DE2523519A1

DE2523519A1 - Verfahren und apparat zur behandlung bleihaltigen flugstaubes

Info

Publication number: DE2523519A1
Application number: DE19752523519
Authority: DE
Inventors: Svend Bergsoee
Original assignee: Bergsoe & Son As P
Current assignee: Bergsoe & Son As P
Priority date: 1974-06-12
Filing date: 1975-05-27
Publication date: 1976-01-02
Also published as: DK132900C; FR2274698A1; SE7506328L; NL7506963A; IT1036216B; PL96920B1; DK132900B; FR2274698B1; GB1511555A; US4013456A

Description

Paul Bergs0e & S0n A/S, 2600 Glostrup, Dänemark.

Hvissingevej 100

Verfahren und Apparat zur Behandlung bleihaltigen Plugstaubes.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbehandlung' bleihaltigen Plugstaubes vor einer Reduktion desselben in einem metallurgischen Ofen, sowie einen Apparat zur Durchführung des Verfahrens.

Wenn bleihaltige Abfälle , z.B. von Akkumulatorenbatterien, in metallurgischen öfen zum Zwecke der Wiedergewinnung ihres Gehaltes an Blei und anderen Metallen geschmolzen werden, bildet sich als Nebenprodukt eine gewisse Menge metallhaltigen Staubes. Dieser sogenannte Flugstaub wird mit den* Abgasen, die den Ofen durch die dazu eingerichteten Abgaskanäle verlassen, fortgeführt, und man hat bereits nach der Abkühlung des Rauches den Staub in elektrostatischen Filtern, Sackfiltern oder anderen Abscheidevorrichtungen aufgefangen und ihn zwecks Wiedergewinnung seines Metallgehaltes in die genannten metallurgischen öfen zurückgeführt.

Der Staub besteht hauptsächlich aus Bleioxyd und geringeren Mengen von Oxyden anderer Metalle, die als Legierungsbestandteile oder Unreinheiten in den ursprünglichen Ofenchargen vorhanden waren. Der Staub enthält indessen auch andere chemische Verbindungen der vorhandenen Metalle-, insbesondere Chloride, Sulfide und

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Sulfate. Will man den Flugstaub in metallurgischen öfen schmelzen und reduzieren, entweder für sich oder mit anderen Materialien vermischt, wird ein Teil des Staubes erneut von den Abgasen mitgerissen, ebenso wie es zu einer Neubildung von" Staub durch Verdampfung und anschliessende Kondensierung von metallhaltigen Verbindungen kommt. Selbst wenn die erforderlichen Reduktionsmittel und Schlackenbilder in der Ofencharge vorhanden sind, erzielt man lediglich

eine teilweise Reduktion des rückgeführten Flugstaubes, und bei fortgesetztem Betrieb wächst die Menge des zirkulierenden Flugstaubes gleichzeitig damit, dass sich seine Zusammensetzung in unzweckmässiger Richtung ändert, weil der Anteil von Chloriden, Sulfiden und Sulfaten, die schwer reduzierbar sind, im Verhältnis zur Oxydmenge wächst, während der Metallgehalt abnimmt.

Zweck der Erfindung ist es ein Verfahren zur Vorbehandlung bleihaltigen Flugstaubes anzugeben, bei dem die genannten Nachteile vermieden werden, und durch das ein Material erzeugt wird, das sich besser zur Behandlung in einem metallurgischen Ofen eignet, wobei auf diese Weise eine überraschende Vermehrung der Metallausbeute im Vergleich damit erreicht wird, was bisher mit Hilfe der bekannten Technik erreicht werden konnte.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Flugstaub bei einer verhältnismässig niedrigen Temperatur ohne wesentliche, gleichzeitige Reduktion geschmolzen wird, und dass die gebildete Schlacke bis zur Erstarrung abgekühlt wird, wobei bei einem oder mehreren Prozesstadien vor, während oder nach dem Schmelzen prozess- und/oder materialverbessernde Reagenze zugesetzt werden können.

Der in Filtern und Abgasereinigungsanlagen anfallende Flugstaub ist ausserordentlich feinkörnig, und allein eine Agglomerierung zur grösseren Partikeln kann die Wiederbildung von Staub während der nachfolgenden Ofenschmelzung vermindern. Bei Erwärmung beginnt der Flugstaub zu verklumpen, und später wird er flüssig bei einer Temperatur, die von seiner Zusammensetzung , insbesondere dem Gehalt von Unreinheiten wie Zinn, abhängt. Durch die Abkühlung auf Erstarrung des geschmolzenen Materials erhält man massive, erstarrte Blöcke, die keinen Anlass zu den einleitungsweise genannten Problemen geben.

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Bei einem Ausfuhrungsbeispiel für das erfindungsgemässe Verfahren werden vor dem Schmelzprozess schlackenbildende Chemikalien wie Borax und/oder Soda dem Flugstaub zugesetzt. Ein solcher Zusatz erleichtert ein Schmelzen des Flugstaubes.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemässe Verfahren wird vor, während oder nach dem Schmelzen ein den Schmelzpunkt erhöhendes Material , z.B. Kalk, zugesetzt. Hierdurch erhöht sich die Schmelztemperatur der Staubmasse, sodass man vermeidet, dass die erstarrten Materialblöcke bei ihrer anschliessenden Behandlung in einem metallurgischen Ofen, z.B. einem Schachtofen, schmelzen, bevor sie in die Schmelzzone des Schachtofens gelangt sind. Man vermeidet hierdurch, dass die eingesetzten Materialblöcke im oberen Teil des Schachtofens schmelzen und in Gestalt einer Decke den Luftdurchgang durch den Ofen sperren.-

Bei einem vorgezogenen Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemässe Verfahren wird dem flüssigen Material nach dem Schmelzen ein eisenhaltiges Reduktionsmittel in Gestalt von Kiesabbrand, Eisenoxyd, Glühspan oder Eisenspänen oder einer Mischung von zweien oder mehreren dieser Reagenzen zugesetzt. Hierdurch erhöht sich die Schmelztemperatur der Staubmasse wieder, sodass man auch hierdurch vermeidet, dass die Materialblöcke schmelzen, bevor sie in die Schmelzzone des Schachtofens gelangen. Die massiven, erstarrten Blöcke unterstützen vielmehr die Struktur im Schacht. Verglichen mit einem Zusatz von Kalk macht der Zusatz von Eisen die erstarrte Masse härter und besser geeignet für eine Chargierung und Ofenbehandlung, gleichzeitig damit, dass der Eisengehalt vermag, sich mit Schwefel und anderen Unreinheiten während des nachfolgenden Reduktionsprozesses zu verbinden. Der Zusatz von eisenhaltigem Material bei der Vorbehandlung ersetzt somit eine Beimischung von entsprechendem Material , was sonst während der späteren Ofenchargierung geschehen müsste.

Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Apparat zur Durchführung des Verfahrens, indem der Apparat erfindungsgemäss

an sich bekannte
eine/Abscheidevorrichtung für Flugstaub und einen Schwitzofen mit einem Herd und Heizorganen sowie eine Auslauföffnung und einen Sammelbehälter umfasst, wobei ein Förderer vorhanden ist, der den Flugstaub in einem gleichmässigen Strom von der

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Abscheidevorrichtung zum Schwitzofen führt, sowie Organe, die in Abhängigkeit von der zugeführten Menge Flugstaub diesem oder dem Schwitzofen oder der von dessen Ausflussöffnung ausfliessenden ,-schmelzenden Masse , oder gleichzeitig mehreren dieser Stellen Zusatzreagenzen dosiert zuführen.

Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Apparates ist der Sammelbehälter mit Warmhalteelementen sowie Organen zum Umrühren der flüssigen Schlacke ausgestattet. Hierdurch erreicht man eine besonders wirkungsvolle Verteilung und damit eine entsprechende Wirkung der Zusatzreagenzen, die der geschmolzenen Masse an der Auslauföffnung des Schwitzofens zugesetzt werden.

Die Erfindung sei im Folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen erfindungsgemässen Apparat zeigt.

In dem gezeigten Apparat wird der bleihaltige Flugstaub 1 in einer Abscheidevorrichtung 2 einer Abgasreinigungsanlage gesammelt. Der Flugstaub 1 wird einem S.chwitzofen 3 mittels eines Förderers 4 zugeführt, der auf der Zeichnung als Schneckenförderer gezeigt ist. Im Förderer 4 kann dem Flugstaub 1 ein Zusatzmittel 5, beispielsweise Soda oder Borax, von einem Dosiergerät 15 zugesetzt werden, das auf bekannte Weise derart eingerichtet ist, dass es proportional mit der zu jedem Zeitpunkt von dem Förderer 4 geförderten Menge Flugstaub dosiert. Durch eine derart erfolgende Zusetzung im Förderer 4 wirkt dieser damit auch als Mischer für den Flugstaub 1 und das Zusatzmittel 5· Die sich hieraus ergebende Staubmischung 6 fällt in dem Schwitzofen 3 auf einen schrägen Herd 7> wo sie von der Flamme 8 eines Gibrenners 9* der über dem Herd angeordnet und auf diesen gerichtet ist, erwärmt wird. Die geschmolzene Masse 10 fliesst über den Herd 7 zur einer Auslauföffnung 11, wo von einem Dosiergerät 15, das auf gleiche Weise wie das eingangs erwähnte Dosiergerät 15 gesteuert sein kann, ein Zusatzmittel 12 zugeführt werden kann, z.B. in Gestalt eines feinkörnigen, eisenhaltigen Materials. Die sich hieraus ergebende Schlacke l6 fliesst anschliessend in einen Sammelbehälter , wo sie mittels eines ölbrenners 19 bei ständiger Umrührung durch eine Rührmaschine 17 warmgehalten wird. Wenn der Behälter l4 gefüllt ist, wird die Rührmaschine I7 entfernt, und der Behälter kann entweder in einen anderen Behälter entleert oder mit einem entsprechenden Behälter ausgetauscht werden, wobei die Schlacke

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l6 In allen Fällen bis zur Erstarrung abgekühlt wird, um später in passende Stücke aufgeteilt zu werden zur Chargierung in einen metallurgischen Schmelzofen.

Die vorstehend genannten Arten von Plugstaub haben keine bestimmten Schmelzpunkte, sondern werden bei Erwärmung erst weich und klebrig mit einer Neigung zum Zusammenklumpen, und bei einer gewissen, höheren Temperatur werden sie flüssig. Die letztgenannte Temperatur ist hier als die Schmelztemperatur des Materials bezeichnet. Zinnfreier Bleiflugstaub hat eine typische Schmelztemperatur von 580 C und ist somit sehr leicht schmelzbar, d.h. dass er in einem Schachtofen "zu früh" schmilzt.

Es hat sich gezeigt, dass die Schmelztemperatur wesentlich durch eine Vorbehandlung mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens erhöht werden kann, nämlich auf :

680⁰C bei Zusatz von 5$ Kiesabbrand, und auf 850⁰C bei Zusatz von 15$ Kiesabbrand.

Falls der Flugstaub zinnhaltig ist, hat er schon selber eine höhere Schmelztemperatur, beispielsweise 750 C, jedoch auch diese Temperatur kann durch eine Vorbehandlung nach dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahren erhöht werden, nämlich auf :

800°C bei Zusatz von 5$ Kiesabbrand, und auf 87O⁰C bei Zusatz von 10$ Kiesabbrand.

Beim Zusatz von Hydratkalk anstelle von Kiesabbrand erreicht man eine etwas höhere Schmelztemperatur bei gleichem prozentweisen Zusatz, oder aber auch kann man die gleiche Schmelztemperatur bei einem kleineren Zusatz erreichen.

Wenn unbehandelter Flugstaub geschmolzen und in einem metallurgischen Ofen reduziert wird, erhält mar> oft eine Metallausbeute, die lediglich 5O-6O# der Staubmenge beträgt. Bei einem Schmelzen von Flugstaub unter im Übrigen entsprechenden Bedingungen , wobei der Flugstaub gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren vorbehandelt wurde, konnte eine Metallausbeute erreicht werden, die 70-73$ der Staubmenge beträgt, was etwa 95$ der theoretischen Ausbeute bedeutet, also des totalen, durch eine Analyse bestimmten Metallgehaltes des Staubes.

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Claims

P a t-e ntansprüche.

1. Verfahren zur Vorbehandlung bleihaltigen Flugstaubes vor dessen Reduktion in einem metallurgischen Ofen, dadurch gekennzeichnet, dass der Plugstaub bei einer verhältnismässig niedrigen Temperatur ohen wesentliche, gleichzeitige Reduktion geschmolzen wird, und dass die gebildete Schlacke bis zur Erstarrung abgekühlt wird, wobei bei einem oder mehreren Prozesstadien vor, während oder nach dem Schmelzen ein Zusatz von prozess- und/oder materialverbessernden Reagenzen erfolgen kann.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Flugstaub vor dem Schmelzen schlackenbildende Chemikalien wie Borax und/oder Soda zugesetzt wird.

3· Verfahren gemäss Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor, während oder nach dem Schmelzen ein die Schmelztemperaturen erhöhendes Material ,beispielsweise Kalk, zugesetzt wird.

4. Verfahren gemäss einem jeden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schmelzen dem flüssigen Material ein einsenhaltiges Reduktionsmittel in Gestalt von Kiesabbrand, Eisenoxyd, Glühspan oder Eisenspänen oder eine Mischung von zweien oder mehreren dieser Reagenzen zugesetzt wird.

5. Apparat zur Durchführung des Verfahrens gemäss einem

jeden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

an sich bekannte .

er eine/Abscheidevorrichtung (2) für Flugstaub (]) und einen Schwitzofen (3) mit einem Herd (7) und Heizorganen (9) sowie eine Auslauföffnung (IL) und einen Sammelbehälter (1^) enthält, wobei ein Förderer (4) vorhanden ist, der dazu eingerichtet ist den Flugstaub in einem gleichmassigen Strom von der Abscheidevorrichtung (2) dem Schwitzofen (3) zuzuführen, sowie Organe (15,13), die dazu eingerichtet sind in Abhängigkeit von der zugeführten Menge Flugstaubes (l) diesem oder dem Schwitzofen (3) oder der von dessen Auslauföffnung (11) ausfliessenden, geschmolzenen Masse oder gleichzeitig mehreren dieser Stellen dosiert'Zusatzreagenzen (5,12) zuzuführen.

6. Apparat gemäss Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (14) mit Warmhalteelementen (19) sowie Organen (17) zum Umrühren der flüssigen Schlacke (16) versehen ist.

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