ES2769545T3 - Procedure for the treatment of slag from waste incineration - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el tratamiento de escoria de incineración de residuos, en el que la escoria de incineración de residuos triturada y tamizada se separa por un separador vibratorio decantador en fracciones de distinta densidad, y en el que se realiza la separación en una fracción pesada que comprende metales, en una fracción ligera que comprende minerales y en una fracción flotante que comprende materias sintéticas, madera, papel u hormigón gaseoso, y en el que la separación se realiza en un líquido, en concreto, en un baño de agua que vibra verticalmente, caracterizado por que la materia pesada separada se transporta directamente a un almacén de materia pesada y la materia flotante se transporta directamente a un almacén de materia flotante, y por que la materia ligera se hace pasar por un separador por inducción para la separación de materiales metálicos.Process for the treatment of waste incineration slag, in which the crushed and screened waste incineration slag is separated by a vibratory separator settling into fractions of different density, and in which the separation is carried out in a heavy fraction comprising metals, in a light fraction comprising minerals and in a floating fraction comprising synthetic materials, wood, paper or gaseous concrete, and in which the separation is carried out in a liquid, specifically, in a vertically vibrating water bath, characterized in that the separated heavy matter is transported directly to a heavy matter warehouse and the floating matter is transported directly to a floating matter warehouse, and because the light matter is passed through an induction separator for the separation of metallic materials .
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Procedimiento para el tratamiento de escoria de incineración de residuosProcedure for the treatment of slag from waste incineration
La invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de escoria de incineración de residuos.The invention relates to a process for the treatment of waste incineration slag.
En el tratamiento y en la recuperación de metales de escoria de incineración de residuos, la escoria que queda tras la incineración de residuos generalmente se tritura y se separa mediante mecanismos separadores. Los mecanismos separadores que se usan a escala industrial para este fin son por ejemplo la separación magnética, la separación por inducción, la separación de metales no ferrosos, los sistemas asistidos por sensores para la separación, la separación por aire o la clasificación manual.In the treatment and recovery of metals from waste incineration slag, the slag remaining after waste incineration is generally crushed and separated by separating mechanisms. Separation mechanisms used on an industrial scale for this purpose are for example magnetic separation, induction separation, non-ferrous metal separation, sensor-assisted systems for separation, air separation, or manual sorting.
Además, del estado de la técnica se conocen procedimientos en los que usando un separador vibratorio decantador, la escoria de incineración de residuos tamizada se separa en una fracción pesada y una fracción ligera, en concreto, el documento DE4123277C1, el documento EP0913172A1 así como el documento DE410048C.Furthermore, from the state of the art, processes are known in which using a vibrating decanter separator, the sieved waste incineration slag is separated into a heavy fraction and a light fraction, specifically, document DE4123277C1, document EP0913172A1 as well as DE410048C.
Sin embargo, con estas técnicas que se están usando en la actualidad no es posible recuperar de manera rentable todos los metales que se encuentran en la escoria. Asimismo, si no se retiran suficientes metales de la escoria, la escoria tratada no puede usarse como material de construcción a causa del contenido en metales residuales demasiado alto. Además, no es posible de una manera sencilla una separación en más de dos fracciones.However, with these techniques that are currently being used, it is not possible to cost-effectively recover all the metals found in the slag. Also, if sufficient metals are not removed from the slag, the treated slag cannot be used as a construction material because of the excessively high residual metal content. Furthermore, it is not possible in a simple way to separate more than two fractions.
Por lo tanto, resulta el objetivo de proporcionar un procedimiento para el tratamiento y la recuperación de metales de escoria de incineración de residuos, que por una parte sea capaz de tratar en un alto grado escoria de incineración de residuos, de tal forma que esta pueda usarse como material de construcción, y que por otra parte permita separar en un alto grado los metales residuales que se encuentran en la escoria, y que permita una separación en varias fracciones.Therefore, the objective is to provide a process for the treatment and recovery of waste incineration slag metals, which on the one hand is capable of treating waste incineration slag to a high degree, so that it can to be used as a construction material, and on the other hand to allow the residual metals found in the slag to be separated to a high degree, and to allow a separation into several fractions.
Este objetivo se consigue según la invención de tal forma que, en primer lugar, la escoria de incineración de residuos se tritura y se tamiza y, después, se separa mediante un separador vibratorio decantador en diferentes fracciones de distinta densidad. Se realiza la separación en una fracción pesada que comprende metales, una fracción ligera que comprende minerales y una fracción flotante que comprende materias sintéticas, madera, papel u hormigón gaseoso. La materia pesada separada se transporta directamente a un almacén de materia pesada y la materia flotante se transporta directamente a un almacén de materia flotante. La materia ligera se hace pasar por un separador por inducción para la separación de materiales metálicos.This object is achieved according to the invention in such a way that, firstly, the waste incineration slag is crushed and sieved, and then separated by a vibratory decanter separator into different fractions of different density. The separation is carried out in a heavy fraction that includes metals, a light fraction that includes minerals and a floating fraction that includes synthetic materials, wood, paper or gaseous concrete. The separated heavy matter is transported directly to a heavy matter warehouse and the floating matter is transported directly to a floating matter warehouse. The light matter is passed through an induction separator for the separation of metallic materials.
Según la invención, puede estar previsto emplear antes o después del separador vibratorio decantador mecanismos separadores adicionales, especialmente los mecanismos separadores para escoria conocidos, mencionados anteriormente. El uso del separador vibratorio decantador puede estar previsto especialmente en procedimientos de separación e instalaciones de separación existentes, en lugar de o adicionalmente a mecanismos separadores conocidos. También el orden de los mecanismos separadores empleados puede adaptarse a la respectiva tarea. La separación según la invención de componentes de escoria por un separador vibratorio decantador aprovecha la densidad específica generalmente más alta de metales frente a los componentes minerales de la escoria. El resultado del procedimiento es una fracción de metales enriquecida con metales mixtos, así como una fracción sin metales, y una fracción flotante que comprende materias sintéticas, madera, papel u hormigón gaseoso.According to the invention, provision may be made to employ before or after the decanter vibratory separator additional separator mechanisms, especially the known slag separator mechanisms mentioned above. The use of the vibratory decanter separator may be especially envisaged in existing separation procedures and separation facilities, instead of or in addition to known separation mechanisms. Also the order of the separating mechanisms used can be adapted to the respective task. The separation according to the invention of slag components by a vibrating decanter separator takes advantage of the generally higher specific density of metals against the mineral components of the slag. The result of the procedure is a fraction of metals enriched with mixed metals, as well as a fraction without metals, and a floating fraction that includes synthetic materials, wood, paper or gaseous concrete.
La separación se realiza en un baño de agua. De esta manera, se aprovecha la característica física de los cuerpos sólidos, según la que con una distinta densidad en agua corriente pulsante presentan un distinto comportamiento de sedimentación, especialmente distintas velocidades de sedimentación. El distinto comportamiento de sedimentación en un baño de agua se aprovecha para frenar la sedimentación de partículas más ligeras mediante la generación de una corriente ascendente en el baño de agua, mantenerlas flotando y poder retirarlas, mientras que las partículas más pesadas descienden contra la corriente ascendente y de esta manera se precipitan.The separation is carried out in a water bath. In this way, the physical characteristic of solid bodies is taken advantage of, according to which with a different density in pulsating running water they present a different sedimentation behavior, especially different sedimentation rates. The different sedimentation behavior in a water bath is used to slow down the sedimentation of lighter particles by generating an updraft in the water bath, keeping them floating and being able to remove them, while the heavier particles descend against the updraft and in this way they rush.
Mediante este principio de separación se pueden separar entre sí materiales con una diferencia de densidad a partir de aprox. 0,2 kg/dm3. Adicionalmente es posible una separación de materias flotantes en la superficie del baño de agua pulsante. Es posible una separación de materiales con un tamaño de granos de 1 mm y superior.By means of this separation principle, materials with a density difference of approx. 0.2 kg / dm3. Additionally, a separation of floating materials on the surface of the pulsating water bath is possible. Separation of materials with a grain size of 1 mm and above is possible.
Según la invención, usando un procedimiento de decantación de este tipo para el tratamiento de escoria de incineración de residuos procedente de instalaciones de incineración de residuos con contenidos recuperables de metales ferrosos y no ferrosos resulta una alta eficiencia, porque las diferencias de densidad entre los metales (a excepción del aluminio) y los demás residuos de incineración son muy pronunciadas.According to the invention, using such a settling procedure for the treatment of waste incineration slag from waste incineration facilities with recoverable contents of ferrous and non-ferrous metals results in high efficiency, because the density differences between metals (except for aluminum) and other incineration residues are very pronounced.
Además del procedimiento para el tratamiento de escoria de incineración de residuos, la invención se refiere al uso de un separador vibratorio decantador para la separación de residuos metálicos en el tratamiento de escoria de incineración de residuos. In addition to the process for the treatment of waste incineration slag, the invention relates to the use of a vibrating decanter separator for the separation of metal waste in the treatment of waste incineration slag.
Formas de realización ventajosas de la invención resultan de las reivindicaciones, la descripción y los dibujos.Advantageous embodiments of the invention result from the claims, the description and the drawings.
A continuación, la invención se describe en detalle con la ayuda de un ejemplo de realización. Muestran:The invention is described in detail below with the aid of an exemplary embodiment. They show:
la figura 1: un ejemplo de realización de un procedimiento según la invención para el tratamiento de escoria de incineración de residuos;FIG. 1: an exemplary embodiment of a method according to the invention for the treatment of waste incineration slag;
la figura 2: una representación esquemática de un separador vibratorio decantador para el uso en el procedimiento según la invención;Figure 2: a schematic representation of a decanter vibratory separator for use in the method according to the invention;
las figuras 3a a 3b: representaciones esquemáticas de un dispositivo según la invención para el tratamiento de escoria de incineración de residuos.Figures 3a to 3b: schematic representations of a device according to the invention for the treatment of waste incineration slag.
La figura 1 muestra los pasos esenciales de una forma de realización del procedimiento según la invención en forma de un diagrama de flujo. En primer lugar, se realizan un tamizado previo del material de escoria así como una trituración mediante quebrado, y a continuación, un tamizado en mojado.Figure 1 shows the essential steps of an embodiment of the method according to the invention in the form of a flow diagram. First, the slag material is pre-screened as well as a crushing by breaking, and then a wet screening.
Los pasos de separación representados en la figura 1, sin embargo, son opcionales y en el procedimiento según la invención se puede modificar su orden o se pueden omitir.The separation steps shown in FIG. 1, however, are optional and in the method according to the invention their order can be modified or omitted.
Después, el material se introduce en una tolva de carga. Un separador magnético separa los materiales magnetizables, antes de que el material se introduzca en la máquina vibratoria decantadora. En la presente forma de realización, esta dispone de varios tamices de deshidratación, véase la descripción de la figura 2.The material is then fed into a loading hopper. A magnetic separator separates the magnetizable materials, before the material enters the decanter vibrating machine. In the present embodiment, it has several dehydration sieves, see the description of figure 2.
Mientras el material pesado separado se transporta a un almacén de materia pesada y la materia flotante se transporta directamente a un almacén de materia flotante, la materia ligera debe hacerse pasar por un separador por inducción para la separación de materiales metálicos.While the separated heavy material is transported to a heavy material warehouse and the floating material is transported directly to a floating material warehouse, the light matter must be passed through an induction separator for the separation of metallic materials.
El agua que queda puede separarse en escoria basta y escoria fina y, opcionalmente, hacerse pasar por un separador helicoidal o un crisol separador, y los metales residuales filtrados igualmente se transportan a un almacén de materia pesada.The remaining water can be separated into coarse slag and fine slag and, optionally, passed through a helical separator or a separating crucible, and the filtered residual metals are also transported to a heavy matter warehouse.
Según el estado de la escoria de incineración de residuos empleada y el objetivo de tratamiento, los grupos mencionados pueden emplearse adicionalmente a la técnica de vibración y decantación.Depending on the state of the waste incineration slag used and the treatment objective, the mentioned groups can be used in addition to the vibration and decantation technique.
La figura 2 muestra un separador vibratorio decantador para el uso en el procedimiento según la invención. Una escoria de incineración de residuos se introduce con un tamiz en una cámara llena de agua, siendo sometida la cámara a presión pulsante, por lo que en la cámara se forma un nivel de agua pulsante. La escoria introducida se separa, conforme a su respectiva densidad, en componentes que flotan a distinta altura en la cámara en el baño de agua: los componentes más densos se derivan hacia abajo, los componentes menos densos se derivan hacia arriba. A través de un control se retira la materia pesada.Figure 2 shows a decanter vibratory separator for use in the process according to the invention. A waste incineration slag is introduced with a sieve into a chamber filled with water, the chamber being subjected to pulsating pressure, whereby a pulsating water level is formed in the chamber. The slag introduced is separated, according to their respective density, into components that float at different heights in the chamber in the water bath: the densest components are derived downwards, the least dense components are derived upwards. Through a control the heavy matter is removed.
Las figuras 3a a 3b muestran representaciones esquemáticas de un dispositivo según la invención para el tratamiento de escoria de incineración de residuos. La escoria se suministra por medio de una cargadora con ruedas, a través de una tolva de carga, a una cinta transportadora de carga y, a través de esta, se transporta hacia el extremo superior de la máquina de decantación (módulo 2) a aprox. 6,00 m de altura.Figures 3a to 3b show schematic representations of a device according to the invention for the treatment of waste incineration slag. The slag is supplied by means of a wheel loader, through a loading hopper, to a loading conveyor belt and, through this, is transported to the upper end of the settling machine (module 2) at approx. . 6.00 m high.
Las piezas de metal magnéticas más grandes, contenidas eventualmente en la escoria, son extraídos por un imán situado encima de la cinta, que está dispuesto después de la tolva de carga, encima de la cinta transportadora de carga, y son lanzadas lateralmente a un depósito colector para su reciclaje.The larger magnetic metal pieces, eventually contained in the slag, are removed by a magnet located above the belt, which is arranged after the loading hopper, above the load conveyor belt, and are thrown laterally into a tank collector for recycling.
La máquina decantadora está montada sobre una construcción portante de cuadro de acero de aprox. 2,50 m de altura (módulo) que alberga la técnica de control o las cajas de distribución correspondientes.The decanter machine is mounted on a steel frame supporting construction of approx. 2.50 m high (module) that houses the control technique or the corresponding distribution boxes.
La máquina decantadora misma presenta una altura de aprox. 3,50 m y se compone de una caja llena de agua en la que el agua se eleva verticalmente hacia arriba o hacia abajo de forma mecánica con aprox. 60 elevaciones por minuto, por lo que el relleno de agua se pone en movimiento vibratorio verticalmente. El movimiento de agua también puede realizarse de forma neumática.The decanter machine itself has a height of approx. 3.50 m and consists of a box filled with water in which the water rises vertically up or down mechanically with approx. 60 elevations per minute, so the water fill is vibrating vertically. The movement of water can also be done pneumatically.
En el tercio superior de la caja en el agua está dispuesto un recubrimiento de tamiz (perforación de 0,5 mm a 2 mm) montado fijamente que desciende de la carga de material hacia el extremo opuesto y al que la escoria es lanzada por la cinta transportadora de carga, siendo rociada al mismo tiempo con agua desde arriba durante la carga, lo que garantiza una compensación de agua continua dentro de la caja y fomenta la separación hidráulica de partículas adheridas unas a otras.A fixedly mounted sieve liner (perforation 0.5mm to 2mm) is disposed in the upper third of the box in the water and descends from the material load to the opposite end and the slag is thrown by the belt cargo conveyor, being sprayed at the same time with water from above during loading, which guarantees continuous water compensation inside the box and encourages the hydraulic separation of particles adhering to each other.
Por la fuerza del baño de agua vibratorio, por una parte, y por la fuerza de gravedad, por otra parte, las partículas que son más grandes que la perforación del tamiz se mueven sobre la chapa perforada hacia la abertura de salida en el extremo opuesto. Las partículas < 1 a 2 mm, en cambio, descienden por la succión originada durante el movimiento descendente del cuerpo de agua pulsante, pasando por la chapa perforada a cubetas colectoras con forma de embudo en el fondo en movimiento de la caja, desde donde se suministran de forma hidráulica al equipo de deshidratación (módulo 4).Due to the force of the vibrating water bath, on the one hand, and due to the force of gravity, on the other hand, the particles that are larger than the perforation of the sieve move on the perforated plate towards the exit opening at the opposite end. . The particles <1 to 2 mm, on the other hand, descend by the suction originated during the downward movement of the pulsating body of water, passing through the perforated sheet metal into funnel-shaped collecting basins at the moving bottom of the box, from where they are hydraulically supplied to the dehydration equipment (module 4).
La corriente de material > 1 a 2 mm que queda sobre la chapa perforada se separa por el movimiento pulsante del cuerpo de agua en partículas de mayor y menor densidad. Las partículas de menor densidad (fracción ligera = escoria) se enriquecen por la corriente ascendente del baño de agua en la superficie de la corriente de material que se mueve hacia adelante, mientras que las partículas de mayor densidad (fracción pesada = potencialmente metales ferrosos y no ferrosos) se concentran en el plano inferior de la corriente de material directamente encima de la chapa perforada.The material stream> 1 to 2 mm remaining on the perforated sheet is separated by the pulsating movement of the body of water into particles of higher and lower density. The lower density particles (light fraction = slag) are enriched by the updraft of the water bath at the surface of the forward moving material stream, while the higher density particles (heavy fraction = potentially ferrous metals and non-ferrous) are concentrated in the lower plane of the material stream directly above the perforated sheet.
La fracción pesada se retira al final de la caja de la máquina decantadora a través de un dispositivo de descarga controlado por flotador, la fracción ligera se retira a través de un dispositivo de descarga situado por encima. Las dos corrientes de material separadas de esta manera se suministran al equipo de deshidratación (módulo 4) situado a continuación.The heavy fraction is withdrawn at the end of the decanter machine box through a float controlled discharge device, the light fraction is withdrawn through a discharge device located above. The two material streams separated in this way are supplied to the dehydration equipment (module 4) below.
Mediante estos procesos condicionados físicamente y fomentados de una manera adecuada de forma hidráulicamecánica, se produce en funcionamiento continuo la separación deseada entre la fracción ligera y la fracción pesada.By means of these physically conditioned processes and promoted in a suitable way hydraulically-mechanically, the desired separation between the light fraction and the heavy fraction is produced in continuous operation.
El dispositivo de tratamiento de agua (módulo 4) está montado sobre una construcción portante de cuadro de acero de aprox. 2,00 m de altura (módulo 3). En el módulo 3 está montado el depósito colector para el agua procedente de la deshidratación, en el cual se introduce también la corriente de material < 0,5 mm a 2 mm procedente de la máquina decantadora.The water treatment device (module 4) is mounted on a steel frame supporting construction of approx. 2.00 m high (module 3). Mounted in module 3 is the collecting tank for the water from the dehydration, in which the material stream <0.5 mm to 2 mm from the decanter is also introduced.
En el módulo 4, mediante un hidrociclón se separa la escoria con un diámetro aprox. > 0,1 mm y se suministra a la fracción ligera. El agua excedente de este paso de tratamiento se evacúa a los depósitos de reserva hacia el circuito de agua.In module 4, the slag is separated by a hydrocyclone with a diameter of approx. > 0.1 mm and is supplied to the light fraction. The excess water from this treatment step is evacuated to the reservoir tanks towards the water circuit.
Los equipos de deshidratación están constituidos por tres canales de deshidratación que vibran con alta frecuencia. En uno de estos canales se carga la fracción ligera, y el agua separada de las partículas por la vibración de los canales sale al depósito colector dispuesto por debajo en el módulo 3.Dehydration equipment consists of three dehydration channels that vibrate with high frequency. In one of these channels the light fraction is charged, and the water separated from the particles by the vibration of the channels goes out to the collecting tank arranged below in module 3.
En el segundo canal de deshidratación se carga la fracción pesada y se deshidrata igualmente de la manera descrita anteriormente. Del equipo de deshidratación, las corrientes de material reducidas ahora a dos fracciones pasan deslizándose a dos cintas de descarga dispuestas a continuación, una de las cuales lanza la mezcla de metales ferrosos y no ferrosos a una concavidad colectora para su reciclaje subsiguiente, y la otra lanza la escoria en gran medida desmetalizada a la superficie del cuerpo de residuos. Desde allí, este material descargado se recoge por medio de cargadoras con ruedas y se incorpora al depósito.The heavy fraction is loaded into the second dehydration channel and is also dehydrated in the manner described above. From the dewatering equipment, the material streams now reduced to two fractions slide past two downstream discharge belts, one of which throws the mixture of ferrous and non-ferrous metals into a collecting concavity for subsequent recycling, and the other it throws the largely demetallized slag onto the surface of the waste body. From there, this unloaded material is collected by means of wheel loaders and incorporated into the tank.
Restos (por ejemplo, partículas de madera, fragmentos de materia sintética etc.) no incinerados, contenidos eventualmente todavía en la escoria cargada, igualmente permanecen en la superficie de la corriente de material en la máquina decantadora, se retiran lateralmente de forma separada de las demás fracciones y se suministran a un equipo de deshidratación propio que funciona según el mismo principio tal como se ha descrito anteriormente. La materia flotante evacuada se suministra a un tratamiento admisible (por ejemplo, incineración). Remains (for example, wood particles, fragments of synthetic material, etc.) not incinerated, possibly still contained in the loaded slag, also remain on the surface of the material stream in the decanter machine, are removed laterally separately from the other fractions and are supplied to their own dehydration equipment that works according to the same principle as described above. The evacuated floating matter is supplied to an allowable treatment (eg incineration).
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