DE102006054195A1 - Extraction of high-grade zinc oxide product comprises pneumatic injection of foreign elements e.g. iron and zinc containing dust with carbon into a molten iron bath - Google Patents
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Abstract
Description
Verfahren zur Gewinnung eines hochwertigen Zinkoxid-Produkts durch pneumatisches Einblasen von Fremdelemente wie z. B. Eisen enthaltenden zinkhaltigen Staub (z. B. Produktionsrückstand) mit Kohlenstoff in ein schmelzflüssiges Eisenbad.method for obtaining a high grade zinc oxide product by pneumatic Blowing foreign elements such. B. containing zinc containing zinc Dust (eg production residue) with carbon in a molten one Iron bath.
Bei der Metallerzeugung z. B. in der Stahlindustrie fallen eine Vielzahl von Reststoff-Stäuben an, die als Wertkomponenten neben Eisen sowie Kohlenstoff und anderen Metallen vor allem Zink in oxidischer Form enthalten. Gewünscht ist insbesondere eine stoffliche Nutzung des enthaltenen Zinks, wobei eine Nutzbarmachung der anderen Metalle (z. B. Eisen) zusätzliche Wertschöpfung bringt. Zur Erzielung eines industriell nutzbaren Zinkoxid-Produkts aus zinkhaltigen Stäuben ist ein Verarbeitungsschritt zur Anreicherung des Zinks sowie zur Abreicherung von Fremdelementen erforderlich. Geeignet sind hierfür pyrometallurgische Schmelzbad-Einblasverfahren.at the metal production z. B. in the steel industry fall a variety of residual dust as the value components besides iron as well as carbon and others Metals especially contain zinc in oxidic form. Is desired in particular a material use of the contained zinc, wherein a Utilization of other metals (eg iron) additional value added brings. To obtain an industrially usable zinc oxide product from zinc-containing dusts is a processing step for the enrichment of zinc as well as for Depletion of foreign elements required. Suitable for this purpose are pyrometallurgical Melt-injection method.
Die bisher entwickelten Verfahren zur Gewinnung eines Zinkoxid-Produkts aus zinkhaltigen Reststoff-Stäuben durch pneumatisches Einblasen in metallurgische Öfen (z. B. Elektrolichtbogenöfen) sind gekennzeichnet durch Einblasen in oder Aufblasen auf die Schlackenschmelze. Diese Verfahren liefern eine geringe Qualität des Zinkoxid-Produkts aufgrund eines hohen Staubübertrags und deswegen hohen Gehalten an nicht umgesetzten Staubbestandteilen im Produkt. Dies ist begründet durch einen ungenügenden Kontakt des eingeblasenen Staubs mit dem Schmelzbad sowie mit Kohlenstoff als Reduktionsmittel.The previously developed method for obtaining a zinc oxide product from zinc-containing residual dusts by pneumatic injection into metallurgical furnaces (eg electric arc furnaces) characterized by blowing in or inflating on the slag melt. These methods provide a low quality of the zinc oxide product due to a high dust transfer and therefore high levels of unreacted dust constituents in the product. This is justified by an insufficient Contact of the injected dust with the molten bath as well as with carbon as Reducing agent.
Zur Erhöhung der Effizienz der Umsetzungsreaktionen ist ein intensiver Kontakt des eingeblasenen Staubs mit der Eisenschmelze besonders vorteilhaft. Als Reduktionsmittel für das im Staub enthaltene Zinkoxid sowie für andere Metalloxide (z. B. Eisenoxid) dient Kohlenstoff. Eine gute Umsetzung wird erzielt wenn der Kohlenstoff in gelöster Form in der Eisenschmelze vorliegt. Der bei der Reduktionsreaktion umgesetzte Kohlenstoff muss durch Einblasen von zugemischtem oder im Staub enthaltenem Kohlenstoff ergänzt werden.to increase The efficiency of the reaction reactions is an intensive contact the blown dust with the molten iron particularly advantageous. As a reducing agent for the zinc oxide contained in the dust as well as other metal oxides (eg Iron oxide) serves carbon. A good implementation is achieved if the carbon in dissolved Form is present in the molten iron. The one in the reduction reaction Reacted carbon must be mixed by blowing in be supplemented in the dust contained carbon.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass die bisher entwickelten pyrometallurgischen Einblasverfahren zur Gewinnung eines Zinkoxid-Produkts aus zinkhaltigen Reststoff-Stäuben nur eine unzureichende Effizienz zur Anreicherung des Zinks sowie zur Abreicherung der enthaltenen Fremdbestandteile aufweisen.Of the The invention defined in claim 1 is based on the problem that the previously developed pyrometallurgical injection method for Obtaining a zinc oxide product from zinc-containing residual dusts only inadequate zinc enrichment efficiency and Depletion of the foreign components contained have.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Effizienz der Umsetzungsreaktionen durch eine Intensivierung des Schmelzbad-Kontakts des eingeblasenen Staubs, sowie durch Einsatz einer kohlenstoffangereicherten Eisenschmelze.The The present invention relates to a method for improving the Efficiency of reaction by intensification of the reaction Melt bath contact of the injected dust, as well as by use a carbon-enriched molten iron.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch pneumatisches Dichtstrom-Einblasen von zinkhaltigem Staub mittels einer feuerfest ummantelten Tauchlanze direkt in ein kohlenstoffangereichertes schmelzflüssiges Eisenbad. Die Tauchlanze taucht dabei in die Metallschmelze ein. Als Fördergas wird ein Inertgas eingesetzt, um eine Eisenoxidation zu vermeiden. Der in der Metallschmelze umgesetzte Kohlenstoff wird durch einen geeigneten Kohlenstoff-Zusatz zum eingeblasenen Staub wieder ergänzt. Oberhalb des Schmelzbads wird gezielt eine oxidierende Atmosphäre eingestellt, die zur vollständigen Oxidation des gebildeten metallischen Zinkdampfs führt. Durch eine geschlossene Hauben/Deckel-Konstruktion erfolgt die Erfassung und Absaugung des staubbeladenen Prozessgases. Dieses Gas wird einer geeigneten Filteranlage zugeführt, wo der hoch angereicherte Zinkoxidstaub abgeschieden und als Produkt ausgeschleust wird.The inventive method is characterized by pneumatic dense stream blowing of zinc-containing dust by means of a fireproof coated immersion lance directly into a carbon-enriched molten iron bath. The immersion lance dips into the molten metal. As a conveying gas an inert gas is used to prevent iron oxidation. The reacted in the molten metal carbon is by a suitable carbon additive replenished to the injected dust again. Above the molten bath is specifically set an oxidizing atmosphere, the complete oxidation of the formed metallic zinc vapor. By a closed Hoods / Lid construction, the collection and suction of the dust-laden process gas. This gas is a suitable filter system supplied where the highly enriched zinc oxide dust is deposited and as a product is discharged.
Die weiteren im eingesetzten Staub oxidisch vorliegenden Metalle wie z. B. Eisen werden beim erfindungsgemäßen Verfahren reduziert und der Eisenschmelze zugeführt. Durch die weitgehende Umsetzung der Wertkomponenten in Form der Produkte Metall und Produktstaub wird die Schlackenbildung minimiert.The further oxides present in the dust used, such as z. B. iron are reduced in the process of the invention and supplied to the molten iron. Through the extensive implementation of the value components in the form of Products metal and product dust minimizes slag formation.
Das erfindungsgemäße Schmelzbad-Einblasverfahren kann in elektrisch beheizten Induktionsöfen, Pfannenöfen oder unbeheizten Pfannen durchgeführt werden. Damit ist eine einfache Integration in vorhandene Prozesse der Eisen- und Stahlindustrie möglich.The Melt bath blowing method according to the invention can be used in electrically heated induction furnaces, ladle furnaces or unheated pans are performed. This is a simple integration into existing processes of the iron and steel industry possible.
Optional zur vollständigen Oxidation des gebildeten metallischen Zinkdampfs ist bei der vorliegenden Erfindung eine Zink-Kondensation einsetzbar. In diesem Fall wird gezielt eine reduzierende Atmosphäre im Ofenraum eingestellt und der Zinkdampf z. B. mittels Sprühkondensator als metallisches Zinkprodukt abgeschieden.optional to the full Oxidation of the formed metallic zinc vapor is present in the present invention Invention can be used a zinc condensation. In this case will specifically set a reducing atmosphere in the oven room and the zinc vapor z. B. by means of spray condenser as metallic Zinc product deposited.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in der verbesserten Effizienz der Reduktionsreaktionen von Zink, Eisen und anderen Metallen. Besondere Bedeutung kommt dabei dem Dichtstrom-Einblasverfahren mit Tauchlanze zu. Durch die gezielte Einstellung des Fördergasvolumenstroms wird einerseits eine ausreichende Turbulenz der Eisenschmelze für eine schnelle chemische Umsetzung der Komponenten gewährleistet, andererseits wird ein Austrag von unreagiertem Staub vermieden.The achieved with the invention, in particular consist in the improved efficiency of the reduction reactions of zinc, iron and other metals. Particular importance is attached to the dense stream injection process with immersion lance too. By the targeted adjustment of the delivery gas volume flow on the one hand, sufficient turbulence of the molten iron for a fast ensures chemical implementation of the components, on the other hand a discharge of unreacted dust avoided.
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