DE2537515B2

DE2537515B2 - Verfahren und vorrichtung zur abtrennung von eisen, zink und blei aus gichtstaub bzw. gichtschlamm

Info

Publication number: DE2537515B2
Application number: DE19752537515
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr.-Ing.-Chem. Zürich Kupfer (Schweiz)
Original assignee: Von Roll AG, Gerlafmgen (Schweiz)
Priority date: 1974-09-12
Filing date: 1975-08-22
Publication date: 1977-01-27
Also published as: DE2537515A1; CH601460A5

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Eisen. Zink und Blei aus Gichtstaub bzw. Gichtschlamm und zur Eliminierunp von Zink und Blei.

Gichtgas, insbesondere Hochofengichtgas, führt eine beträchtliche Menge Gichtslaub, d. h. grobe und feine Teile aus mitgerissenem Feinerz, Koksahrieb u. a. mit. Damit es als Heizgas in Öfen, Feuerungen und Maschinen weiterverwendet werden kann, muß es mit den üblichen Methoden der Entstaubung bzw. Gasreinigung, beispielsweise durch Wirbler, Wäst her, mechanisehe Filter oder Elektrofilter, gereinigt werden. Die Hauptmenge des durch die Gichtgaüreinigung gewonnenen Gichtstaubs bzw. Gichtschlnmms wird entweder nach vorheriger Sinterung erneut dem Hochofen zugeführt oder auf Halde gebracht.

Außer Eisen und Kohlenstoff sind im Gichtstaub bzw. Gichtschlamm an Schwermetallen Blei und Zink enthalten, die bisher mit dem übrigen Gichtstaub zusammenblieben, deren Entfernung jedoch aus verschiedenen Gründen erwünscht ist.

Es ist bekannt (DT-AS 12 60 498), bei der Gichtgasbehandlung zur Entfernung des Zinks das Gichtgaswaschwasser zu belüften und zu klären. Die Klär- und Belüftungseinrichtungen benötigen entsprechend ausgedehnte Einrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß es mit geringem Platzbedarf und mit verhältnismäßig einfachen Mitteln durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch mindestens drei, in wäßriger Phase durchgeführte Reaktionsschritte gelöst:

1. Aufoxidation des Eisens und Filtration der entstehenden ersten Trübe.

2. Aufschlämmen und Ansäuern eines ersten Filterrückstandes und anschließende Filtration der entstehenden /weiten Trübe, wobei ein /weiter Filterrückstand vor allem Eisenschlamm enthält.

und

3. Neutralisation des Filtrats der /weiten Trübe und anschließende Filtration der entstehenden dritten Trübe, wobei ein dritter Filterrückstand die ausgefällten Schwermetalle enthält.

Die Erfindung wird in der beiliegenden Zeichnung als Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Abtrennung von Eisen und Schwermetallen aus Gichtstaub bzw. Gichtschlamm schematisch in Form eines Flußdiagramms dargestellt und nachfolgend beschrieben.

Die in der Figur dargestellte Anlage besteht aus einer Anzahl von Reaktionsbehältern, von denen die Reaktionsbehälter 1, 2, 3, 4 dargestellt sind, welche alle zweckmäßig mit einem Rührwerk 5 ausgerüstet sind. An Meßgeräten weisen die Reaktionsbehälter 1 bis 4 je eine pH-Meßeinrichtung 6 für die Reaktionsführung in den einzelnen Reaktionsbehältern auf. Im Reaktionsbehälter 1 ist zusätzlich für die ReaKtionsführung eine Redox-Meßeinrichtung 7 vorgesehen.

Der Reaktionsbehälter weist weiter eine Zuleitung 8 für die Beschickung des Reaktionsbehälters 1 mit Gichtstaub bzw. Gichtschlamm, eine Zuleitung 9 für Wasser und eine Zuleitung 10 mit einer darin eingebauten Dosierpumpe 11 auf, durch welche aus einem Lagerbehälter 12 Wasserstoffperoxyd in geregelter Menge dem Reaktionsbehälter 1 zugeleitet wird. Der Reaktionsbehälter 1 ist ablaufseitig über eine Leitung 13 mit einer Filtereinrichtung 14. z. B. eine Filterpresse, verbunden. In der Leitung 13 ist eine Filterpumpe 15 eingebaut. Von der Filtereinrichtung 14 wird der Filterrückstand über eine Zuleitung 16 in den Reaktionsbehälter 2 geleitet, während das Filtrat über eine Leitung 17 abgeleitet wird.

Der Reaktionsbehälter 2 weist ein Rührwerk 5, eine Zuleitung 9 für Wasser, eine pH-Meßeinrichtung 6 und eine Zuleitung 18 mit einer darin eingebauten Dosierpumpe 11 auf, durch welche aus einem Lagerbehälter 19 konzentrierte Salzsäure in geregelter Menge in den Reaktionsbehälter 2 geleitet wird. Der Reaktionsbehälter 2 ist ablaufseitig über eine Leitung 20 mit einer Filtereinrichtung 21, z. B. eine Filterpresse, verbunden. In der Leitung 20 ist eine Filterpumpe 22 eingebaut. Aus der Filtereinrichtung 21 wird das Filtrat über eine

Zuleitung 23 in den Reaktionsbehälter 3 geleitel, während der Filterrückstand, welcher vor allem aus Eisenschlamm besteht, über eine Ableitung 24 entfernt wird.

Der Reaktionsbehälter 3 weist ein Rührwerk 5, eine pH-Meßeinrichtung 6 und eine Zuleitung 25 mit einer Dosierpumpe 11 auf, durch welche aus einer, aus Lagersilo, Lösungsanlage und Vorratsbehälter bestehenden Aufbereitungsanlage 26 Sodalesung in geregelter Menge dem Reaktionsbehälter 3 zugeleitet wird. Der Reaktionsbehälter 3 ist ablaufseitig über eine Leitung 27 mit einer Filtriereinrichtung 28, z. B. eine Filterpresse, verbunden. In der Leitung 27 ist eine Filterpumpe 29 angeordnet Aus der Filtereinrichtung 28 wird das Filtrat über eine Zuleitung 30 in den Reaktionsbehälter 4 geleitet, während der Filterrückstand, vor allem Bleischlamm, durch ehie Ableitung 31 entfernt wird.

Der Reaktionsbehälter 4 weist ein Rührwerk 5, eine pH-Meßeinrichtung 6 und eine Zuleitung mit einer Dosierpumpe 11 auf, durch welche aus einem aus Lagersilo für Kalkhydrat, Kalkmilchaufbereitungsanlage und Vorratsbehälter für Kalkmilch bestehenden Kalkmilchaufbereitungsanlage 33 Kalkmilch in geregelter Menge in den Reaktionsbehälter 4 geleitet wird. Der Reaktionsbehälter 4 ist ablaufseitig über eine Leitung 34 mit einer Filtereinrichtung 35 verbunden. In der Leitung 34 ist eine Filterpumpe 36 angeordnet. Ajs der Filtereinrichtung 35 wird das Filtrat, welches keine gelösten Schwermetalle mehr enthält, über eine Leitung 37 abgeleitet, während der Filterrückstand, der vor allem aus Zinkschlamm besieht, über die Ableitung 38 entfernt wird.

Die beiden Reaktionsbehälter 3, 4 weisen zusätzlich je eine Zuleitung 39, 40 mit einer darin angeordneten Dosierpumpe 41, 42 auf. Die Zuleitungen 39, 40 sind an einer Leitung 43 angeschlossen, durch welche aus einer Aufbereitungsanlage 44 Flockungshilfsmitteliösung in geregelten Mengen den Reaktionsbehältern 3, 4 zugeleitet wird.

Mit der beschriebenen Anlage wird der Gichtstaub bzw. Gichtschlamm schwach alkalisch angeliefert, worauf im Reaktionsbehälter 1 das im Gichtstaub bzw. Gichtschlamm enthaltene zweiwertige Eisen durch Zugabe von Wasserstoffperoxyd aufoxidiert wird. Das anfallende Eisen(lII)-Hydroxyd wird in dieser Form von Salzsäure nicht angegriffen. Nach der Filtration der aus dem Reaktionsbehälter 1 durch die Filterpumpe 15 gepumpten Trübe in der Filtereinrichiung 14 wird dei Filterrückstand in den Reaktionsbehälter 2 geleitet, während die wäßrige Phase entfernt wird. Die Feststoffe des Filterrückstandes aus der Filtereinrichtung 14 werden in Wasser aufgeschlämmt und auf pH 5 durch Zugabe von konzentrierter Salzsäure angesäuert. Hierbei gehen Zink und Blei in Lösung, während das Eisen weitgehend ungelöst bleibt Bei der nachfolgenden Filtration in der Filtereinrichtung 21 wird das Filtrat, in dem Zink und Blei in gelöster Form vorliegt, in den Reaktionsbehälter 3 geleitet, während der Filterrückstand aus zink- und bleifreiem Eisenschlamm besteht, welcher in den Hochofenprozeß zurückgegeben werden kann.

Im Reaktionsbehälter 3 wird durch Zugabe von Soda bis auf einen pH-Wert von 6-6,5 das Filtrat neutralisiert, wodurch das Blei ausgefällt wird, während Zink noch in Lösung bleibt. Bei der anschließenden Filtration in der Filtriereinrichtung 28 wird das Filtrat, das noch das gelöste Zink enthält, in den Reaktionsbehälter 4 geleitet, während der Filterrückstand, der vor allem aus Bleischlamm besteht, zur weiteren Verarbeitung abgeführt wird.

Im Reaktionsbehälter 4 wird das Filtrat durch Zugabe von Kalkmilch bis auf einen pH-Wert von 8,3 neutralisiert, wobei Zink ausfällt. Bei der nachfolgenden Filtration in der Filteranlage 35 enthält das Filtrat keine gelösten Schwermetalle mehr, während der Filterrückstand vor allem aus Zinkschlamm besteht, der zur weiteren Verarbeitung abgeführt werden kann.

Das beschriebene Verfahren kann sowohl als Chargenprozeß als auch als quasi kontinuierlicher Prozeß durchgeführt werden. Da der Gichtstaub bzw. Gichtschlamm dauernd anfällt, müßten bei der Durchführung des Verfahrens als Chargenprozeß für einen Reaktionsschritt mindestens zwei Reaktionsbehälter und eine entsprechende Anzahl Filtriereinrichtungen verwendet werden.

Blei und Zink werden in der beschriebenen Anlage getrennt als Hydroxydschlämme gewonnen und können somit auch getrennt der Weiterverarbeitung zugeführt werden. Da diese Trennung jedoch nicht sehr scharf ist, d. h. der Bleischlamm auch Zink und der Zinkschlamm auch Blei enthält, ist es auch möglich, auf eine getrennte Erzeugung dieser Schlämme zu verzichten, so daß nur eine Schwermetallfällung durchgeführt werden müßte und einer der beiden Reaktionsbehälter 3, 4 mit den dazugehörigen Einrichtungen entfallen könnte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

'f Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abtrennung von Eisen, Zink und Blei aus Gichtstaub bzw. Gichtschlamm und zur Eliminierung von Zink und Blei, gekennzeichnet durch mindestens drei, in wäßriger Phase durchgeführte Reaktionsschritte:

1. Aufoxidation des Eisens und Filtration der entstehenden ersten Trübe, '°

2. Aufschlämmen und Ansäuern eines ersten Filterrückstandes und anschließende Filtration der entstehenden zweiten Trübe, wobei ein zweiter Filterrücksiand vor allem Eisenschiamm enthält und

3. Neutralisation des Filtrats und anschließende Filtration der entstehenden dritten Trübe. wobei ein dritter Filterrückstand die ausgefällten Schwermetalle enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufoxidation mittels Wasserstoffperoxyd vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansäuern des ersten Filterrückstandes mittels konzentrierter Salzsäure. /. B. 50%ig. vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisation des Filtrats mittels Sodalösung und Kalkmilch vorgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisation des Filtrats in zwei Schritten vorgenommen wird, wobei bei einem niedrigeren pH-Wert, z.B. 6-6,5, Blei ausgefällt und durch Filtration abgetrennt wird und bei höherem pH-Wert, z. B. 8,3, Zink ausgefällt und durch Filtration abgetrennt wird.

6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Reaktionsschritt mindestens ein Reaktionsbehälter (1 bis 4) vorgesehen ist, der ablaufseitig mit mindestens einer Filtereinrichtung (14, 21, 28, 35) verbunden ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Reaktionsbehälter für den ersten Reaktionsschritt als Durchlaufbehälter ausgebildet ist. der ablaufseitig mit mindestens zwei Filtereinrichtungen umschaltbar verbunden ist.

8. Anlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine zentrale Steueranlage zur automatischen Führung und Koordination der Reaktionsschritte.