ES2206396T3 - Procedimiento para la eliminacion de cromo y/o niquel de escorias liquidas. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para eliminar cromo y/o níquel de escorias o mezclas de escorias líquidas, en el cual la escoria líquida se alimenta a un baño metálico, en particular un baño de Fe, y se reduce por introducción de carbono o portadores de carbono, realizándose la reducción en dos etapas y utilizándose, en la segunda etapa de reducción, un potencial de reducción aumentado en comparación con la primera etapa de reducción, caracterizado porque la introducción de carbono en el baño metálico se prosigue hasta que el contenido de la escoria en óxido de cromo y/o de níquel haya disminuido a un valor comprendido entre un 0, 8% en peso y un 0, 2% en peso y porque, al alcanzarse un intervalo del contenido en óxido de cromo predeterminado de la escoria, se adicionan unos agentes de reducción con un potencial de reducción más alto, tales como por ejemplo, Al, Ca, Si, Fe-Si o Ca-Si, con el fin de reducir el contenido en óxido de cromo y/o de Ni a un valor por debajo de un 0, 15% en peso, preferentemente por debajo de un 0, 8% en peso.

Description

Procedimiento para la eliminación de cromo y/o níquel de escorias líquidas.

La invención se refiere a un procedimiento para la eliminación de cromo y/o níquel de escorias o mezclas de escorias líquidas y polvos, en el cual la escoria líquida se alimenta a un baño metálico, en particular un baño de Fe, y se reduce por introducción de carbono o portadores de carbono.

Las escorias líquidas de fábricas de acero procedentes de la producción de acero inoxidable o de ferrocromo presentan, según su procedencia, y, en particular, según la composición de aditivos de chatarra utilizados en la producción de acero, en primer lugar contenidos en óxido de cromo relativamente altos. También se observan óxidos de manganeso en una cantidad relativamente alta. En escorias de acero determinados, se observan también contenidos relativamente altos en níquel y en vanadio. En caso de escorias de acero con contenidos en vanadio relativamente altos, el documento EP 770 149 ya ha propuesto recuperar el vanadio, tras un primer proceso de reducción utilizando portadores de carbono, en un convertidor reductor separado, conectado corriente abajo, utilizando agentes de reducción con un potencial de reducción más alto. A tal fin, en primer lugar se redujo todo el cromo y manganeso por un proceso carbotérmico, tratándose la escoria a tal fin sobre un baño metálico, en el cual se introducían portadores de carbono, tales como por ejemplo gas de metano, durante un periodo de tiempo prolongado. Debido a la duración de tratamiento propuesta, relativamente larga, una proporción considerable de la cantidad del carbono introducido se consumó para mantener las temperaturas necesarias.

La utilización de un reactor de reducción separado, que por lo general también debe calentarse por separado, para la separación de vanadio naturalmente sólo resulta rentable si el vanadio está presente en una cantidad relativamente alta, resultando la rentabilidad del valor del vanadio recuperado. Si el objetivo es, en primer lugar, la eliminación sustancial de cromo de escorias de acero, el modo de procedimiento conocido da lugar a tiempos de tratamiento relativamente largos y por consiguiente a pérdidas térmicas relativamente altas.

Ahora bien, el objetivo de la invención es mejorar un procedimiento del tipo mencionado al principio de tal forma que permita una eliminación de cromo segura, reduciendo al mismo tiempo el tiempo de tratamiento total incluso en caso de no poder conseguir bonificaciones económicas por recuperación de materia prima metálica cara. Para conseguir dicho objetivo, el procedimiento según la invención presenta las características previstas en la reivindicación 1. La introducción de carbono en el baño metálico se prosigue hasta que el contenido de la escoria en óxido de cromo y/o de níquel haya disminuido a un valor comprendido entre un 0,8% en peso y un 0,2% en peso y, al alcanzarse un intervalo del contenido en óxido de cromo predeterminado de la escoria, se adicionan agentes de reducción con un potencial de reducción más alto, tales como por ejemplo, Al, Ca, Si, Fe-Si o Ca-Si, con el fin de reducir el contenido en óxido de cromo y/o Ni a un valor por debajo de un 0,15% en peso, preferentemente por debajo de un 0,08% en peso. Por tanto, el procedimiento según la invención se lleva a cabo utilizando un solo convertidor, con lo cual, puesto que la reducción carbotérmica utilizando portadores de carbono, tales como por ejemplo hidrocarburos, ya se interrumpe cuando la escoria presenta todavía un contenido en óxido de cromo y/o níquel relativamente alto, por lo general inaceptable y por tanto escorias de este tipo no podrán utilizarse directamente como aditivos para la molienda de cemento, el tiempo de tratamiento hasta este punto ya se ha reducido sustancialmente. Además, el hecho de que, al alcanzarse un contenido en óxido de cromo y/o de níquel de este tipo, relativamente alto, predefinido, se adicionan al mismo convertidor agentes de reducción con un potencial de reducción más alto permite terminar el procedimiento dentro de un periodo de tiempo relativamente corto y reducir el contenido en óxido de cromo y/o de níquel de forma segura por debajo de los valores límite predeterminados. Naturalmente, una reducción de este tipo por etapas permite reducir también la cantidad de otros elementos acompañadores del acero inoxidable, tales como por ejemplo Mo o vanadio, a valores no críticos en la escoria.

En el marco del procedimiento según la invención, se procede ventajosamente de tal forma que el aditivo de Fe-Si se adiciona en cantidades comprendidas entre 3 y 15 kg/t de escoria, preferentemente entre 6 y 10 kg/t de escoria. Si la escoria contenía otras sustancias que pueden reducirse con agentes de reducción de este tipo, tales como por ejemplo óxido de vanadio, óxido de manganeso, óxido de níquel u óxido de molibdeno, naturalmente dichas sustancias serán reducidas igualmente en esta etapa del procedimiento y se quedarán en el baño.

La escoria reducida, formada como resultado de la reducción carbotérmica, reacciona con el agente de reducción, introducido a continuación, relativamente despacio, siendo posible mejorar sustancialmente la velocidad de reacción y en particular la cinética de reacción si, según un desarrollo ulterior preferido del procedimiento, se purga el baño, tras adicionar el agente de reducción con el potencial de reducción más alto, con un gas inerte. El efecto agitador del gas inerte, que puede ser por ejemplo argón o nitrógeno, acelera la reacción considerablemente, con lo cual con los tiempos de tratamiento extremamente cortos para conseguir los contenidos finales deseados en óxido de cromo se consiguen resultados lo suficientemente buenos.

En total, de manera particularmente ventajosa se procede de tal manera que la primera reducción carbotérmica se prosigue durante un periodo de tiempo comprendido entre 15 y 30 minutos y la segunda reducción durante un periodo de tiempo comprendido entre 3 y 10 minutos.

A continuación, la invención se ilustrará con mayor detalle haciendo referencia a una forma de realización ejemplificativa.

Forma de realización ejemplificativa

En un convertidor se introdujeron, por cada 10 t de arrabio, 3 t de una escoria en estado líquido que presentaba el análisis siguiente de referencia:

Escoria de acero
	% en peso
CaO	47,8
SiO_{2}	26,3
Al_{2}O_{3}	5,9
MgO	8,9
TiO_{2}	1,3
FeO	1,7
MnO	1,4
Cr_{2}O_{3}	6,7

A continuación, los contenidos en óxido metálico se redujeron a los valores siguientes por introducción simultánea de carbono y oxígeno:

Contenidos en óxido metálico tras la reducción carbotérmica
	% en peso
FeO	1,1
MnO	0,8
Cr_{2}O_{3}	0,3

A continuación, se realizaron la adición de 30 kg de ferrosilicio y la purga del baño con 55 Nm^{3} de nitrógeno durante un periodo de 5 minutos. El efecto reductor del silicio disuelto en el baño de hierro dio lugar a la composición final siguiente de escoria:

Escoria tras una reducción potente
	% en peso
CaO	41,6
SiO_{2}	35,1
Al_{2}O_{3}	12,8
MgO	7,5
TiO_{2}	1,1
FeO	0,8
MnO	0,4
Cr_{2}O_{3}	0,07

La reducción combinada de dos etapas se ha podido llevar a cabo en un solo convertidor, proporcionando, a partir de un contenido en óxido de cromo de un 6,7% en peso, al final de la reacción carbotérmica un contenido en óxido de cromo de un 0,3% en peso tras un tiempo de tratamiento de 20 minutos. En la reducción silicotérmica subsiguiente durante un periodo de tiempo de 5 minutos, ha sido posible reducir el contenido en óxido de cromo de un 0,3% en peso a un 0,07% en peso. Debido al tiempo de tratamiento relativamente corto, ha sido posible disminuir las pérdidas térmicas considerablemente y utilizar los portadores de carbono en mayor grado para la reducción.

Claims (4)

1. Procedimiento para eliminar cromo y/o níquel de escorias o mezclas de escorias líquidas, en el cual la escoria líquida se alimenta a un baño metálico, en particular un baño de Fe, y se reduce por introducción de carbono o portadores de carbono, realizándose la reducción en dos etapas y utilizándose, en la segunda etapa de reducción, un potencial de reducción aumentado en comparación con la primera etapa de reducción, caracterizado porque la introducción de carbono en el baño metálico se prosigue hasta que el contenido de la escoria en óxido de cromo y/o de níquel haya disminuido a un valor comprendido entre un 0,8% en peso y un 0,2% en peso y porque, al alcanzarse un intervalo del contenido en óxido de cromo predeterminado de la escoria, se adicionan unos agentes de reducción con un potencial de reducción más alto, tales como por ejemplo, Al, Ca, Si, Fe-Si o Ca-Si, con el fin de reducir el contenido en óxido de cromo y/o de Ni a un valor por debajo de un 0,15% en peso, preferentemente por debajo de un 0,8% en peso.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la adición de Fe-Si se lleva a cabo en cantidades comprendidas entre 3 y 15 kg/t de escoria, preferentemente entre 6 y 10 kg/t de escoria.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque tras la adición del agente de reducción con un potencial de reducción más alto se purga el baño con un gas inerte.

4. Procedimiento según las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque la primera reducción carbotérmica se prosigue durante un periodo de tiempo comprendido entre 15 y 30 minutos y la segunda reducción durante un periodo comprendido entre 3 y 10 minutos.