DE2902914C2 - - Google Patents

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DE2902914C2 DE19792902914 DE2902914A DE2902914C2 DE 2902914 C2 DE2902914 C2 DE 2902914C2 DE 19792902914 DE19792902914 DE 19792902914 DE 2902914 A DE2902914 A DE 2902914A DE 2902914 C2 DE2902914 C2 DE 2902914C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Alkalien aus Schlacken, die bei der Entschwefelung und/oder Entphosphorung von geschmolzenem Roheisen mit Alkalikarbonaten entstanden sind, unter Be­ handlung mit heißem Wasser und Zufuhr von Kohlendioxid.
Roheisen enthält im allgemeinen 3,7-4,8 Gew.-% C, 0,3- 1,0 Gew.-% Si, 0,2-0,8 Gew.-% Mn, 0,02-0,05 Gew.-% S und 0,10-0,18 Gew.-% P. Die Gegenwart von Schwefel führt zu einer Verringerung der Heißverarbei­ tungseigenschaften sowie der Schlagfestigkeit von Stahl, während die Gegenwart von Phosphor eine Ver­ schlechterung anderer Eigenschaften, wie z. B. der Zä­ higkeit, von Stahl mit sich bringt. Es ist daher wün­ schenswert, daß sowohl der Schwefel als auch der Phos­ phor aus dem Roheisen soweit wie möglich entfernt wer­ den, um einen hochwertigen Stahl herstellen zu können.
Die Entschwefelung von geschmolzenem Roheisen wurde bis­ her außerhalb des Schmelzofens unter Verwendung von Na­ triumkarbonat oder Calciumoxid durchgeführt. Die bei dieser Behandlung erzeugten Schlacken weisen jedoch noch große Mengen an Soda auf, wodurch eine sorgfältige Lage­ rung erforderlich ist. Andererseits wurde der Phosphor durch Beigabe von Calciumoxid in einem Konverter oder mittels der Doppelschlackenmethode entfernt. Die in ei­ nem basischen Sauerstoffverfahren erzeugten Abfall­ schlacke (im folgenden als Konverterschlacke bezeichnet) weist jedoch Phosphor auf, so daß sie einem Hochofen nicht zugeführt werden kann und ebenfalls einer sorgfäl­ tigen Lagerung bedarf.
In der JP-PS 1 61 054 ist ein Verfahren zur Wiedergewin­ nung von Natriumbikarbonat aus Abfallschlacken beschrie­ ben, die bei der Entschwefelung von geschmolzenem Rohei­ sen mit Natriumkarbonat angefallen sind. Dabei wird Sau­ erstoff zur Oxidation der Abfallschlacke eingeblasen, eine Extraktion mit heißem Wasser durchgeführt unter Zu­ fuhr von CO2-Gas und Sauerstoff, eine Anreicherung der Extraktionsflüssigkeit sowie eine fraktionierte Kristal­ lisation. Bei diesem Verfahren wird jedoch die Abfall­ schlacke klumpig beim Zerlegen während des Oxidationsschrittes, so daß ein großer Energieaufwand zum Bewegen und ferner viel elektrische Energie nötig ist, um eine ausreichende Menge an Sauerstoff zur engen Kontaktierung der Abfallschlacke mit Sauerstoff zuzuführen, wobei obendrein eine lange Reaktionszeit auftritt.
Nach der JP-OS 52-1 48 498 wird die Schlacke zunächst ausschließlich mit heißem Wasser behandelt, um eine Alkalicarbonathaltige Extraktionslösung zu erhalten, worauf die Schwefelkomponente in der Extraktionslösung durch Luft oxidiert wird, die Phosphorkomponente als CaPO4 bzw. die Si-Komponente als H2SiO3 abgetrennt und damit S, P und Si entfernt werden, wonach CO2 zugegeben wird, um die Alkali-Komponente als NaHCO3 auszufällen, gefolgt von einer Kalzinierung, um Na2CO3 zu bilden.
Nach der JP-OS 53-8 307 wird die Schlacke gleichfalls zu­ nächst nur mit heißem Wasser behandelt, um eine alkali­ haltige Extraktionslösung zu erhalten, worauf CaO zuge­ geben wird, um den Phosphor als CaPO4 zu binden, dann CO2 zugegeben wird, um Si-Gl als Kern für eine Abschei­ dung von CaPO4 zu bilden, worauf der Schwefel als H2S abgetrennt wird und die übrige Alkali-Komponente als NaHCO3 und Na2CO3.
Bei diesen Verfahren ist jedoch die Extraktionsrate an Alkalien niedrig, während gleichzeitig eine große Menge an heißem Wasser und CO2-Gas erforderlich ist; weiter ist nachteilig, daß die wiedergewonnenen Alkalien nicht direkt weiterverwendet werden können, da sie als Bikarbonate vorliegen und vor einer erneuten Verwendung erst kalziniert werden müssen.
Obendrein werden bei der Verwendung mit heißem Wasser auch Siliciumoxid und Schwefel extrahiert, so daß ein eigener Trenn- und Entfernungsschritt für sie erforderlich ist.
Es war demzufolge bisher schwierig Alkalimetalle in Form von Alkalikarbonaten aus Abfallschlacken industriell wiederzugewinnen.
Ein Verfahren zur Durchführung einer Entschwefelung mit gleichzeitiger Entphosphorung von geschmolzenem Roheisen ist z. B. in der JP-OS 52-1 27 420 beschrieben. Dieses Verfahren erfordert eine Menge an Natriumkarbonat, die 4- 5mal so groß ist wie im Falle der alleinigen Entschwefelung, so daß ein wirtschaftliches Problem beim großtechnischen Einsatz auftritt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Al­ kalien in Form von Alkalikarbonaten aus den Abfall­ schlacken möglichst vollständig und wirtschaftlich wie­ dergewonnen werden.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.
In den Unteransprüchen 2 bis 16 sind Ausbildungen des Verfahrens nach Anspruch 1 angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Silikate der Abfallschlacke kaum herausgelöst und auch die Extra­ hierung des Schwefels bleibt auf einem geringen Wert. Obendrein liegen die wiedergewonnenen Alkalien in Form von Alkalikarbonaten vor und nicht in Form von Bikarbo­ naten.
In der Zeichnung ist ein Flußdiagramm darge­ stellt, das die Wiedergewinnung von Natriumkarbonat aus Abfallschlacke nach dem Entschwefelungs- und Entphos­ phorungsschritt darstellt.
In der erfindungsgemäß gewonnenen Extraktionsflüssigkeit ist der Schwefel nur in geringen Mengen enthalten. Auch sind in ihr Silikate kaum enthalten, so daß die Extraktionsflüssigkeit, so wie sie ist, einer Kristallisation oder fraktionierten Kristallisation unterworfen werden kann, um die Alkalikarbonate und Alkaliphosphate wiederzugewinnen.
Es ist auch möglich der Extraktionsflüssigkeit, da sie einen pH-Wert von 9,0 bis 11,5 aufweist, Eisenionen zuzusetzen ohne den pH-Wert zu verändern, wodurch der in ihr enthaltene Schwefel und der Phosphor sich niederschlagen und als Eisensulfid bzw. Eisenphosphat abgetrennt werden können. Ein bevorzugtes Aus­ führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die obenerwähnten Trennschritte des Schwefels und des Phosphors aus der Extraktionsflüssigkeit auf, sowie eine Schnelltrocknung oder fraktionierte Kristallisation um die Alkalikarbonate wieder­ zugewinnen.
Erfindungsgemäß können sowohl als Alkalikarbonate Natrium­ karbonat oder Kaliumkarbonat verwendet werden, wobei dem Natriumkarbonat aus wirtschaftlichen Gründen der Vorzug ge­ geben wird.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Behandlung von Abfallschlacken, die durch gleichzeitige Entschwefelung und Ent­ phosphorung unter Verwendung von Natriumkarbonat erhalten worden sind. Wird die Entschwefelung gleichzeitig mit der Entphosphorung durchgeführt, so ist dies deshalb vorteilhaft, da sie aufgrund der Tatsache, daß Konverterschlacken wenig Phosphor enthalten, als Zuschläge zum Hochofen wiederverwendet werden können, daß weniger Bearbeitungsschritte erforderlich sind als im Falle ge­ trennter Entschwefelung und Entphosphorung und daß eine geringe Temperaturerniedrung des geschmolzenen Roheisens auftritt, was beim anschließenden Bearbeitungsprozeß von Bedeutung ist.
In der Zeichnung ist ein Flußdiagramm zur Wiedergewinnung von Natriumkarbonat aus Abfallschlacken dargestellt, wobei die Ent­ schwefelung gleichzeitig mit der Entphosphorung durchgeführt worden ist, wobei die Zeichnung nur ein bevorzugtes Ausführungs­ beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
Das aus dem Hochofen austretende geschmolzene Roheisen wird einem Entschwefelungs- und Entphosphorungsschritt unterworfen. Dazu wird Natriumkarbonat in einer Menge von üblicherweise 15 bis 45 kg pro Tonne geschmolzenem Roheisen zugegeben und eine Bewegung der Masse für 5 bis 10 Minuten durchgeführt, wobei sich der im Roh­ eisen enthaltene Schwefel in Natriumsulfid umsetzt und der im Roheisen enthaltene Phosphor in Natriumphosphat umsetzt. Danach wird das entschwefelte und entphosphorte Roheisen einem Konverter zugeführt, in dem es in herkömmlicher Weise weiterverarbeitet wird z. B. durch Zugabe von Calciumoxid, wonach es zum Gießen ver­ wendet wird.
Da Konverterschlacke wenig Phosphor enthält, kann sie dem Hoch­ ofen erneut zugeführt werden. Es ist auch möglich, anstelle von Alkalikarbonaten während der Entschwefelung und Entphosphorung Alkalibikarbonate zu verwenden, jedoch ist dies nachteilig, da diese in größeren Mengen als die ersteren eingesetzt werden müssen, da obendrein in großen Mengen Gas entsteht und eine erhebliche Temperaturerniedrigung auftritt.
Nach der Entschwefelung und der Entphosphorung werden die Schlacken einer Extraktions- und Waschstufe zugeführt und dort einem Extraktionsschritt mit heißem Wasser unterworfen, wobei gleich­ zeitig ein CO2-haltiges Gas eingeblasen wird.
Die Menge an heißem Wasser kann mehr als ungefähr 0,8 Tonnen pro Tonne Schlacke betragen. Wird heißes Wasser im Übermaß beige­ geben, so treten Schwierigkeiten mit der Anlage auf und auch die Nachbehandlungen werden kompliziert. Normalerweise werden deshalb 0,8 bis 5,5 Tonnen, vorzugsweise 1,5 bis 3,5 Tonnen, pro Tonne Schlacke verwendet.
Da kaltes Wasser ein geringeres Lösungsvermögen aufweist wird vorteilhafterweise heißes Wasser verwendet. Das Extrahieren und Auswaschen mit heißem Wasser erfolgt am wirksamsten bei Temperaturen zwischen 40° und 100°C und vorzugsweise zwischen 80° und 100°C. Das heiße Wasser kann auch aufgeheiztes Abwasser sein, das bei der Eisen- und Stahlherstellung anfällt.
Eine der erfindungswesentlichen Schritte besteht darin, während des Extrahierens und Waschens CO2-Gas zuzufügen und so einen pH-Wert der Extraktionsflüssigkeit von 9,0 bis 11,5 aufrecht­ zuerhalten. Wird CO2-Gas im Übermaß eingeblasen, so daß der pH-Wert geringer als 90 wird, so werden Bikarbonate gebildet, wodurch die Behandlung nach der Wiedergewinnung schwieriger wird. Wird dagegen zu wenig CO2-Gas zugeführt, so daß sich ein pH-Wert von mehr als 11,5 einstellt, so ist die Extraktionsrate an Alkalien gering, während Silikate extrahiert werden, so daß die Extraktion von Silikaten soweit wie möglich zu verhindern, wird ein pH-Wert von 9,5 bis 10,3 vorgezogen.
Wird die Schlacke also mit heißem Wasser unter gleichzeitigem Einblasen von CO2-Gas behandelt, wobei die Menge an zu geführtem CO2-Gas derart eingestellt wird, daß ein pH-Wert der Extraktions­ flüssigkeit von 9,0 bis 11,5 und vorzugsweise 9,5 bis 10,3 auf­ tritt, so wird nur ein ganz geringer Anteil an Schwefel aus der Schlacke extrahiert, während die Silikate in ihr verbleiben und die nicht gebundenen Alkalien als Karbonate extrahiert werden. Die austretende Extraktionsflüssigkeit weist Natriumkarbonat, Phosphate und eine geringe Menge Schwefel auf.
Ein Gas mit einem Kohlendioxid-Anteil von 5 Vol.-% (V/V) läßt sich ohne weiteres verwenden. So können z. B. heiße Abgase von Heiß­ windöfen, die mit den Hochöfen verbunden sind, als Gasquelle dienen, die sich auch besonders wirtschaftlich als Wärmequelle ausnutzen lassen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann z. B. ein 5 bis 30% CO2-Gas enthaltenes Gas in einer Menge von 2000 bis 20 000 Nm3 vorzugsweise 5000 bis 15 000 Nm3 pro Tonne Schlacke zugeführt werden. Die austretende Extraktionsflüssigkeit weist dann einen pH-Wert von 9,0 bis 11,5 auf, bei welchem Wert die unlöslichen Rückstände leicht ausgefällt werden können, während das Natrium­ karbonat noch nicht zu Natriumbikarbonat umgesetzt wird.
Obwohl der Extraktions- und Waschschritt nicht an eine be­ stimmte Anlage gebunden ist, wird doch eine Förderschnecke vorgezogen, mit einem drehbaren Zylinder, da sie eine gute Aus­ beute gewährleistet. Es können auch zwei oder mehrere Extraktions­ anlagen in Serie geschaltet werden um ein möglichst vollständiges Extrahieren und Waschen zu gewährleisten.
Die Schlacke ist nach dem Extrahieren und Auswaschen im Volumen stark reduziert und umweltfreundlich, so daß sie ohne Nachbe­ handlung abgelagert werden kann.
Die Extraktionsflüssigkeit weist hauptsächlich Natriumkarbonat auf und enthält daneben eine geringe Menge an Natriumsulfid sowie Natriumphosphat.
Als nächstes wird die Wiedergewinnung von Natriumkarbonat aus der Extraktionsflüssigkeit erläutert. Ist vorher nur eine Ent­ schwefelung durchgeführt worden, so enthält die Extraktions­ flüssigkeit eine geringe Schwefelmenge und kann direkt ver­ dampft und konzentriert werden um das Natriumkarbonat auszu­ fällen, wobei je nach Wunsch die Sulfide ausgewaschen und abge­ trennt werden; die Extraktionsflüssigkeit kann auch einer fraktionierten Kristallisation unterworfen werden um derge­ stalt das Natriumkarbonat abzutrennen.
Wurden jedoch vorher sowohl eine Entschwefelung als auch eine Entphosphorung durchgeführt, so werden der Extraktionsflüssigkeit, da diese Natriumphosphat aufweist, Stoffe wie z. B. Calcium­ oxid, Calciumhydroxid oder Calciumkarbonat zugeführt, wonach Calciumphosphat durch fraktionierte Kristallisation ausgefällt wird und danach das Natriumkarbonat wiedergewonnen wird.
Eine andere Möglichkeit der Wiedergewinnung des Natriumkarbonats besteht darin, der Extraktionsflüssigkeit Eisenionen zuzufügen um den Schwefel als Schwefelsulfid auszufällen und den Phosphor als Eisenphosphat, wonach das Natriumkarbonat zurückgewonnen wird.
Bei diesem Verfahren ist eine vorherige Oxidation erforderlich, so daß das Verfahren vereinfacht wird. Auch die fraktionierte Kristallisation des Natriumkarbonats wird erleichtert, da der vorhandene Schwefel und der Phosphor vor dieser fraktionierten Kristallisation abgetrennt werden.
Da der pH-Wert der Extraktionsflüssigkeit im Bereich vn 9,0-11,5 liegt, setzen sich bei Zugabe von Eisenionen die Niederschläge ohne weiteres ab, ohne den pH-Wert zu verändern, der jedoch nach Belieben eingestellt werden kann.
Die Eisenionen können z. B. in Form von Eisenchloriden, Eisen­ sulfaten und dgl. beigegeben werden. Da die Beigabe von Eisen­ chlorid eine Erhöhung des Chlorgehaltes des schließlich er­ haltenen Natriumkarbonates bedeutet und es relativ teuer ist, wird Eisensulfat bevorzugt. Wenn der erhöhte Sulfatgehalt in der Lösung durch die Verwendung des Eisensulfates die spätere Verwendung des wiedergewonnen Produktes beeinträchtigen sollte, kann das Sulfat als Natriumsulfat mittels fraktionierter Kristallisation abgetrennt werden.
Die die Eisenionen liefernden Stoffe können üblicherweise in einer Menge von 1 bis 100 kg pro Tonne Schlacke zugefügt werden.
Das durch die oben beschriebenen Schritte erhaltene Filtrat wird konzentriert und dann einer fraktionierten Kristallisation unterworfen. Die Konzentrierung des Filtrates wird vorteil­ hafterweise so lange durchgeführt, bis es teilweise ausfällt, wobei die Anlagen zur Konzentrierung nicht beschränkt sind. Wird z. B. ein Sprühwäscher zur Konzentrierung verwendet, so kann sogar eine teilweise kristallisierte Suspension konzentriert werden ohne Gefahr zu laufen, die Leitungen zu verstopfen.
Es können beliebige heiße Gase der Anreicherungsanlage zuge­ führt werden, vorausgesetzt, daß sie keinen Schwefel ent­ halten und bezüglich der Lösung inert sind. Abgase von Hoch­ öfen, Heißluftöfen, Konvertern oder Heißwindöfen weisen wenig Schwefel auf und können wirtschaftlich und einfach eingesetzt werden.
Anstelle der fraktionierten Kristallisation kann auch zur Wieder­ gewinnung des Natriumkarbonats ein Wirbelbett-Trommeltrockner verwendet werden.
Werden Schlacken, die bei der Entschwefelung und/oder Ent­ phosphorung von geschmolzenem Roheisen mit Alkalikarbonaten entstehen, für längere Zeit gelagert, so kann manchmal ein Teil des Schwefelgehaltes durch den Luftsauerstoff oxidieren und Thiosulfate und Sulfite bilden. Die Erfindung läßt sich ohne Schwierigkeiten auch auf derartige Schlacken anwenden.
So ist z. B. bei der Behandlung zur Alkaliextraktion dieser Ab­ fallschlacken und Schwefel in Form von Schwefelionen, Thio­ sulfat-Ionen und Sulfit-Ionen gelöst. Die Menge dieser Ionen beträgt jedoch nur einige Prozent bezüglich der Menge des vor­ handenen Alkalikarbonats, so daß festes Alkalikarbonat aus der Extraktionsflüssigkeit durch Anreicherung mittels Verdampfung oder durch fraktionierte Kristallisation erhalten werden kann. Schwefeleisen kann auch durch Zugabe von Eisenionen ausgefällt werden, wonach durch Anreicherung mittels Verdampfung oder fraktionierter Kristallisation die Alkalikarbonate wiederge­ wonnen werden.
Wie obenerwähnt resultiert die gleichzeitige Entschwefelung und Entphosphorung von geschmolzenem Roheisen in der Verein­ fachung der Verarbeitung und führt auch dazu, daß von der großen Menge an erforderlichen Natriumkarbonat für die gleich­ zeitige Entschwefelung und Entphosphorung derjenige Teil des Natriumkarbonats, der nicht reagiert hat, durch das erfindungs­ gemäße Verfahren wiedergewonnen wird und wiederverwendbar ist. Die Konverterschlacke enthält obendrein wenig Phosphor, so daß sie den Hochöfen erneut zugeführt werden kann. Das erfindungs­ gemäße Verfahren weist also nicht nur technische Vorteile, sondern auch wirtschaftliche Vorteile auf.
Der nach dem Extraktions- und Waschschritt übrig bleibende Schlackenschlamm kann ohne Schwierigkeit abgelagert werden, da er weder löslich Alkalien noch Schwefel oder Phosphor enthält. Da dieser Schlamm weiterhin nur in geringen Mengen anfällt, läßt er sich auch umweltfreundlich beseitigen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Eisensulfide und Eisen­ phosphate leicht durch Zugabe von Eisenionen zur Extraktions­ flüssigkeit ausgefällt werden können, ohne den pH-Wert zu ver­ ändern, so daß Alkalikarbonate mit hoher Reinheit erhalten werden.
Im folgenden werden zwei Beispiele von vollständigen Verfahrens­ schritten angegeben.
Beispiel 1
1,0 Tonne geschmolzenen Roheisens mit einem Gehalt von 400 g (0,04 Gewichtsprozent) an Schwefel und 1200 g (0,12 Gewichts­ prozent) an Phosphor wurde mit 30 kg Natriumkarbonat ent­ schwefelt und entphosphort, wobei 30 kg Schlacke erhalten wurde. In einem Schneckenförderer wurde eine Extraktion und ein Wasch­ vorgang durchgeführt, wobei die Schlacke mit 50 kg heißem Wasser von 90°C 30 Minuten lang behandelt wurde unter gleichzeitigem Einblasen von 300°C heißem Gas mit einem Gehalt an 15% CO2.
Der pH-Wert der bei dieser Behandlung austretenden Extraktions­ flüssigkeit betrug 10,1, wobei keine Silikate mit extrahiert wurden, während ungefähr 20 Gewichtsprozent des gesamten Schwefel­ gehaltes extrahiert wurden. Der Phosphor wurde andererseits in Form von Natriumphosphat in flüssiger Phase extrahiert.
Durch anschließende Zugabe von 6,5 kg Ferro-Sulfat zur Extraktionsflüssigkeit wurde der Schwefel und der Phosphor in Form von 160 g Eisensulfid und 4000 g Eisenphosphat ausgefällt.
Nach Filterung der Ausfällungen wurde das Filtrat auf ein Ge­ wicht von 40 kg in einem Sprühwäscher konzentriert, wobei ein 300°C heißes Abgas als Heißluftquelle verwendet wurde. Aus der derart konzentrierten Lösung konnte anschließend mittels fraktionierter Kristallisation 17 kg Natriumkarbonat erhalten werden.
Beispiel 2
Eine Tonne geschmolzenen Roheisens mit einem Gehalt von 300 g (0,03 Gewichtsprozent) Schwefel und 1100 (0,11 Gewichtsprozent) Phosphor wurde mit 25 kg Natriumkarbonat entschwefelt und ent­ phosphort.
Es wurden 27 kg an Schlacke mit einem Gehalt von 210 g Schwefel und 750 g Phosphor erhalten. In einem Schneckenförderer wurde ein Extraktions- und Waschschritt durchgeführt, wobei die Schlacke mit 45 kg heißen Wassers von ungefähr 80°C behandelt wurde unter gleichzeitigem Einblasen von einem 300°C heißen Gas mit einem Gehalt von 15% CO2. Von den 45 kg heißen Wassers wurden 15 kg in Form von Dampf zugeführt. Bei dieser Behandlung zeigte die austretende Extraktionsflüssigkeit einen pH-Wert von 10,2.
Der Schwefel wurde kaum extrahiert während Phosphor und Natrium sich zu Natriumphosphat und Natriumkarbonat umsetzten, die an­ schließend in die flüssige Phase überführt wurden.
Durch Zugabe von 3,7 kg Calciumhydroxid zur flüssigen Phase wurden die Phosphorionen als Calciumphosphat ausgefällt. Nach der Filterung wurde die wäßrige Lösung trockengedampft und 20 kg Natriumkarbonat mit einer 96%igen Reinheit erhalten.
Die Erfindung betrifft also die Behandlung von Schlacken, die während der Entschwefelung und/oder Entphosphorung von ge­ schmolzenem Roheisen mit Alkalikarbonaten entstehen, wonach die Alkalien durch Extraktion der Schlacken mit heißem Wasser wiedergewonnen werden unter gleichzeitiger Zugabe von Kohlendioxid-Gas, so daß eine Extraktionsflüssigkeit mit einem pH-Wert von 9,0 bis 11,5 entsteht aus der die Alkalikarbonate gewonnen werden. Die Extraktionsflüssigkeit weist wenig Schwefel und Silikate auf, so daß aus ihr die Alkalikarbonate ohne Schwierigkeiten und mit hoher Ausbeute erhalten werden.

Claims (16)

1. Verfahren zur Wiedergewinnung von Alkalien aus Schlacken, die bei der Entschwefelung und/oder Ent­ phosphorung von geschmolzenem Roheisen mit Alkali­ carbonaten entstanden sind, unter Behandlung mit heißem Wasser und Zufuhr von Kohlendioxid, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) die Schlacke einer Extraktionsbehandlung mit Wasser mit einer Temperatur von 40 bis 100°C un­ terzogen wird und gleichzeitig ein CO2-haltiges Gas in einer solchen Menge eingeblasen wird, da­ mit in der Extraktionsflüssigkeit ein pH-Wert von 9,0 bis 11,5 aufrechterhalten wird und
  • b) die Alkalikarbonate aus der Extraktionsflüs­ sigkeit wiedergewonnen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 0,8 bis 5,5 Tonnen heißen Wassers von 40° bis 100° pro Tonne Schlacke für die Extraktion verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 1,5 bis 3,5 Tonnen heißen Wassers von 80° bis 100°C pro Tonne Schlacke zur Extraktion verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß so viel Kohlendioxid-Gas zugeführt wird, daß die entstehende Extraktionsflüssigkeit einen pH-Wert von 9,5 bis 10,3 auf­ weist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxid-Gas in Form eines Gases zugeführt wird, das 5 Vol.-% CO2 oder mehr enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas eines mit einem Hochofen verbundenen Heißwindofens als CO2-haltiges Gas verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Gas mit einem Gehalt von 5 bis 30 Vol.-% CO2 in einer Menge von 2000 bis 20 000 Nm3 pro Tonne Schlacke zur Extraktion zugeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsflüssigkeit mit den Alkalikarbonaten durch Ver­ dampfung konzentriert wird um so Alkalikarbonate in fester Form zu erhalten.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsflüssigkeit mit den Alkalikarbonaten konzentriert wird und einer fraktionierten Kristallisation unterworfen wird um die Alkalikarbonate zu gewinnen.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalikarbonate durch Zugabe von Eisenionen zur Extraktions­ flüssigkeit wiedergewonnen werden, wobei Eisensulfide und/oder Eisenphosphate ausfällen, wonach die Ausfällungen durch Filtration entfernt werden und die Alkalikarbonate aus dem Filtrat gewonnen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenionen in Form von einem Sulfat zugegeben werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat durch Verdampfung konzentriert wird um die Alkali­ karbonate in fester Form zu gewinnen.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat konzentriert wird und einer fraktionierten Kristallisa­ tion unterworfen wird um so die Alkalikarbonate zu gewinnen.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8, 9, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration durch Zufuhr eines von einer Hammerschmiede stammenden heißen Abgases zu einem Sprühwäscher erfolgt, dem das Filtrat eingegeben wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalikarbonat Natriumkarbonat verwendet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wiedergewonnenen Alkalikarbonate bei der Entschwefelung und/oder Entphosphorung von geschmolzenem Roheisen wiederverwendet werden.
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