FI69115C - Foerfarande foer behandling av vid foeraedling av metaller erhaollet roekgasstoft - Google Patents

Description

1 69115

Menetelmä metallien jalostuksessa saadun savukaasu-pölyn käsittelemiseksi

Keksintö koskee menetelmää metallien jalostukses-5 sa saadun, edullisesti kromia, nikkeliä ja molybdeeniä sisältävän savukaasupölyn käsittelemiseksi, jolloin me-tallioksidipitoinen savukaasupöly yhdessä hiilen ja/tai hiilivetyjen sekä kuonanmuodostajien kanssa puhalletaan kiinteällä pelkistimellä täytetyn reaktorin alaosaan ja 10 saatetaan kulkemaan plasmageneraattorin avulla aikaansaadun pelkistysvyöhykkeen läpi niin, että pölyn sisältävät vaikeasti haihtuvien metallien oksidit saatetaan nopeaan loppureaktioon ja sulatukseen.

Jalostettaessa metallisulatteita saadaan suuria 15 määriä metallioksidipölyä, joka mm erotetaan poistokaasuista, tavallisesti savukaasusuodattimen avulla. Pelkästään Pohjolassa saadaan tällaista metallioksidi-pölyä noin 50-60 000 tonnia vuodessa.

Tämä pöly on jo kauan muodostanut suuren ongel-20 man ympäristönsuojelun näkökannalta, koska pöly muunmuassa sisältää suuria määriä raskasmetalleja sekä myös myrkyllisiä kromiyhdisteitä. Pöly on tähän asti varastoitu jätteenä ja siirretty kuonakasoihin, koska teknisesti toteutettavissa olevia käsittelymenetelmiä ei ole 25 ollut.

Nyt on yllättäen käynyt ilmi, että tällaista pölyä voidaan käsitellä taloudellisesti hyväksyttävissä olosuhteissa. Siten keksinnön avulla voidaan ratkaista ajankohtainen ympäristöongelma ja samalla pölyn sisäl-30 tämiä metalleja, erityisesti kromia, nikkeliä ja molybdeeniä voidaan ottaa talteen tästä varsin hankalasta jätemäärästä.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että savukaasupöly, jonka alkuperäinen keskimääräi- 2 69115 nen hiukkaskoko on 2-6^,um, hiilen ja/tai hiilivetyjen sekä kuonanmuodostajien kanssa suoritetun perusteellisen sekoituksen jälkeen puhalletaan kantajakaasun avulla välittömästi reaktorin alaosaan sovitetun plasmageneraat-5 torin eteen, jolloin saadun metallisulatteen lämpötila pidetään jatkuvasti 1500°C:n ja 1650°C:n välillä energian tuonnin ja pelkistettävän savukaasupölyseoksen syötön säädetyllä tasapainottamisella.

Menetelmässä voidaan reaktorissa kehittynyttä 10 reaktiokaasua edullisesti ainakin osittain käyttää kanta-jakaasuna.

Keksinnön mukaisesti voidaan osaa reaktorissa kehitetystä reaktiokaasusta käyttää myös kuljetusväliai-neena lämpöenergialle ja siten käytettäessä plasmagene-15 raattoria käyttää plasmakaasuna.

Reaktorissa kehitetyn reaktiokaasun ylimäärä, joka pääasiallisesti sisältää hiilimonoksidia ja vetykaa-sua, voidaan sitten käyttää muihin tarkoituksiin, esimerkiksi sähköenergian saantiin.

20 Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan tapahtuu energian tuonti sähköenergian avulla, esimerkiksi tavanomaisten elektrodien avulla tai plasmapolttimien avulla.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viita-25 ten oheisessa piirroksessa esitettyyn suoritusesimerkkiin.

Piirroksessa merkitään kuilumainen reaktori l:llä. Yläpäästään reaktori on varustettu kaasutiiviillä syöttö-sululla 2 kiinteätä pelkistintä, esimerkiksi koksia varten .

30 Reaktorilämpötilaa säädetään yhden tai useamman plasmapolttimen 3 avulla. Käsiteltäväksi tarkoitettu pöly puhalletaan reaktorin 1 alaosaan välittömästi plasmapolttimen eteen syöttökaasun avulla johdon 4 kautta. Plasma-poltin on edelleen liitetty syöttöjohtoon 5 lämpöenergian 35 kuljetusväliainetta (plasmakaasua) varten.

3 69115 Tässä esitetyssä suoritusesimerkissä käytetään noin 20 % reaktorissa 1 kehitetystä pelkistyskaasusta syöttökaasuna tai plasmakaasuna. Tämä pelkistyskaasu poistuu reaktorista 1 poistojohdon 6 kautta ja sen läm-5 pötilaa voidaan tällöin sopivasti säätää kuljettamalla lämmönvaihtimen 7 läpi.

Edullisesti käytetään noin 20 % lämmönvaihtimen 7 läpi kulkeneesta pelkistyskaasusta uudelleen prosessissa, joka kaasu tällöin palautetaan kaasunpuhdistus-10 laitteen 8 ja sitä seuraavan puhaltimen ja mahdollisesti kompressorin 9 kautta syöttökaasuna ja plasmakaasuna. Jäljellejäävä lämmönvaihtimesta poistuva 80 % pelkistys-kaasusta, joka sisältää hiilimonoksidia ja vetykaasua, käytetään esimerkiksi sähköenergian saantiin.

15 Syöttökaasuputki 4 on järjestetty toimimaan yh dessä syöttölaitteen 10, esimerkiksi pneumaattisesti toimivan syöttölaitteen kanssa, joka on liitetty syöttö-kouruun 11, joka vuorostaan on yhteydessä kolmeen varas-toastiaan 12, 13 ja 14, jotka sisältävät käsittelyyn tar-20 koitettua pölyä, hiilijauhetta ja kuonanmuodostajaa.

Reaktorin 1 alaosassa saadaan siten äkillinen loppupelkistys ja sulattaminen, jolloin sula metalli valuu reaktorin pohjalle ja poistetaan laskukourun 15 kautta, kun taas kuona jatkuvasti tai jaksottain lasketaan 25 laskukourun 16 läpi.

Keksinnön mukaisesti voidaan lämpötilaa reaktorin pelkistysvyöhykkeessä helposti säätää plasmapoltti-men avulla. Reaktori ja koksipatja voidaan tällöin mitoittaa niin, että metallioksidi-pitoinen pöly otetaan 30 talteen kuuman koksipatjan 17 alaosassa, ja poistuva reaktorikaasu koostuu hiilimonoksidin ja vetykaasun seoksesta.

Keksinnön lähemmin selittämiseksi viitataan seu-raavaan esimerkkiin.

35 Esimerkki 1

Yksi tonni pölymäistä, metallioksidi-pitoista 4 69115 ainetta, nimittäin krominikkeli-pitoista pölyä, joka on erotettu savukaasusuotimen seiniltä valmistettaessa ruostumatonta terästä, jonka pölyn alkuperäinen keskimääräinen osaskoko oli 2-6yum ja jolla oli seuraava koostumus: 5 13 % Cr203 38 % Fe203 6 % Ni 1,2 % Mo03 loput kuonanmuodostajaa, kuten CaO, Si02 jne, puhallet-10 tiin jatkuvasti reaktorin pelkistysvyöhykkeeseen sekoittamisen jälkeen 320 kg:n kanssa hiilijauhetta ja 12 kg:n kanssa SiC>2 (kuonanmuodostaja) . Energian kulutus noin 1550°C:n lämpötilan ylläpitämiseksi pelkistysvyöhykkees-sä oli noin 2600 kWh, jolloin tämä lämpötila aikaansaa-15 tiin plasmapolttimen avulla.

Tällöin saatiin: 475 kg raakarautaa, jonka kromipitoisuus oli 21 % ja jossa oli 11 % Ni ja 2,3 % Mo? 3 620 Nm reaktiokaasua, jossa oli: 20 70 % Co, 20 % H2, sekä 10 % typen, hiilidioksidin ja veden seosta. Reaktiokaasun lämpöarvo oli noin 2700 kilokalo- 3 riaa/Nm .

Claims (1)

1. 5 69115 Patenttivaatimus : Menetelmä metallien jalostuksessa saadun, edullisesti kromia, nikkeliä ja molybdeeniä sisältävän savu-5 kaasupölyn käsittelemiseksi, jolloin metallioksidipitoinen savukaasupöly yhdessä hiilen ja/tai hiilivetyjen sekä kuonanmuodostajien kanssa puhalletaan kiinteällä pel-kistimellä täytetyn reaktorin alaosaan ja saatetaan kulkemaan plasmageneraattorin avulla aikaansaadun pelkistys-10 vyöhykkeen läpi niin, että pölyn sisältävät vaikeasti haihtuvien metallien oksidit saatetaan nopeaan loppureak-tioon ja sulatukseen, tunnettu siitä, että savukaasupöly, jonka alkuperäinen keskimääräinen hiukkaskoko on 2-6^um, hiilen ja/tai hiilivetyjen sekä kuonanmuodos-15 tajien kanssa suoritetun perusteellisen sekoituksen jälkeen puhalletaan kantajakaasun avulla välittömästi reaktorin alaosaan sovitetun plasmageneraattorin eteen, jolloin saadun metallisulatteen lämpötila pidetään jatkuvasti 1500°C:n ja 1650°C:n välillä energian tuonnin ja 20 pelkistettävän savukaasupölyseoksen syötön säädetyllä tasapainottamisella.