemně nad sebou, v nichž zbytkové materiály obsahující oxidy těžkých kovů a železa jsou kontinuálně sázeny do této nístějové pece, umístěny v první horní nístěji a poté postupně dopravovány do spodnějších nístějí, přičemž redukční činidla jsou zavedena do nejvyšší nístěje a/nebo jednu nístěj pod ní a reagují se zbytkovými materiály, které obsahují oxidy těžkých kovů a železa, přetvářejí těžké kovy a přímo redukují železo, přičemž plyny obsahující těžké kovy se odtahují odděleně z jednotlivých nístějí, na nichž se těžké kovy odpařují a železo společně se zbytkovými materiály z redukčních činidel se odpichují ze spodní části vícenásobné nístějové pece. Plyny jsou odtaženy z nístějí pece na nichž se těžké kovy odpařují a poté je jejich celý objem, nebo jen jejich část, reinjektována do pece nad tyto nístěje, ze kterých došlo k odtažení.
Důležitou výhodou podle vynálezu je to, že oxidy kovů, které jsou přítomny jako směs, lze redukovat a oddělovat (zvláště železo a zinek) tak, že oddělené frakce tvoří vstupní materiály pro další procesy, nebo je lze vracet do již existujícího výrobního procesu, nebo do oceláren. Takto lze získat z důležitých a podstatných zbytkových materiálů vedlejší produkty. Obsažené železo se po průchodu tímto postupem může vracet do výrobní linky oceláren. Oxidy těžkých kovů se koncentrují do takového
Φ φ *· φ φφ φ • · φ · · · · φφφφ φ φ φφφφ φφφ φ φ φφ φφφφφφφ φ φ φ φ ·ΦΦ · · · φφφ φφφ φφ φ φφ φφφ stupně, že je lze použít jako suroviny pro znovuzískáni těžkých kovů. Popel obsahuje převážně inertní materiály jako je SiO2, A12O3, MgO, . . . a zbývající přebytek redukčních činidel.
Jakmile jsou redukční činidla vsazena do pece, jsou hrábly vmíchána pod zbytkové materiály obsahující oxidy těžkých kovů a železa a směs se zahřívá. Jakmile se dosáhne určité teploty (kolem 900 °C) , začínají redukční činidla reagovat s oxidy těžkých kovů, čímž se těžké kovy odpařují a z vícenásobné nístějové pece se odpichují společně s odpadními plyny.
Podle tohoto postupu se část plynů proudících vzhůru pecí pod nístějemi, v nichž se odpařují těžké kovy z pece, odtahuje, např. odtahovací spojkou umístěnou v boční stěně a reinjektuje do pece nad těmito nístějemi např. pomocí otvoru. Touto cestou se množství plynu, který je přítomen v nístějích kde se redukují oxidy těžkých kovů na těžké kovy a následně odpařují, udržuje na malé hodnotě. Na uvedených nístějích lze potom z pece odtáhnout výstupem ve stěně pece těžké kovy v relativně malém množství plynu. Směs odtaženého plynu se poté dospaluje, ochlazuje v chladiči a poté čistí ve filtrační jednotce před tím, než se dostane do okolí.
Vzhledem ke sníženému množství odpadního plynu se na odpovídajících nístějích nachází nízký průtok uvolňovaných plynů, a tak odpadním plynem odtéká velmi málo prachu. Tím se vytváří v odpadním plynu velice vysoká koncentrace těžkých kovů.
Těžké kovy se s výhodou odtahují z jednotlivých nístějí kde vznikají a zpracovávají se odděleně od ostatních odpadních plynů.
Odpadní zbytkové plyny se potom oxidují v dospalovací komoře, těžké kovy se převádějí na oxidy těžkých kovů, které lze poté oddělit z odpadních plynů pomocí filtračních zařízení.
V tom samém okamžiku, nebo později zbývající oxidy železa ve vícenásobné nístějové peci jsou redukovány na kovové železo. Touto cestou vyrobené kovové železo je odstraněno z pece společně se zbytkové materiály zaváděných materiálů, popele redukčních činidel, a určitým nadbytkem redukčních činidel.
V tomto postupu lze přivádět prach, nebo zbytkové materiály typu kalu obsahující oxidy těžkých kovů a železa, přičemž selektivním řízením postupu a kontinuální cirkulací se vyhneme spékání částic. Uvedený postup poskytuje jemně zrnitý konečný produkt, bez ohledu na konzistenci vsázkového materiálu.
Je zvláště výhodné, jestliže jsou použita činidla pro snižování tvorby popele. Jestliže má konečný pevný produkt jemnou zrnitost, může být popel snadněji oddělen od železa. Tato separace probíhá například za horkých podmínek pomocí prosévání.
Po ochlazeni na méně než 700 °C je možné na druhé straně také oddělit redukované železo pomocí magnetických separátorů z popele a přebytku redukčních činidel. Kvalita přímo redukovaného železa, které je oddělené tímto postupem je prakticky nezávislá na množství zbytkových materiálů redukčních činidel.
Obdržené železo může být dále zpracováváno do briket, nebo uvedeno přímo do taviči pece (elektrické pece a podobně) a dále zpracováváno.
Vytvořené zbytkové materiály redukčních činidel mohou být použity s některými nevyužitými redukčními činidly v oddělovacím zplyňovacím reaktoru ve kterém jsou složky tvořící popel výhodně oddělovány jako kapalná struska a vytvořený surový plyn je použit ve vícenásobné nístějové peci jako spalovací, nebo redukční plyn.
Podle tohoto vynálezu je také možné použít levnější redukční činidlo s relativně vysokým obsahem popele a/nebo pracovat s relativně vysokým přebytkem redukčního činidla, který zabraňuje spékání zbytkových materiálů.
Jestliže pracujeme s přebytkem redukčních činidel je možné v tomto způsobu zbytkové materiály dále oddělovat a opět použít nevyužitá redukční činidla. To může být provedeno například prosíváním zbytkových materiálů, jestliže jsou nevyužitá redukční činidla přítomna v dostatečně surové formě. Nevyužitá redukční činidla lze vracet přímo do vícenásobné nístějové pece.
• · ·· · · ·· • · ·· · · ····· • to · · · ··<· • · · · · ···· · · · · • · · · ···· ·«· ··· ·· « ·· ···
Nicméně vsázka redukčních činidel může být také rozdělena do několika částí.
Je proto možné, že redukční činidla s větší a hrubší zrnitostí (1 až 3 mm) jsou zaváděna do vyšších stupňů vícenásobné nístějové pece a redukční činidla s jemnější zrnitostí (< 1 mm) jsou použity v peci níže. Dále už neprobíhá odstranění prachu z odpadních plynů a reakce je urychlena zavedením redukčního činidla ve formě jemných částic které jsou zaváděny v peci níže.
Spotřeba redukčních činidel je redukována dávkováním hrubějších částic, protože malé částice jsou rychleji spotřebovány reakcí s vodou a oxidem uhličitým z odpadního plynu ve vyšších nístějích pece ve kterých převládá oxidační atmosféra.
Pracovní oblasti jsou dále děleny na různé zóny, ve kterých se pevné látky posunují kontinuálně svrchu dolů, a plyny jsou vedeny ze spodní části pece nahoru. Pomocí členění pracovních sekcí do různých oblastí, pracovní podmínky v různých oblastech, nebo dokonce podmínky pro každou nístěj lze měřit a selektivně ovlivňovat.
Nicméně zbytkové materiály obsahující oxidy těžkých kovů a železa mohou být také smíšeny s alespoň jednou částí požadovaných redukčních činidel, před tím, než jsou zavedeny do vícenásobné nístějové pece. To se týká zvláště případu zpracování kalů, které jsou smíchány s alespoň •« · · φ φ φ φφφφ φ φ φφφφ φφφ φ φ φφ φφφφφφφ φ φ φ φ φφφ φφφ φφφ φφφ φφ φ ·Φ φφφ jednou části požadovaných redukčních činidel, ještě před tím, než jsou zavedeny do pece. Kaly mají obvykle lepivou konzistenci a mohou být snadněji zavedeny do pece, jestliže jsou smíchány s redukčními činidly. Smícháním s těmito redukčními činidly se předchází u takto dávkovaného materiálu tvorbě aglomerátů během zahřívání.
Selektivním dávkováním redukčních činidel do nižších nístějí pece mohou být redukční plyny v peci nastaveny tak, aby byla dosažena optimální koncentrace, a tak bylo dosaženo vyššího stupně metalizace.
Zbytkové materiály obsahující oxidy těžkých kovů a železa kontinuálně cirkulují pomocí hrabel, která jsou umístěna na každé nístěji pece a postupně jsou tyto zbytkové materiály přemisťovány na spodní nístěj pece.
Spékání částic se zabraňuje nepřetržitým oběhem vsázky. Rychlost proudění závisí na mnoha faktorech, jako je geometrie hrabla, tloušťka vrstvy a tak dále. Zbytkové materiály obsahující těžké kovy a oxidy železa a jakákoliv redukční činidla, která jsou přítomna a přímo redukované železo na nístějích by měly cirkulovat alespoň jedenkrát za jednu až tři minuty tak, aby se předešlo spékání materiálů.
Plyny obsahující kyslík, lze injektovat na nístěj, kde potřebný ohřev musí být zajištěn spalováním přebytku pracovních plynů.
Výhodné je použití plynů, které obsahují kyslík a hoří při teplotě alespoň 250 °C.
Redukční činidla v plynném stavu mohou být přídavně injektována na nejnižší nístěj pece. Tímto je zabezpečena vyšší redukční schopnost atmosféry v peci a dosažena vyšší celková redukce oxidů.
Podle dalšího výhodného provedení tohoto vynálezu je jedna, nebo více nístěji, umístěna pod nístěji do které se sázejí redukční činidla a jsou zahřívána hořákem.
Aby se nesnižovala koncentrace redukčních plynů v nižší části pece kouřovými plyny ze zahřívacího systému, lze sem také energii dodat nepřímo, tj. sálavým ohřevem.
Podle dalšího provedení vynálezu se plyny odtahují z vícenásobné nístějové pece, z jedné, nebo z více nístějí. Tyto horké plyny lze dále vést přes pračku s oxidem uhličitým, pro snížení množství plynů a zvýšení redukční schopnosti plynu, nebo je lze dále vést přes další přídavný reaktor, ve kterém je přítomen uhlík, takže oxid uhličitý, přítomný v horkých plynech reaguje s uhlíkem a vytváří oxid uhelnatý podle „Boudouardovy rovnovážné rovnice a redukční schopnost plynů se takto zvýší. Plyny obohacené oxidem uhelnatým se postupně vracejí do vícenásobné nístějové pece.
Pro dosažení vyšší výtěžnosti může fungovat vícenásobná nístějová pec za zvýšeného přetlaku. Ve srovnání s rotační pecí, která je zabezpečena pomocí vodního těsnění o průměru okolo 50 metrů, tohoto zabezpečení lze dosáhnout u vícenásobné nístějové pece
velmi snadno, protože má pouze slabé izolační těsnění na hnací hřídeli. V takovém případě však musí být pořízeny tlakové uzávěry na sázecích otvorech a výpustích materiálu.
Dalším provedením tohoto vynálezu je použití vícenásobné nístějové pece pro tepelné zpracování zbytkových materiálů obsahujících oxidy těžkých kovů a železa, jako je prach a kal z elektrooceláren nebo konvertorových oceláren, podle zde navrženého postupu.
Další výhody provedení tohoto vynálezu jsou uvedeny v závislých nárocích.
Přehled obrázků na výkresech
Provedení vynálezu bude popsáno dále s pomocí obrázku.
Obr.l Je průřez vícenásobnou nístějovou pecí pro tepelné zpracování zbytkových materiálů obsahujících těžké kovy a oxidy železa, jako je prach z elektrooceláren nebo konvertorových oceláren.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je zobrazen průřez vícenásobné nístějové pece 10 s několika, - v tomto případě dvanácti nístějemi 12, která jsou umístěna vzájemně nad sebou. Tyto samonosné nístěje 12, stejně jako vyzdívka pece 14, klenba 16, a dno 18 pece, jsou vyrobeny z žárovzdorného materiálu.
• * · · 99 9 • · «· 9 9 9 9 ·· « « · * · · ·· • 9 9 9 99999999
Klenba 16 pece 10 je opatřena odtahem 20, jímž lze odvádět plyny z pece a otvorem 22, jimž se sází zbytkové materiály obsahující oxidy těžkých kovů a železa do horní nístěj e.
Hřídel 24, na které jsou umístěna hrabla 26, sahající přes příslušné nístěje, jsou jištěna a usazena ve středu pece.
Hrabla 26 jsou konstruována tak, že hrnou materiál na jedné nístěji od středu k obvodu a poté na nístěji uložené pod ní z obvodu do středu, aby tento materiál sestupoval pecí odshora dolů.
Zbytkové materiály obsahující oxidy těžkých kovů a železa a redukční činidla mohou být také do pece uvedeny odděleně. V tom případě jsou zbytkové materiály sázeny do první nístěje, zatímco redukční činidla jsou dávkována do jedné ze spodní nístějí a přivedena do kontaktu se zbytkovými materiály obsahující oxidy těžkých kovů a železa.
Během tohoto transportu jsou zbytkové materiály obsahující oxidy těžkých kovů a železa, tak také redukční činidla zahřívána na teplotu okolo 600 až 1000 °C.
Hřídel 24 a hrabla 26 jsou chlazeny vzduchem a hrabla jsou opatřena otvory, jimiž vzduch může proudit dovnitř pece a umožnit dospalování.
V boční stěnách pece 10 se nalézá nejméně jeden vstupní otvor 30, jímž se mohou sázet redukční činidla normálně to bývá v horní třetině. Tato redukční činidla mohou být přítomna jak v plynné formě, tak v kapalné, nebo pevné formě. Redukčními činidly mohou být například, oxid uhelnatý, vodík, přírodní plyn, ropa a ropné deriváty, nebo pevné uhlíkaté nosiče, jako je koks z hnědého uhlí, ropný koks, vysokopecní prach, uhlí, nebo podobně.
Redukční činidlo, v tomto případě uhlí, které se sází do nístěje o etáž nižší v peci 10, se tam hrábly 26 smíchá se zahřátými zbytkovými materiály obsahujícími oxidy těžkých kovů a železa. Oxidy železa přítomné ve zbytkových materiálech, obsahujících olej a oxidy železa se postupně během sestupu vícenásobnou nístějovou pecí 10 redukuje účinkem vysoké teploty a přítomností oxidu uhelnatého na kovové železo.
Kontrola složení vsázky z pevných, kapalných a plynných redukčních činidel a plynů obsahujících kyslík v několika různých bodech vícenásobné nístějové pece 10 a možnost odtahovat nadbytečné plyny v kritických bodech, dovolují přesnou regulaci průběhu redukce zbytkových materiálů obsahujících oxidy těžkých kovů a železa a provedení tohoto postupu za optimálních podmínek.
Pec je uspořádána tak, že umožňuje části plynů proudit pecí nahoru, které se poté odtahují z pece 10, spojovací výfučnou 60, umístěnou v boční stěně v nižší části pece pod • ♦ ♦· · ·· · • · ·· · · * · · · · • · · · · · ··« * · · * # · · · · · · · <
• · · · · φφφ φφφ ·φφ «· · φ· jednotlivými nístějemi, kde se odpařují těžké kovy a znovu injektují do pece 10, vstupem 62, který je umístěn nad těmito nístějemi.
V důsledku toho je množství plynu, přítomného na jednotlivých nístějích, ze kterých se odpařují těžké kovy malé. V dalším je lze z pece 10 odtáhnout, jako malý plynný podíl odtahem 64 v boční stěně pece. Tento malý objem plynů s relativně vysokým obsahem těžkých kovů se potom může čistit odděleně. Důsledkem malých množství odpadního plyn je nízká rychlost průtoku plynu odpovídajícími nístějemi, takže je s tímto odpadním plynem strháváno malé množství odpadních prachů. Proto je v odpadním plynu velmi vysoká koncentrace těžkých kovů.
Odpadní plyny se následně oxidují v dospalovací komoře
66. Těžké kovy se převedou na oxidy těžkých kovů a ve filtru 70 se oddělují z odpadních plynů. Před tím, než odpadní plyny vstoupí do filtru 70, ochlazují se na požadovanou teplotu v chladiči 68.
Boční stěny pece 10 jsou opatřeny tryskami 30, pro injektování horkých plynů (350 až 500 °C) , obsahujících kyslík, jimiž se do pece 10 dmýchá vzduch nebo jiný plyn obsahující kyslík. V důsledku vysokých teplot a přítomnosti kyslíku shoří část uhlíku na oxid uhličitý, který reaguje s nadbytečným uhlíkem na oxid uhelnatý. Oxid uhelnatý nakonec redukuje oxidy.
Protože tyto reakce jsou převážně endotermní, je logické že se ve spodní části pece instaluji hořáky 32, které ve spodních nístějích pece zajišťují stejnoměrnou vysokou teplotu. V tomto případě lze užít hořáky na plyn nebo práškové uhlí.
V těchto hořácích 32 se může spalovat plyn nebo práškové uhlí se vzduchem za účelem předehřívání a/nebo přídavného ohřevu. Při určitém kvantitativním poměru kyslíku a paliva nebo když dojde k dospalování procesních plynů při nadbytku vzduchu může vzniknout přídavný redukční plyn. Při spalování práškového uhlí může hořák produkovat nadbytek oxidu uhelnatého. Použitím venkovních spalovacích komor lze předejít vstupu popela ze spáleného uhlí do pece a jeho smíšení se železem. Teploty ve spalovacích komorách se zvolí tak, aby se vzniklá struska mohla vypouštět v kapalném stavu a skládkovat ve sklovité formě. Vznik oxidu uhelnatého snižuje spotřebu pevných uhlíkových nosičů v peci 10, a tím i obsah popelovin ve finálních výrobcích.
V posledních dvou nístějích je zajištěn přívod plynných redukčních činidel, například oxidu uhelnatého nebo vodíku speciálními tryskami 44 . Redukce oxidů železa se může dokončit v této atmosféře se zvýšeným redukčním potenciálem.
Vyrobené železo se následně odpichuje výpustí 46, ve dnu 18 pece 10 spolu s popelem.
Železo odpichované výpusti 46 se společně s popelem a těmi redukčními činidly, jež lze recyklovat, chladí v chladiči 4 8. Redukované železo se potom oddělí magnetickým odlučovačem 50, od popela z redukčního činidla a takového redukčního činidla, jež lze recyklovat do pece.
Redukční činidla 52, jež jsou znovu použitelná se potom spálí ve venkovní spalovací komoře 34. Plyny, vzniklé spálením redukčních činidel se mohou zavést do pece 10, zatímco zbytky redukčních činidel se odstraní jako popel, nebo kapalná struska příslušnou výpustí. Tato redukční činidla nebo struska vypadávají výstupem z pece.
Směs plynů z pece prochází odtahem 20 do přídavného hořáku 54 kde se spálí hořlavé plynné složky směsi plynů. Plynná směs se dále vede do chladiče 56, kde se účinkem chladicího media ochladí. Ochlazená plynná směs se dále čistí cyklonovým filtrem 58 a odvádí do atmosféry.
Claims (22)
- Patentové nároky (Změněné)1. Způsob tepelného zpracováni zbytkových materiálů obsahujících oxidy těžkých kovů a železa ve vícenásobné nístějové peci s několika nístějemi nad sebou, vyznačující se tím, že se v nich zbytkové materiály obsahující oxidy těžkých kovů a železa kontinuálně sázejí do vícenásobné nístějové pece, plní do nejvyšší nístěje této pece a postupně přemisťují do nižších nístějí, přičemž redukční činidla se zároveň sázejí do nejvyšší nístěje této pece a/nebo do jedné z nižších nístějí pece kde reagují se zbytkovými materiály obsahujícími oxidy těžkých kovů a železa za vzniku těžkých kovů a přímo redukovaného železa, přičemž plyny obsahující těžké kovy jsou odtahovány odděleně z jednotlivých nístějí, na kterých probíhá odpařování těžkých kovů, a železo se odpichuje společně se zbytky redukčních činidel v oblasti spodní nístěje vícenásobné nístějové pece, přičemž plyny se odtahují z jednotlivých nístějí v peci, na kterých se odpařují těžké kovy a poté se částečně a nebo v celém objemu opětně injektují do nístějí umístěných výše ve vícenásobné9 9 99 9 · · ♦ 9999 · · • ·Φ • ♦ f nístějové peci než ze kterých bylo provedeno jejich odtažení.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se odpadní plyny zpracovávají dalším spalováním, těžké kovy se převádějí na oxidy těžkých kovů a ve filtru oddělují od odpadních plynů.
- 3. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se plyny odtahují z nístěje, která je níže než nístěj, do které se sázejí redukční činidla.
- 4. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se přímo vyredukované železo, ochladí po odpichu z vícenásobné nístějové pece pod 700 °C a potom se magnetickým odlučovačem oddělí od zbytků redukčního činidla.
- 5. Způsob podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že se přímo vyredukované železo, po odpichu z vícenásobné nístějové pece v horkém stavu oddělí od zbytků redukčních činidel proséváním.·· · · · 4 · 44 • 4 4 4 4 ·«« • ♦ · ♦ 4444 · · 44 • * · · 4 44 ♦ 444 4· · «444»
- 6. Způsob podle nároků 4 až 5, vyznačující se tím, že se přímo redukované železo dále zpracuje na pelety, nebo brikety.
- 7. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se přímo redukované železo taví se zbytky, nebo bez nich.
- 8. Způsob podle jednoho z nároků 4, nebo 5, vyznačující se tím, že se po odpichu z vícenásobné nístějové pece všechna nespotřebovaná redukční činidla oddělí od zbytků.
- 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že se zbytky redukčních činidel využijí v plynovém reaktoru a popelotvorné složky se oddělují jako kapalná struska a vzniklý surový plyn se využije ve vícenásobné nístějové peci a výsledné teplo se dodává do pece.
- 10. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se redukční činidlo sází do pece v kapalné, pevné a/nebo plynné formě.
- 11. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se redukční činidla ve vícenásobné nístějové peci mohou přivádět do různých nístějí.A Z001-C1O * * * ♦ · ·« • ♦ · ♦ · · « ♦ » · ·»·· · · » « ♦ · · · ♦ «
- 12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že se redukční činidla s hrubou zrnitostí mohou do vícenásobné nístějové pece přivádět ve vyšším pásmu a redukční činidla s jemnou zrnitostí v nižším.
- 13. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se do vícenásobné nístějové pece sází nadbytek redukčního činidla.
- 14. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se zbytkové materiály obsahující oxidy těžkých kovů a železa a alespoň část požadovaných redukčních činidel smísí mezi sebou, před tím, než jsou vsazeny do vícenásobné nístějové pece.
- 15. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se plyny obsahující kyslík injektují selektivně do různých nístějí.
- 16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že plyny obsahující kyslík mají teplotu nejméně 250 °C.ΧΖΛΧΧΟ • · · · · · · • · · · · e · ♦ · ······· t ·9 9 9 999 ·· · 99 999
- 17. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se plynná redukční činidla injektují do spodních nístějí vícenásobné nístějové pece.
- 18. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že jedna, nebo více nístějí v peci se ohřívá přímo nebo nepřímo.
- 19. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se plyny z vícenásobné nístějové pece odtahují v místě jedné nebo ve více nístějích.
- 20. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že se zvýší redukční potenciál odtahovaných plynů a potom se plyny injektují do vícenásobné nístějové pece.
- 21. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že způsob se provádí za přetlaku.
- 22. Použití vícenásobné nístějové pece pro tepelnou úpravu zbytkových materiálů, obsahujících oxidy těžkých kovů a železa způsobem podle některého z předchozích nároků.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LU90273A LU90273B1 (de) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | Verfahren zur thermischen Behandlung schwermetall-und eisenoxidhaltiger Reststoffe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2001510A3 true CZ2001510A3 (cs) | 2002-01-16 |
Family
ID=19731761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2001510A CZ2001510A3 (cs) | 1998-08-11 | 1999-07-30 | Způsob tepelného zpracování zbytkových materiálů obsahujících oxidy těľkých kovů a ľeleza |
Country Status (20)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6451086B2 (cs) |
EP (1) | EP1108070B1 (cs) |
JP (1) | JP2002522642A (cs) |
KR (1) | KR20010072376A (cs) |
CN (1) | CN1312862A (cs) |
AT (1) | ATE225861T1 (cs) |
AU (1) | AU6079099A (cs) |
BR (1) | BR9914304A (cs) |
CA (1) | CA2336964A1 (cs) |
CZ (1) | CZ2001510A3 (cs) |
DE (1) | DE59903054D1 (cs) |
ES (1) | ES2185400T3 (cs) |
LU (1) | LU90273B1 (cs) |
PL (1) | PL346049A1 (cs) |
RU (1) | RU2218417C2 (cs) |
SK (1) | SK2022001A3 (cs) |
TR (1) | TR200101332T2 (cs) |
TW (1) | TW494140B (cs) |
WO (1) | WO2000009766A1 (cs) |
ZA (1) | ZA200100419B (cs) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LU90454B1 (fr) * | 1999-10-05 | 2001-04-09 | Wurth Paul Sa | Procede de traitement pyrometallurgique de dechets d'origine siderurgique |
LU90766B1 (en) * | 2001-04-25 | 2002-10-28 | Wurth Paul Sa | Method of operating a multiple hearth furnace |
WO2003106059A1 (en) * | 2002-06-17 | 2003-12-24 | Maskinfabrikken Fornax A/S | Machine and method for thermal cleaning and separation of metal parts |
GB0216484D0 (en) * | 2002-07-15 | 2002-08-21 | Warner Noel A | Direct production of refined metals and alloys |
US9539581B2 (en) | 2011-10-11 | 2017-01-10 | Materials Recovery Company | Method for recycling ash |
DE102016106054A1 (de) * | 2016-04-03 | 2017-10-05 | Schauenburg Maschinen- Und Anlagen-Bau Gmbh | Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Asche aus Müllverbrennungsanlagen |
CN108060309B (zh) * | 2017-12-18 | 2019-09-06 | 巢湖云海镁业有限公司 | 一种加热搅拌装置 |
SE543341C2 (en) * | 2019-04-01 | 2020-12-08 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced metal |
CN113245347B (zh) * | 2021-05-10 | 2022-11-04 | 武汉理工大学 | 硅酸盐固废的除杂方法及其应用 |
CN115740476A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-03-07 | 李慧斌 | 金属氧化物还原装置、应用及金属粉料制备方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE552837C (de) * | 1927-06-21 | 1932-06-18 | Paul Gredt | Vorrichtung und Verfahren zum Verhuetten von aus Minette gewonnenen Oolithkoernern |
US2389133A (en) * | 1943-04-06 | 1945-11-20 | Brassert & Co | Apparatus for reduction of metallic material |
US2389199A (en) | 1944-08-12 | 1945-11-20 | Royal B Laird | Scraper dump control |
FR913032A (fr) * | 1945-08-01 | 1946-08-27 | Coast Reduction | Procédé et appareil pour la réduction directe des minerais de fer |
FR1128520A (fr) * | 1954-04-09 | 1957-01-07 | Perfectionnement aux procédés de réduction de l'oxyde de fer | |
DE1225673B (de) * | 1959-07-23 | 1966-09-29 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren zur trockenen Reduktion von Eisenerz |
US3756804A (en) * | 1972-02-16 | 1973-09-04 | Deltech Inc | Process for reclamation of flue dust |
US3850613A (en) * | 1973-05-14 | 1974-11-26 | Ferro Carb Agglomeration | Treatment of steel mill waste dusts containing zinc |
FR2373612A1 (fr) * | 1976-12-13 | 1978-07-07 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede d'extraction du zinc contenu dans les dechets siderurgiques |
GB2043112A (en) * | 1979-02-28 | 1980-10-01 | British Steel Corp | Recovery of metals from wastes |
US4261268A (en) * | 1979-05-21 | 1981-04-14 | Nichols Engineering & Research Corp. | Method and apparatus for treating waste material |
DE3002225A1 (de) * | 1980-01-23 | 1981-07-30 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur direktreduktion eisenoxidhaltiger materialien im drehrohrstoffen |
AT366718B (de) * | 1980-08-08 | 1982-05-10 | Voest Alpine Ag | Verfahren zur entzinkung von oxydischen eisentr[gern sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens |
LU87890A1 (de) * | 1991-02-20 | 1992-11-16 | Arbed | Verfahren und vorrichtung zum gewinnen von metallen aus industrie-reststoffen |
-
1998
- 1998-08-11 LU LU90273A patent/LU90273B1/de active
-
1999
- 1999-01-14 TW TW88100504A patent/TW494140B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-07-30 CZ CZ2001510A patent/CZ2001510A3/cs unknown
- 1999-07-30 TR TR200101332T patent/TR200101332T2/xx unknown
- 1999-07-30 WO PCT/EP1999/005456 patent/WO2000009766A1/de not_active Application Discontinuation
- 1999-07-30 AT AT99947265T patent/ATE225861T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-07-30 KR KR1020017001729A patent/KR20010072376A/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-07-30 JP JP2000565199A patent/JP2002522642A/ja active Pending
- 1999-07-30 ES ES99947265T patent/ES2185400T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-30 SK SK202-2001A patent/SK2022001A3/sk unknown
- 1999-07-30 BR BR9914304A patent/BR9914304A/pt active Search and Examination
- 1999-07-30 CA CA 2336964 patent/CA2336964A1/en not_active Abandoned
- 1999-07-30 RU RU2001106617A patent/RU2218417C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1999-07-30 EP EP99947265A patent/EP1108070B1/de not_active Revoked
- 1999-07-30 AU AU60790/99A patent/AU6079099A/en not_active Abandoned
- 1999-07-30 DE DE59903054T patent/DE59903054D1/de not_active Revoked
- 1999-07-30 PL PL34604999A patent/PL346049A1/xx unknown
- 1999-07-30 CN CN99809470A patent/CN1312862A/zh active Pending
-
2001
- 2001-01-15 ZA ZA200100419A patent/ZA200100419B/en unknown
- 2001-02-12 US US09/780,449 patent/US6451086B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6451086B2 (en) | 2002-09-17 |
EP1108070A1 (de) | 2001-06-20 |
ZA200100419B (en) | 2002-05-10 |
RU2218417C2 (ru) | 2003-12-10 |
AU6079099A (en) | 2000-03-06 |
CA2336964A1 (en) | 2000-02-24 |
BR9914304A (pt) | 2001-06-26 |
JP2002522642A (ja) | 2002-07-23 |
US20010045142A1 (en) | 2001-11-29 |
DE59903054D1 (de) | 2002-11-14 |
EP1108070B1 (de) | 2002-10-09 |
CN1312862A (zh) | 2001-09-12 |
WO2000009766A1 (de) | 2000-02-24 |
TR200101332T2 (tr) | 2001-11-21 |
LU90273B1 (de) | 2000-02-14 |
ES2185400T3 (es) | 2003-04-16 |
TW494140B (en) | 2002-07-11 |
SK2022001A3 (en) | 2001-11-06 |
ATE225861T1 (de) | 2002-10-15 |
KR20010072376A (ko) | 2001-07-31 |
PL346049A1 (en) | 2002-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6391088B1 (en) | Method for heat-treating recyclings containing oil and iron oxide | |
JPS61133330A (ja) | 鉱石の溶融還元方法および装置 | |
RU2477755C2 (ru) | Способ и устройство для приготовления восстановителя для применения в процессе производства металла, процесс производства металла и аппарат для производства металла, использующий упомянутое устройство | |
CZ2001510A3 (cs) | Způsob tepelného zpracování zbytkových materiálů obsahujících oxidy těľkých kovů a ľeleza | |
US6395057B1 (en) | Method for producing directly reduced iron in a layered furnace | |
UA77753C2 (uk) | Спосіб одержання розплавленого заліза | |
AU768518B2 (en) | A method and apparatus for reducing a feed material in a rotary hearth furnace | |
US7220293B2 (en) | Thermal synthesis production of steel | |
US6383252B1 (en) | Method for the heat treatment of residues containing heavy metals | |
AU6079499A (en) | Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace | |
RU2205229C2 (ru) | Способ прямого получения железа в многоподовой печи | |
MXPA01002241A (en) | Method for heat-treating recyclings containing oil and iron oxide | |
MXPA01001545A (en) | Method for the thermal processing of residues containing heavy metals and iron oxide | |
CZ20002009A3 (cs) | Způsob výroby přímo redukovaného železa v patrové peci |