CZ2013605A3 - Separation process of zinc from zinc-plated iron scrap - Google Patents
Separation process of zinc from zinc-plated iron scrap Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2013605A3 CZ2013605A3 CZ2013-605A CZ2013605A CZ2013605A3 CZ 2013605 A3 CZ2013605 A3 CZ 2013605A3 CZ 2013605 A CZ2013605 A CZ 2013605A CZ 2013605 A3 CZ2013605 A3 CZ 2013605A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- zinc
- scrap
- stream
- steel
- iron scrap
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Způsob separace zinku z pozinkovaného šrotu destilací do proudu horkého plynu, ve kterém se díky přítomnosti kyslíku vytvoří částice pevného oxidu zinečnatého. Tímto způsobem se získává surovina s vysokým podílem oxidu zinečnatého.A method of separating zinc from galvanized scrap by distillation into a hot gas stream in which solid zinc oxide particles are formed due to the presence of oxygen. In this way, a high zinc oxide feedstock is obtained.
Description
Způsob separace zinku z pozinkovaného železného šrotuMethod of zinc separation from galvanized scrap iron
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká způsobu separace zinku z pozinkovaného šrotu destilací do proudu horkého plynu.The invention relates to a process for separating zinc from galvanized scrap by distillation into a hot gas stream.
Dosavadní stav technikyState of the art
Výroba oceli jev současné době založena z větší části na přepracování recyklovaného železného šrotu, který obsahuje významný podíl pozinkovaných dílů. Při ocelářském procesu se šrot taví a pomocí kyslíku se zbavuje uhlíku a dalších prvků, které přecházejí do strusky (např. křemíku, fosforu, síry). Zinek a další méně obvyklé kovy (kadmium, olovo apod.) se rovněž oxidují a vytvářejí částice, které jsou spolu s oxidy železa^ vynášeny plynem z vsázky jako ocelářské odprašky. Na tunu vyrobené oceli vzniká asi 10/20 kg odprašků, které při současné míře recyklace pozinkovaného šrotu obsahují vedle převážného podílu oxidů železa okolo 10 % zinku. Zinek v odprašcích z běžných ocelářských zařízení (konvertory, elektrické obloukové pece) je však z velké části ve formě franklinitu (ZnFe2O4), který je chemicky natolik stálý, že není ekonomicky zajímavý ani jeho rozklad hydrometalurgickou ani pyrometalurgickou cestou. Možnost získání těkavých kovů (mimo jiné i zinku) touto cestou z uvádí i patent CS 481789. Způsob, který CS 48^789 popisuje, je určený pro Waelzovy pece a a jako činidlo používá přídavek redukovadel, pomocí nichž tyto stabilní sloučeniny rozkládá.Steel production is currently largely based on the reprocessing of recycled scrap iron, which contains a significant proportion of galvanized parts. During the steelmaking process, scrap is melted and oxygen is used to remove carbon and other elements that pass into the slag (eg silicon, phosphorus, sulfur). Zinc and other less common metals (cadmium, lead, etc.) are also oxidized to form particles which, together with iron oxides, are carried out of the feed gas as steel dust. About 10/20 kg of dust is produced per tonne of steel produced, which at the current rate of recycling of galvanized scrap contains, in addition to the predominant proportion of iron oxides, about 10% of zinc. However, zinc in dust from common steelmaking equipment (converters, electric arc furnaces) is largely in the form of franclinite (ZnFe2O 4 ), which is so chemically stable that its decomposition by hydrometallurgical or pyrometallurgical means is not economically interesting. The possibility of obtaining volatile metals (including zinc) in this way is also mentioned in the patent CS 481789. The process described in CS 48-789 is intended for Waelz furnaces and uses as a reagent the addition of reducing agents by which it decomposes these stable compounds.
Jistý podíl zinkitu (ZnO) byl nalezen u odprašků z procesu v zařízeních, kde ocelářský proces probíhá ve dvou etapách: (1) předehřátí šrotu, (2) kyslíkový proces v roztaveném kovu. To je technologie, provozovaná v zařízeních, označovaných jako tandemové pece. Avšak ani zde se dosud nevyplatí odprašky zpracovávat, takže jsou nákladně skládkovány jako nebezpečný odpad.A certain proportion of zincite (ZnO) was found in process dust in plants where the steel process takes place in two stages: (1) preheating of the scrap, (2) oxygen process in the molten metal. This is a technology operated in facilities called tandem furnaces. However, even here, it is not yet worthwhile to process dust particles, so they are costly landfilled as hazardous waste.
Způsob podle vynálezu tento problém řeší bez ohledu na použité zařízení i bez potřeby přídavku dalších činidel.The process according to the invention solves this problem regardless of the equipment used and without the need for the addition of further reagents.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Na rozdíl od stávajících technologií obohacování zinku ze suroviny, obsahující zinek a železo, nebo recyklace zinku z ocelárenských odpadů, navrhovaný postup je založen na ohřevu šrotu v oxidačním prostředí při teplotách 800^1200^0, při kterých zinek destiluje, zatímco železný šrot zůstává v pevném skupenství. Přitom ohřev je zajišťován horkým plynem z ocelářského procesu, probíhajícího v oddělené pánvi. Realizace takového postupu probíhá např. v tandemových ocelářských pecích. Analýzou odprašků z tandemové pece bylo zjištěno, že v průběhu cyklu zpracování vsázky se složení odprašků mění/ a že v jisté etapě je možno odebrat i vysoce čistou frakci, obsahující přes 40 % zinku ve formě ZnO. To již odpovídá velmi kvalitní surovině pro metalurgii zinku.In contrast to existing technologies of zinc enrichment from raw material containing zinc and iron, or recycling of zinc from steel waste, the proposed procedure is based on heating scrap in an oxidizing environment at temperatures of 800 ^ 1200 ^ 0, at which zinc distills while iron scrap remains in solid state. The heating is provided by hot gas from the steelmaking process, which takes place in a separate ladle. The implementation of such a procedure takes place, for example, in tandem steel furnaces. Analysis of the dust particles from the tandem furnace revealed that the composition of the dust particles changes during the batch processing cycle and that a high purity fraction containing over 40% zinc in the form of ZnO can be removed at a certain stage. This already corresponds to a high-quality raw material for zinc metallurgy.
Teoretickým rozborem probíhajících tepelných a chemických procesů bylo zjištěno, že klíčovou podmínkou pro vznik na zinek bohaté frakce je dosažení teploty, při níž se zinek ze šrotu již odpařuje, zatímco železo zůstává neroztavené. To odpovídá určité definované etapě cyklu zpracování vsázky, během níž je účelné odprašky selektivně odebírat a separované zpracovat. Tenze par zinkuje při 70(řc již 8 kPa, a při 80^C je to významných 31 kPa, což ke kvantitativní separaci zinkové vrstvy z povrchu šrotu postačuje.A theoretical analysis of the ongoing thermal and chemical processes has shown that a key condition for the formation of a zinc-rich fraction is to reach a temperature at which zinc from the scrap already evaporates while the iron remains unmelted. This corresponds to a defined stage of the batch processing cycle, during which it is expedient to selectively remove the dust and process it separately. The vapor pressure is galvanized at 70 ° C, and at 80 ° C it is a significant 31 kPa, which is sufficient for the quantitative separation of the zinc layer from the scrap surface.
Podstatou vynálezu tedy je separace zinku z pozinkovaného šrotu destilací do proudu horkého plynu, ve kterém se díky přítomnosti kyslíku vytvoří částice pevného oxidu zinečnatého. Plyn odcházející z kyslíkového procesu zkujňování oceli sice unáší také žhavé částice oxidů železa, při kondensaci zinku však nedochází k masivní tvorbě feritu zinečnatého a významný podíl zinku zůstane ve formě oxidu zinečnatého.The invention therefore relates to the separation of zinc from galvanized scrap by distillation into a hot gas stream in which solid zinc oxide particles are formed due to the presence of oxygen. Although the gas leaving the oxygen smelting process of the steel also carries hot particles of iron oxides, zinc ferrite is not massively formed during zinc condensation and a significant proportion of zinc remains in the form of zinc oxide.
Klíčovou výhodou je zisk suroviny s vysokým podílem oxidu zinečnatého. Přitom jde o proces nevyžadující další zdroje energie ani pomocná činidla^ a jedinou investicí je paralelní větev pro separované zpracování příslušné části odprašků. Pokud se využívá zachycování ( odprašků do vody, jde o poměrně málo náročné aparáty pro sedimentaci a odvodnění ' vzniklého kalu. vyktšeu / t . , , f. -// .xí - X íf./J- X XÚ^XXxL^^^ ’The key advantage is the acquisition of a raw material with a high zinc oxide content. This is a process that does not require additional energy sources or auxiliary agents, and the only investment is a parallel branch for the separate processing of the respective part of the dust particles. If trapping (dusting into water) is used, it is a relatively inexpensive apparatus for sedimentation and dewatering of the resulting sludge. '
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Příklad 1Example 1
V ocelárně je zpracováván netříděný šrot tak, že je prakticky mžikově převáděn na teplotu tání oceli buď stykem s roztaveným surovým železem, nebo elektrickým obloukem. Zpomalením procesu ohřevu šrotu se dosáhne postupně nejprve požadované teploty varu zinku (90^°C), při které zinek selektivně přechází do par a uniká ze směsi. Pokud se k ohřevu použije horký plyn, přechází zinek do plynu již při podstatně nižší teplotě. Ze zinkové páry vzniká v oxidačním prostředí polétavý oxid zinečnatý v pevném skupenství,, a ten se následně odlučuje filtrací nebo sedimentací.In the steel plant, unsorted scrap is processed in such a way that it is practically instantaneously converted to the melting temperature of the steel either by contact with molten pig iron or by an electric arc. By slowing down the scrap heating process, the desired boiling point of zinc (90 ° C) is gradually reached first, at which point zinc selectively vapors and escapes from the mixture. If hot gas is used for heating, zinc passes into the gas at a much lower temperature. The zinc vapor produces solid zinc oxide in the oxidizing environment, which is subsequently separated by filtration or sedimentation.
Příklad 2Example 2
Z ocelářské pánve v kyslíkovém procesu zkujňování oceli odchází plyn o teplotě vysoce přesahující teplotu tání železa (150^C). Tepelná energie tohoto plynu protiproudně předehřívá šrot. Zachycením všech pevných podílů odprašků vzniká směs, mající koncentraci zinku 5/15%. Selektivním odběrem v časovém intervalu, v němž je teplota vsázky šrotu právě okolo SOO^C, se získá směs svíce než 40% zinku, převážně ve formě oxidu zinečnatého, použitelného pro další metalurgické nebo chemické procesy.A gas with a temperature well above the melting point of iron (150 ° C) leaves the steel ladle in the oxygen smelting process of the steel. The thermal energy of this gas countercurrently preheats the scrap. By capturing all dust solids, a mixture having a zinc concentration of 5/15% is formed. Selective sampling at a time interval in which the temperature of the scrap charge is just around 50 DEG C. yields a mixture of more than 40% zinc, predominantly in the form of zinc oxide, which can be used for other metallurgical or chemical processes.
Příklad 3Example 3
Protiproudý předehřev šrotu tandemové peci podle obrázku 1. Pec je tvořena dvěma stejnými oddíly 1 a 2. Do oddílu 1 se nasazuje železný šrot (proud A). V oddílu 2 je roztavené železo, vzniklé ze šrotu z minulé tavby a surového železa (proud B). Do oddlílu 2 se zavádí kyslík (proud C), čímž dochází k procesu zkujňování oceli. Horký ocelárenský plyn (proud D) obsahující odprašky je veden oddílem 1 přes šrot, který se tím předehřívá. Dále plyn postupuje (proud E) do pračky 3, kde jsou proudem vody (proud F) odlučovány odprašky. Vyčištěný plyn jde k dalšímu použití jako proud G. Voda s odprašky je vedena do procesu usazování jako proud H. Ve vhodném časovém intervalu se odvádí suspenze s vysokým podílem zinku jako proud J, a zpracovává se separátně. Po skončení tavby se vypustí z oddílu 2 struska (proud K) a tavenina oceli (proud L), přívody a odvody materiálů se přepojí, a cyklus začíná znovu s vyměněnými funkcemi oddílů 1 a 2.Countercurrent preheating of the tandem furnace scrap according to Figure 1. The furnace consists of two identical compartments 1 and 2. Iron scrap (stream A) is fed into compartment 1. In section 2 there is molten iron, generated from scrap from past smelting and pig iron (stream B). Oxygen (stream C) is introduced into section 2, which causes the steel to be tempered. The hot steel gas (stream D) containing dust particles is passed through section 1 through scrap, which is thus preheated. Next, the gas proceeds (stream E) to the washing machine 3, where dust particles are separated by a stream of water (stream F). The purified gas is further used as stream G. The dedusted water is fed to the settling process as stream H. At a suitable time, a suspension with a high zinc content is removed as stream J, and treated separately. At the end of the smelting, slag (stream K) and steel melt (stream L) are discharged from section 2, the material inlets and outlets are switched, and the cycle begins again with the exchanged functions of sections 1 and 2.
Při konkrétní tavbě byly odprašky z tandemové pece jímány ve Venturiho pračce do vody. Hrubé, snadněji sedimentující částice obsahovaly především oxidy železa a méně než 2 % Zn. Jemná frakce kalu obsahovala průměrně asi 10 % Zn. V časové etapě 20/-30 minut po zahájení dmýchání kyslíku a předehřevu šrotu byl odběrem získán výhradně kal jemný s koncentrací přes 35 % Zn s maximem 48 % Zn.During the specific smelting, the dust from the tandem furnace was collected in a Venturi washing machine in water. Coarse, more easily sedimenting particles contained mainly iron oxides and less than 2% Zn. The fine sludge fraction contained on average about 10% Zn. In the time stage 20 / -30 minutes after the start of oxygen blowing and preheating of the scrap, only fine sludge with a concentration of over 35% Zn with a maximum of 48% Zn was obtained by sampling.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Postup podle vynálezu je využitelný pro výrobu kovového zinku nebo pro sloučenin zinku. Produkt postupu podle vynálezu, oxid zinečnatý, je také využitelný jako bazické neutralizační činidlo.The process of the invention is useful for the production of metallic zinc or zinc compounds. The product of the process of the invention, zinc oxide, is also useful as a basic neutralizing agent.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2013-605A CZ2013605A3 (en) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | Separation process of zinc from zinc-plated iron scrap |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2013-605A CZ2013605A3 (en) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | Separation process of zinc from zinc-plated iron scrap |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ305001B6 CZ305001B6 (en) | 2015-03-18 |
CZ2013605A3 true CZ2013605A3 (en) | 2015-03-18 |
Family
ID=52705823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2013-605A CZ2013605A3 (en) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | Separation process of zinc from zinc-plated iron scrap |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ2013605A3 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB191400933A (en) * | 1914-01-13 | 1915-01-07 | William Arthur Hills | Improvements in the Treatment of Tinned and Galvanized Scrap Iron, Scrap Zinc, and Old Tinned and Galvanized Utensils. |
FR2852608B1 (en) * | 2003-03-20 | 2006-06-09 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | METHOD AND INSTALLATION FOR RECOVERING ZINC CONTENT IN A LIQUID CAST BATH |
GB0412105D0 (en) * | 2004-05-29 | 2004-06-30 | Warner Noel A | Recovery of steel from contaminated scrap |
JP5167586B2 (en) * | 2005-12-28 | 2013-03-21 | Jfeスチール株式会社 | How to use zinc-containing iron scrap in iron making process |
-
2013
- 2013-08-05 CZ CZ2013-605A patent/CZ2013605A3/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ305001B6 (en) | 2015-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8101153B2 (en) | Method for the valorisation of zinc-and sulphate-rich residue | |
CN111566236B (en) | Improved fire refining process for co-producing copper and solder products | |
CN111394582B (en) | Copper-nickel sludge resource recycling process | |
CN114774703B (en) | Improvements in copper/tin/lead production | |
CN111566234B (en) | Improved pyrometallurgical process | |
CN111601903B (en) | Improved copper production process | |
CN111566235B (en) | Improved solder production method | |
KR102613147B1 (en) | Improved process for the production of crude solder | |
KR20220102147A (en) | Improved copper smelting process | |
CN112176202A (en) | Antimony smelting method adopting oxygen-enriched side-blown column smelting | |
WO2011014716A2 (en) | Process for refining lead bullion | |
Blanpain et al. | Lead recycling | |
JP2007521393A (en) | Mechanical separation of volatile metals at high temperatures. | |
NO146995B (en) | PROCEDURE FOR MELTING RECOVERY OF LEAD AND SOIL FROM BLUE SOIL REMAINS. | |
CZ2013605A3 (en) | Separation process of zinc from zinc-plated iron scrap | |
KR101763549B1 (en) | Method and arrangement of separating arsenic from starting materials | |
He et al. | Staged separation and recovery of As, Pb, Bi, and Zn from lead smelting dusts | |
KR102566654B1 (en) | Methods for recovering metals from cobalt containing materials | |
Cheng et al. | Separation of arsenic and antimony from dust with high content of arsenic by a selective sulfidation roasting process using sulfur | |
CN112143908A (en) | Smelting process for treating complex gold ore | |
US20170183748A1 (en) | Method and device for processing iron silicate rock | |
RU2051192C1 (en) | Method for elimination of rhenium and osmium into gaseous phase from plumbous rhenium-bearing dusts and copper production sulfuric acid sludges | |
RU2205884C1 (en) | Method of pyrometallurgical processing of copper- containing raw material | |
US2868635A (en) | Method of treating iron sulfide-containing ore or concentrates | |
KR20220145881A (en) | Sustainable reprocessing of metallurgical plant dust and -sludge to produce iron-containing and heavy metal-depleted secondary raw materials with recovery of lead and zinc |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20220805 |