ES2496666T3 - Tecnología de refinamiento de residuos metálicos que contienen cinc en un horno rotatorio - Google Patents
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Abstract
Método de refinamiento de residuos metálicos ricos en hierro y originados a partir de lingotes de hierro o de la fabricación de acero o del procesamiento de metales, tales como suspensiones o polvo proveniente de la fabricación de acero, es decir, la reducción del contenido de cinc y plomo usando combustibles fósiles en condiciones de transferencia de calor intensa con una eficiencia térmica general incrementada y un transporte de masa acelerado, donde los residuos metálicos de entrada inapropiados para la utilización inmediata en altos hornos o para la aglomeración producto del contenido de cinc, es decir, un contenido que excede de 0.015%, o la presencia de sustancias no polares se mezclan primero con agentes reductores, fundentes y agentes aglomerantes, donde el contenido de los residuos metálicos es al menos 40%; la granulación original se modifica de manera que el peso de las partículas con un diámetro que excede de 1 mm es al menos un 50% del total del peso de los residuos; el ambiente de reducción es creado mediante la adición de materiales con un alto contenido de carbono; la cantidad del agente de reducción, en kg de carbón en el agente de reducción por kg del residuo metálico, se calcula en base a la composición de los residuos libres de fundentes y agentes aglutinantes como sigue: C (kg por kg de residuo metálico) >= 0.0065 [(0.05% Pb + 0.15% Cd + 0.15% Zn + 0.16% MnO + 0.17% FeO + 0.23% Fe2O3) - %C] el proceso de tratamiento de residuos se lleva a cabo en un horno rotativo o una batería de hornos rotativos con alimentación de carga por lotes o continua; en general, se prefieren hornos continuos debido a su mayor eficiencia operativa; la alta temperatura necesaria para facilitar las reacciones/procesos endotérmicos de reducción y evaporación se alcanza usando un quemador de combustibles fósiles donde el tipo de combustible no es específico para el proceso y el proceso de quemado es apoyado por oxígeno, una mezcla de aire y oxígeno, o aire precalentado donde la cantidad de oxígeno es mayor que la de combustible mediante al menos un 2%; el horno rotativo se llena con una carga que ocupa no más del 50% del espacio interno del horno de manera que pueden crearse dos zonas naturalmente separadas, es decir, las zonas de oxidación y la de reducción/precalentamiento. la zona de reducción y de precalentamiento se encuentran en la parte del horno ocupada por la carga en fase condensada donde la carga se somete a calentamiento y reducción para dar lugar a un producto de salida con un contenido significativamente reducido de cinc, plomo, y cadmio y un contenido de hierro mayor; la zona de oxidación se encuentra por encima de la carga del horno donde los productos de combustión se acumulan y los productos de reducción tales como el monóxido de carbono y metales gaseosos (p.ej. cinc) se someten a un proceso de oxidación, dando lugar a un incremento de gases y polvo, donde la acción de oxidación se facilita mediante el suministro de oxígeno o aire precalentado hacia el espacio por encima de la carga del horno, y donde la cantidad de oxígeno/aire suministrada es tal que el contenido de CO2 en los productos de combustión al final del horno es al menos el doble de alto del de CO; en la disposición descrita anteriormente, se forma un frente de combustión en la interface de las zonas mencionadas donde los productos de reducción se oxidan por el oxígeno libre que se encuentra en la atmósfera del horno para producir CO2 y óxidos sólidos de cinc, plomo y cadmio; en la disposición anterior, los gases pueden fluir libremente por encima de la carga del horno, lo cual facilita la extracción de la fracción de polvo rica en cinc, plomo, y cadmio del espacio del horno. el proceso actual que incluye los siguientes pasos y/o efectos pueden ser descritos de la manera siguiente: - la transferencia intensa de masa y calor se facilita mediante la rotación del horno a una velocidad de al menos 0.1 r.p.m. a una temperatura por encima de los 400 °C; - la carga del horno se seca y precalienta primero; - el procesamiento de residuos comienza cuando se alcanzan las temperaturas de reducción y evaporación, respecto a los óxidos sólidos, la temperatura recomendada es de 900 a 1350 °C, para la reducción de óxidos en un estado pastoso o líquido, temperaturas mayores de 1150 °C; - el tiempo del proceso depende del contenido de cinc final requerido determinado regularmente por análisis químicos repetidos.
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