FI97242B - Menetelmä sinkin poistamiseksi teräsromusta - Google Patents
Menetelmä sinkin poistamiseksi teräsromusta Download PDFInfo
- Publication number
- FI97242B FI97242B FI914670A FI914670A FI97242B FI 97242 B FI97242 B FI 97242B FI 914670 A FI914670 A FI 914670A FI 914670 A FI914670 A FI 914670A FI 97242 B FI97242 B FI 97242B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- zinc
- scrap
- solution
- extraction solution
- last
- Prior art date
Links
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 161
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims abstract description 161
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 157
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 28
- 239000010959 steel Substances 0.000 title abstract description 28
- 238000007747 plating Methods 0.000 title 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 132
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 92
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 21
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 5
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229910001963 alkali metal nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 239000002761 deinking Substances 0.000 claims 2
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 claims 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 238000002386 leaching Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003518 caustics Substances 0.000 abstract 5
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 27
- 239000002585 base Substances 0.000 description 12
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 10
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003500 flue dust Substances 0.000 description 4
- 239000012458 free base Substances 0.000 description 4
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 3
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- 229910000497 Amalgam Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010349 cathodic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N iron zinc Chemical compound [Fe].[Zn] KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000010289 potassium nitrite Nutrition 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/20—Obtaining zinc otherwise than by distilling
- C22B19/24—Obtaining zinc otherwise than by distilling with leaching with alkaline solutions, e.g. ammonia
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/30—Obtaining zinc or zinc oxide from metallic residues or scraps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
97242
Menetelmä sinkin poistamiseksi teräsromusta.
Esillä olevan keksinnön kohteena ovat uudet ja hyödylliset parannukset laitteessa ja menetelmässä sinkki- ja sinkki-5 seospinnoitteiden poistamiseksi teräsromusta ja sinkin talteenottamiseksi. Tarkemmin sanoen keksinnössä siirretään galvanoitua romua vaiheittain useiden sarjaankytkettyjen uuttosäiliöiden läpi, siirretään hapetinta sisältävää emäksistä uuttoliuosta uuttosäiliöiden läpi romun liikkeeseen 10 nähden vastakkaiseen suuntaan, kuljetetaan loppuun käytetty uuttoliuos, kun hapetin on olennaisesti käytetty loppuun, elimiin sinkin poistamiseksi liuoksen uudelleen kierrättämiseksi ja sen jälkeen liuos palautetaan takaisin säiliöiden läpi, kun sinkki on poistettu.
1 5
Eräs suuri ongelma terästeollisuudessa on kasvava määrä happikonvertterin (BOF) ja valokaariuunin (EAF) pussilet-kusuodatin- ja märkäerotinpölyjä, jotka sisältävät kohonneita määriä raskasmetalleja, kuten sinkkiä, kadmiumia ja 20 lyijyä. Aikaisemmin, kun galvanoituja teräksiä valmistettiin pienempiä määriä, nämä pölyt voitiin kierrättää uudelleen normaalilla sintrauslaitosmasuuni-BOF-käsittelyllä. Johtuen kiihtyvästä suuntauksesta kohti galvanoidun valssatun latta-teräksen käyttöä autojen koreissa korroosiolta suojaamistar-25 koituksessa, autojen romutuslaitoksiin on kerääntynyt yhä kasvavia määriä galvanoitua romua. Suurten galvanoidun teräsromumäärien kierrätys suoraan BOF:n tai EAF:n kautta on epäedullista, koska sinkki höyrystyy sulatuskäsittelyn aikana ja lisää merkittävästi hormipölyn sinkkipitoisuutta. Suu-30 ren sinkkipitoisuuden omaavaa, eli runsaasti sinkkioksidia sisältävää hormipölyä ei voida syöttää kierrätettäväksi kuonana masuuniin, koska sinkki irtoaa kuonasta höyrystymällä sen jälkeen, kun se on pelkistynyt metalliseksi sinkiksi masuunissa. Sinkkihöyryt kondensoituvat uunin tulenkestäviin 35 osiin ja voivat tuhota tulenkestävän vuorauksen.
2 97242 Tästä syystä runsaasti sinkkipitoista hormipölyä BOF-uunista poistetaan jätteenä, koska käytettävissä olevat kierrätys-prosessit ovat epätaloudellisia. Tämä on huonoa voimavarojen käyttöä, koska rautaa ja sinkkiä menee hukkaan eikä tule 5 otetuksi talteen.
Pinnoitusmetalleja on tähän mennessä poistettu teräsromusta sekä pinnoitusmetallin talteenottamiseksi että siitä puhdistetun teräsromun kierrättämiseksi takaisin teräksenvalmis-10 tusuuniin. US-patentissa 3,905,882 on esitetty menetelmä galvanoidun teräsromun vastavirtaiseksi rikkihappouuttami-seksi ja metallisinkin talteenottamiseksi liuoksesta erillisessä elektrolyysikennossa. Galvanoitua romua sijoitetaan ensimmäiseen säiliöön, joka sisältää väkevöityä happoa. Sen 15 jälkeen, kun romun sinkistä on poistettu noin puolet, toiseen säiliöön sijoitetaan uutta romua. Nyt heikoksi muuttunut happo ensimmäisestä säiliöstä kierrätetään toiseen säiliöön ja elektrolyysikennosta palannutta väkevöityä happoa kierrätetään takaisin ensimmäiseen säiliöön. Vaikka hapot 20 ovat hyviä sinkkipinnoitteiden irrottajia, ei happoja yleensä voida hyväksyä siitä syystä, että ne syövyttävät voimakkaasti rautapohjaisia materiaaleja ja tällöin sinkinpois-tolaitoksen laitteisiin tarvitaan kustannuksiltaan kalliimpia polymeeripohjäisiä materiaaleja ja lisäksi hapot liuot-25 tavat rautaa romusta uuttoprosessin aikana ja tästä syystä tarvitaan kalliita puhdistuslaitteita hyvin puhtaan metal-lisinkkisivutuotteen aikaansaamiseksi.
Kanadalaisessa patentissa 1,193,996 on esitetty menetelmä, 30 jossa käytetään elektrolyysikennoa sekä sinkin poistamiseksi galvanoidusta teräsromusta että metallisinkin talteenottami-: seksi uuttoliuoksesta. Tässä menetelmässä käytetään elektro lyysikennoa joka sisältää elohopeaa ja alkalista liuosta. Romua kuljetetaan uuttoliuokseen anodikuljetinketjulla 35 elohopean toimiessa katodina sinkin kerrostamiseksi. Muodostunut elohopea-amalgaama kierrätetään takaisin toisen kennon kautta, jossa sinkki erotetaan toiselle katodille.
3 97242 US-patentissa 4,056,450 on esitetty säiliö tinan poistamiseksi teräsromusta ja tinan talteenottamiseksi. Säiliöön kuuluu pyöritettävä ja rei'itetty anodirumpu ja se sisältää 5 emäksistä uuttoliuosta. Paloiksi leikeltyä romua syötetään rumpuun kourun kautta, kieräosa siirtää romun rummun läpi ja tinasta puhdistettu romu poistuu rummun poistopäästä kuljet-timelle. Tina erotetaan elektrolyysin avulla uuttoliuoksesta katodeille, jotka riippuvat tankissa olevasta kokoomakiskos-10 ta. Julkaisussa esitetään uuttoliuokset, joiden pitoisuudet ovat 1 - 20 % NaOH tai 1 - 40 % KOH ja käyttölämpötila säilytetään 82°C:ssa.
Kummassakaan mainitussa patentissa esitettyä menetelmää ei 15 voida hyväksyä siitä syystä, että menetelmät ovat hyvin tehottomia. Sähkövirran käyttö pinnoitusmetallin irrottamiseksi anodisesti teräsromusta liuottamalla uuttoliuoksessa ja samanaikaisesti erottamalla elektrolyysin avulla liuennut metalli katodisella kerrostuksella uuttoliuoksesta uuttosäi-20 liössä aikaansaa sen, että uuttosäiliön läpi kulkevan virran hyväksikäyttö jää vähäiseksi. Pinnoitusmetallin anodinen liuotus teräsromusta vaatii päällystetyn teräspinnan (anodi) ja katodin välistä "näköiinjasuuntausta" hyvän sähköhyöty-suhteen saavuttamiseksi. Liuotus ei kenties ole tehokasta 25 suuritilavuuksisen romun käsittelyssä tai käsiteltäessä paaleiksi puristettua romua.
Johtuen sinkkipäällysteisten terästen lisääntyvästä käytöstä päällystämättömän teräsromun saatavuus tulee käymään entistä 30 vaikeammaksi ja sen hinta nousee. Sinkkipäällysteisen teräs-romun suurempien määrien käyttö BOF- ja EAF-uuneissa aikaan-: saa suurempia raskasmetallien pitoisuuksia pölyssä, joka kiinnittyy uunin kaasunpuhdistuslaitteisiin. Tästä syystä on edelleen tarvetta saada aikaan menetelmä sinkin poistamisek-35 si galvanoidusta teräsromusta, joka menetelmä on nopea ja suhteellisen halpa. Lisäksi on olemassa tarve saada aikaan menetelmä, joka on ympäristön kannalta turvallinen, ei 4 97242 aiheuta sivutuotejätettä, jota on kallis tai hankala käsitellä, ei ole käyttäjän kannalta hankala eikä syövytä käyttölaitteita .
5 Keksinnön kohteena on sinkin poistaminen teräsromusta käyttämällä hapetinta sisältävää emäksistä uuttoliuosta sarjaan-liitetyissä useissa uuttosäiliöissä. Galvanoitua teräsromua siirretään vaiheittain säiliöiden läpi ensimmäisestä viimeiseen ja samalla uuttoliuosta kuljetetaan säiliöiden läpi 10 viimeisestä ensimmäiseen. Sen jälkeen, kun hapetin on käytetty olennaisesti loppuun, käytetty liuos siirretään ensimmäisestä säiliöstä elimiin sinkin poistamiseksi liuoksen kierrättämiseksi uudelleen ja viimeisessä säiliössä oleva sinkistä puhdistettu romu on valmis käytettäväksi sulatusuu-15 nin syöttömateriaalina. Sen jälkeen, kun sinkki on poistettu ja hapetin lisätty, kierrätetty emäksinen liuos palautetaan viimeiseen säiliöön.
Keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on saada aikaan 20 taloudellinen menetelmä galvanoitujen pinnoitteiden poistamiseksi teräsromusta muodostamatta ympäristöä kuormittavaa sivutuotejätettä.
Lisäksi tarkoituksena on saada aikaan menetelmä aikaisempaa 25 paremman teräsromun valmistamiseksi, minkä ansiosta B0F:n tai EAF:n hormipölyn sinkki- ja lyijypitoisuus on mahdollisimman pieni.
Edelleen tarkoituksena on käyttää galvanoidun romun kaupal-30 lisesti saatavissa olevia muotoja panosmateriaalina BOF:ssä ja ottaa talteen rautaa muodostuneista hormipölyistä masuu-: nissa.
Lisäksi tarkoituksena on poistaa sinkkiä romun kaupallisesti 35 saatavissa olevista muodoista vähemmässä kuin yhdessä tunnissa .
5 97242
Edelleen tarkoituksena on muuntaa sivutuotesinkki kaupallisesti hyödynnettävään muotoon.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista patentti- · 5 vaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat. Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 10 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.
Edelleen keksinnön mukaisesti liuos siirretään hapettimen 10 tultua olennaisesti loppuun käytetyksi ensimmäisestä säiliöstä elimiin sinkin poistamiseksi liuoksen kierrättämiseksi uudelleen.
Lisäksi keksinnön mukaisesti poistoelin on elektrolyysikenno 15 metallisinkin katodiseksi jauhekerrostamiseksi.
Lisäksi keksinnön mukaisesti palautetaan kierrätetty emäksinen liuos sinkin poistamisen jälkeen viimeiseen uuttosäili-öön. Lisäksi keksinnön mukaisesti uuttoliuoksen emäspitoi-20 suutta ohjataan siten, että liuoksessa on vapaata emästä siirrettäessä liuos poistoelimiin.
Edelleen keksinnön mukaisesti uuttoliuoksen kokonaisemäspi-toisuus on ainakin noin 5 M.
25
Lisäksi keksinnön mukaisesti palautetaan kierrätetty uutto-liuos sinkin poistamisen jälkeen viimeiseen uuttosäiliöön, jolloin liuoksen vapaa emäspitoisuus on ainakin noin 3 M. 1 2 3 4 5 6
Keksinnön tarjoamiin etuihin kuuluu ympäristön kannalta tur 2 vallinen rajoitettujen luonnonvarojen uusiokäyttö, kaupalli- 3 : sesti uusiokäytettävien metallisinkkisivutuotteiden valmis 4 tus, mahdollisimman vähäisen sinkkipitoisuuden omaavan 5 teräsromun valmistus, joka romu sopii panosmateriaaleiksi 6 happi- ja valokaariuuneihin, sinkin pääsyn estyminen happi-uuni- ja masuunikäsittelyyn, uunin kaasunpuhdistuslaitteiden 6 97242 pölykuormituksen väheneminen sekä halvan vähähiilisen teräksen käyttö käsittelylaitteiden rakennusmateriaaleina.
Keksintöä selvitetään seuraavaksi yksityiskohtaisesti viit-5 taamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:
Kuvio 1 on kaaviokuva esittäen teräsromun kulun ja uut-toliuoksen kierron sinkinpoistolaitoksen läpi.
10 Kuvio 2 on kaaviomainen osittain leikattu sivukuva esittäen kuvion 1 mukaisia sinkinpoistosäiliöitä.
Kuvio 3 on kaaviomainen pintakuvanto esittäen elektro- lyysikennoa sinkin poistamiseksi uuttoliuoksesta.
15
Keksinnön kohteena on sinkinpoisto galvanoidusta teräsromus-ta useissa säiliöissä käyttämällä hapetinta sisältävää emäksistä uuttoliuosta, sivutuotesinkin talteenottaminen uuttoliuoksesta ja kierrätetyn liuoksen palauttaminen takai-20 sin uuttosäiliöihin sen jälkeen, kun sinkki on poistettu.
Romu kuljetetaan vaiheittain uuttosäiliöiden läpi ensimmäisestä viimeiseen samalla, kun uuttoliuos siirretään säiliöiden läpi viimeisestä ensimmäiseen, jolloin ensimmäisessä säiliössä olevan uuttoliuoksena sinkkipitoisuus on suurempi 25 kuin muissa säiliöissä olevan uuttoliuoksen. Sen jälkeen kun hapetin on käytetty olennaisesti loppuun ja tällä tavoin ensimmäisessä säiliössä olevan uuttoliuoksen sinkinpoistoky-ky on minimoitunut, ensimmäisessä säiliössä oleva liuos siirretään elimiin sinkin poistamiseksi liuoksen kierrättä-30 miseksi. Sen jälkeen kun sinkki on poistettu ja hapetin lisätty, kierrätetty liuos palautetaan viimeiseen säiliöön.
: Viimeisessä säiliössä olevaa sinkistä puhdistettua romua voidaan käyttää sulatusuunin panosmateriaalina. 1
Keksinnön mukaisesti sivutuotesinkki otetaan talteen uuttoliuoksesta ja kierrätetty liuos palautetaan takaisin uuttosäiliöihin. Taloudellinen teollinen käyttö vaatii sen, että 7 97242 sinkinpoisto galvanoidusta teräsromusta emäksen avulla tehdään siten, että uuttoliuosta voidaan käyttää uudelleen. Tästä syystä sinkki pitää poistaa liuoksesta edullisesti myytävänä sivutuotteena.
5
Keksintö selviää tarkemmin seuraavasta yksityiskohtaisesta piirustusten selityksestä. Kuviossa 1 viitenumero 10 esittää yleisesti ottaen erästä edullista suoritusmuotoa laitteesta sinkin poistamiseksi galvanoidusta teräsromusta vastavir-10 tauttamalla emäksistä uuttoliuosta ja järjestämällä mukaan elimet sinkin poistamiseksi uuttoliuoksen kierrättämiseksi. Sinkinpoistolaitteistoon 10 kuuluu puhdistussäiliö 12, sarjaanliitetyt uuttosäiliöt 14, 16, 18, huuhtelusäiliö 20 ja elimet 22 sinkin poistamiseksi uuttoliuoksesta, minkä 15 jälkeen liuos kierrätetään. Irrallisten kappaleiden tai puristettujen paalien muodossa oleva galvanoitu teräsromu upotetaan ensiksi säiliössä 14 olevaan emäksiseen uuttoli-uokseen. Peräkkäisessä järjestyksessä romu upotetaan säiliössä 16 ja sen jälkeen säiliössä 18 oleviin emäksisiin 20 uuttoliuoksiin. Kun kyseessä on galvanoitu teräsromu, joka on lisäksi päällystetty öljyllä, saippualla, maalilla ja vastaavalla ja joka saattaisi muuten ei-toivotulla tavalla saastuttaa uuttoliuoksen tai talteenotetun metallisen sivu-tuotesinkin, teräsromu voidaan aluksi puhdistaa säiliössä 12 25 orgaanisen pinnoitteen poistamiseksi. Sen jälkeen kun sink-kipinnoite on irrotettu romusta säiliöissä 14, 16, 18, sinkistä puhdistettu romu edullisesti huuhdellaan vesiliuoksella mahdollisesti jäljellä olevan uuttoliuoksen poistamiseksi säiliössä 20. Sen jälkeen sinkistä puhdistettua romua 30 voidaan vapaasti käyttää panosmateriaalina teräksen sulatusuunissa, jollaisia ovat esimerkiksi BOF tai EAF. Laitteistoon 10 kuuluu myös kuljetin laitteisto romun siirtämiseksi vaiheittain säiliöiden läpi, jolloin kyseeseen voivat tulla kuljettimet, korit, kauhat, koukut, magneetit ja vastaavat 35 ja lisäksi mukana on elimet uuttoliuoksen kierrättämiseksi uuttosäiliöiden läpi. Toisin kuin liukenemattomia polymeeri-materiaaleja vaativat happouuttojärjestelmät laitteisto 10 97242 θ voidaan rakentaa suhteellisen halvoista materiaaleista, kuten vähähiilisestä teräksestä. Romua siirretään edullisesti jatkuvasti säiliöiden läpi sarjalla kuljettimia 28 nuolen 30 osoittamaan romumateriaalin kulkusuuntaan. Uuttoliuos 5 kierrätetään uuttosäiliöiden 18, 16, 14 läpi teräsromun liikesuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan, eli se vasta-virtautetaan nuolten 32 osoittamalla tavalla. Väkevöityä emäksistä uuttoliuosta käytetään hyväksi lisäämällä se sarjan viimeiseen uuttosäiliöön. Kuviossa 1 esitetyssä 10 suoritusmuodossa sinkki poistetaan uuttoliuoksesta ja se kierrätetään elimien 22 avulla. Täydennysemästä voidaan toimittaa säiliöstä 36 ja uuttoliuoksen hapetinta voidaan toimittaa säiliöstä 37 kierrätetyn uuttoliuoksen muodostamiseksi uudelleen. Täydennysemäs ja -hapetin lisätään uuttoli-15 uokseen putken 38 kautta. Sen jälkeen uudelleen muodostettu liuos palautetaan säiliöön 18. Joissakin tilanteissa ei kenties ole edullista palauttaa välittömästi kierrätettyä liuosta poistoelimistä 22. Tässä tilanteessa voidaan käyttää toista säiliötä (ei esitetty) kierrätetyn liuoksen väliai-20 kaisena odotussäiliönä. Uuttoliuos siirretään säiliöiden 18, 16, 14 läpi, eli viimeisestä ensimmäiseen siten, että sitä kierrätetään edullisesti jatkuvasti pumpulla 34. Säiliön tuloaukko ja poistoaukko ovat edullisesti eri korkeuksilla, kuten kuvion 2 yhteydessä tarkemmin selvitetään. Uuttoliuok-25 sen kierrätystä poistoelimiin 22 voidaan säädellä venttiilillä 46.
Kuten yllä todettiin, romua kuljetetaan edullisesti jatkuvasti ja uuttoliuosta pumpataan jatkuvasti sinkinpoistosäi-30 liöiden läpi. On selvää, että sinkin poistaminen romusta voitaisiin suorittaa yhtä hyvin jaksoittaisella eräkäsitte-: lyllä. Romua voitaisiin esimerkiksi kannatella yhdessä tai useammassa korissa ja siirtää yhdessä sinkinpoistoaltaassa oleva romu kerrallaan ennalta määrätyn sinkinpoistoajän 35 kuluttua järjestyksessä seuraavaan sinkinpoistosäiliöön.
Samalla tavoin kussakin sinkinpoistosäiliössä oleva uuttoliuos voitaisiin siirtää kokonaisuudessaan järjestyksessä 9 97242 edeltävään sinkinpoistosäiliöön ennalta määrätyn ajan kuluttua.
Kuvio 2 esittää yksityiskohtaisemmin sarjaan liitetyt kuvion 5 1 mukaiset sinkinpoistosäiliöt. Galvanoitu teräsromu tulee ensimmäiseen säiliöön (säiliö 14) kuljettimella 28a. Sen jälkeen kun sinkki on osittain poistunut säiliön 14 läpi tapahtuneen kulun aikana, romu siirtyy säiliöön 16 kuljettimella 28b. Sen jälkeen kun romusta on sinkki irronnut lähes 10 kokonaan sen kulkiessa säiliön 16 läpi, romu siirtyy viimeiseen säiliöön (säiliö 18) kuljettimella 28c. Viimeisessä säiliössä tapahtuneen sinkinpoiston jälkeen "musta" romu poistetaan säiliöstä 18 kuljettimella 28b. Väkevöity uutto-liuos palautetaan säiliöön 18 putken 38 kautta poistoelimis-15 tä 22 pumpulla 34. Osittain köyhtynyt uuttoliuos virtaa säiliöstä 18 säiliöön 16 poistokanavan 40 kautta ja sen jälkeen säiliöön 14 poistokanavan 42 kautta. Sen jälkeen hapettimesta tyhjentynyt liuos siirtyy poistoelimiin 22 poistokanavan 44 kautta. Kussakin säiliössä on kääntö- tai 20 ohjauslevyn 58 tapainen elin sisääntulevan uuttoliuoksen ohjaamiseksi kohti kunkin säiliön pohjaa. Saattamalla tuleva uuttoliuos (nuolet 32) kulkemaan mutkittelevaa reittiä sin-kinpoistosäiliön läpi alempana olevasta tulokanavasta ylempänä olevaan poistokanavaan saadaan aikaan parempi sekoittu-25 minen ja uuttoliuoksessa olevan hapettimen suorittama tehokkaampi sinkinpoisto.
Voidaan todeta, että ainakin 90 % sinkkipinnoitteesta irtoaa romusta siihen mennessä, kun romu poistuu säiliöstä 18.
30 Edullisesti 95 % tai enemmänkin sinkkipinnoitteesta irtoaa. Alle 100 % sinkinpoisto on odotettavissa silloin, kun sinkin kiä poistetaan paalatusta romusta, koska uuttoneste ei mah dollisesti pääse käsiksi paalin joidenkin tiukkaan puristettujen kerrosten sisäpintoihin.
Kuvio 3 esittää kaaviomaisesti erästä edullista suoritusmuotoa poistoelimistä 22. Esitetty poistolaite 22 on elektro- 35 10 97242 lyysikenno 48 ja siinä on useita anodilevyjä 50 kiinnitettyinä vuoron perään yhdensuuntaisesti useiden katodilevyjen 52 kanssa. Anodit 50 on kytketty johtimeen 54 ja katodit 52 on kytketty johtimeen 56, joka on eristetty johtimesta 54.
5 Anodit 50 voivat olla rauta- tai ei-rautametallia tai rauta-perusmetallia, joka on päällystetty ei-rautametallilla.
Tähän tarkoitukseen sopivia metalleja ovat emäksiseen liuokseen liukenemattomat metallit, kuten nikkeli, ruostumaton teräs, koboltti, platina ja vastaavat. Katodit 52 voivat 10 myös olla rauta- tai ei-rautametallia tai rautaperusmetal- lia, joka on päällystetty ei-rautametallilla. Tähän pinnoitteeseen sopivia metalleja ovat lyijy, titaani, nikkeli ja vastaavat. Tasavirtaa syötetään anodeihin 50 virranlähteestä (ei esitetty) ja ohjataan liuenneen sinkin sisältävän liuok-15 sen läpi. Metallinen sinkki jauhe kerrostuu katodeille 52. Tietyin väliajoin katodit 52 poistetaan kennosta 48 ja kerrostunut sinkki poistetaan.
Seuraavaksi kuvataan laitteiston 10 toimintaa yksityiskoh-20 taisesti esimerkin muodossa. Kolmisäiliöisen jatkuvatoimisen sinkinpoistolaitteiston toiminnan simuloimiseksi tasapainoisesti suoritettiin laboratoriokoe käyttämällä kolmea 600 ml vetoista sinkinpoistosäiliötä ja 600 ml vetoista elektro-lyysikennoa. Elektrolyysikennossa oli lyijypäällysteinen 25 teräksinen katodilevy, joka oli sijoitettu tasavälisesti nikkelipäällysteisten teräslevyanodien parin väliin. Kokonaispitoisuudeltaan 5 M NaOH sisältävät sinkinpoistoliuokset sijoitettiin kuhunkin kolmeen säiliöön, joita käytettiin simuloimaan sinkinpoistosäiliöitä 14, 16, 18. Erilaisia 30 määriä NaN03 hapettimena ja ionisinkkiä lisättiin kuhunkin säiliöön muodostamaan sinkinpoistoliuokset, jotka sisälsivät ί noin 0,02 M NaN03 plus noin 35 g/1 sinkkiä, 0,04 M NaN03 plus noin 30 g/1 sinkkiä ja 0,08 M NaN03 plus noin 20 g/1 sinkkiä vastaavassa järjestyksessä säiliöissä 14, 16 ja 18. Elektro-35 lyysikennossa eli kennossa 48 oleva säiliö sisälsi sinkkipi-toisuuden noin 40 g/1 ja vähemmän kuin 0,01 M Na03. Kaikissa kolmessa säiliössä pidettiin liuosten lämpötilana noin 66°C.
97242 1 1
Kuhunkin kolmeen sinkinpoistosäiliöön sijoitettiin pieni määrä romua, jota simuloitiin käyttämällä pientä kelaa kuu-makastettua galvanoitua terästä. 15 minuutin kuluttua sin-kinpoisto lopetettiin poistamalla kelat. Kukin kela punnit-5 tiin sinkin painon vähenemisen määrittämiseksi kussakin kolmessa sinkinpoistosäiliössä. Sen jälkeen ensimmäisestä säiliöstä 14 otettu kela sijoitettiin toiseen säiliöön 16. Säiliöstä 16 otettu kela sijoitettiin sen jälkeen viimeiseen säiliöön 18. Tämän jälkeen säiliöön 14 sijoitettiin uusi 10 kela. Säiliöstä 18 otetusta kelasta oli sinkki irronnut kokonaan. Keloista poistettiin sinkkiä jälleen 15 minuuttia, ne punnittiin sinkkihäviön määrittämiseksi ja palautettiin sinkinpoistosäiliöihin yllä kuvatussa järjestyksessä. Tätä järjestystä jatkettiin, kunnes sinkkihäviö säiliöstä 14 15 otetusta kelasta laski alle 0,5 g, joka oli noin 10 % sinkin täydelliseksi poistumiseksi oletetusta kokonaispainohäviös-tä. Samanaikaisesti, kun sinkinpoistoa suoritettiin, sinkkiä galvanoitiin elektrolyysikennossa 48 siten, että sinkkipi-toisuus laski pitoisuudesta noin 40 g/1 - pitoisuuteen noin 20 20 g/1. Kun sinkin painohäviö säiliöstä 14 poistuvasta kelasta laski alle 0,5 g, liuos elektrolyysikennosta 48 siirrettiin odotussäiliöÖn ja liuos säiliöstä 14 siirrettiin elektrolyysikennoon 48. Liuos säiliöstä 16 siirrettiin säiliöön 14 ja liuos säiliöstä 18 siirrettiin säiliöön 16.
25 NaN03 (3,74 g) lisättiin odotussäiliössä olevaan liuokseen ja tämä liuos palautettiin säiliöön 18. Tällöin säiliössä 18 oleva liuos sisälsi noin 20 g/1 sinkkiä ja noin 0,08 M NaN03. Nämä liuenneen sinkin "käyttörajat" säilytettiin koko kokeen ajan. Kokonaisemäspitoisuus säilyi arvossa noin 5 M. 30
Mahdolliset yhtälöt sinkin poistamiseksi käyttämällä NaOH ja : NaN03 ovat seuraavat:
NaN03 + 7NaOH + 4Zn° + 6H20 = 4Na2Zn(OH)4 + NH3(g) (1) 35 2NaN03 + 8NaOH + 5Zn° + 6H20 = 5Na2Zn(OH)4 + N2(g) (2) 12 97242
Sinkkipinnoitteen määrä per kg natriumnitraattia riippuu reaktion stökiömetriästä. Yhtälössä (1) 1 kg natriumnitraattia poistaa 3,08 kg sinkkipinnoitetta ja yhtälössä (2) 1 kg natriumnitraattia poistaa 1,92 kg sinkkipinnoitetta.
5
Elektrolyysikenno 48 rakennettiin sijoittamalla anodilevy 50 noin 32 mm päähän katodilevyn 52 kummastakin pinnasta siten, että sinkki kerrostuisi katodilevyn 52 molempiin pintoihin. Voimanlähteenä käytettiin tasasuuntaajaa. Virta asetettiin 10 7.9 ampeeriin 1,27 tunnin ajaksi yllä kuvattujen toimintara jojen säilyttämiseksi. Metallista sinkkijauhetta kerrostui katodille 50. Tämä sinkkijauhesivutuote irtosi helposti katodista, se oli hienojakoista, erittäin puhdasta ja helposti puristettavissa tiheiksi pelleteiksi varastointia ja 15 kuljetusta varten. Kemiallisella analyysillä määriteltiin, että jauhe oli ainakin 99-prosenttisesti sinkkiä tai sink-kiyhdisteitä ja sisälsi 82 - 89 % metallisinkkiä. Galvanoin-tihyötysuhteet laskettiin myös ja ne vaihtelivat välillä 90-99 %. Galvanointihyötysuhteeseen vaikuttava primäärinen 20 muuttuja oli liuoksessa jäljellä olevan hapettimen määrä, kun köyhtynyt uuttoliuos siirrettiin säiliöstä 14 elektro-lyysikennoon 48. Hapetinpitoisuus vaihteli välillä 0,000 -0,8 M.
25 Yhtälöt liuenneen sinkin erottamiseksi elektrolyysin avulla käyttämällä NaOH ja NaN03 ovat seuraavat:
Katodinen reaktio:
Na2Zn(OH)4 + 2e" = Zn° + 2NaOH + 20H~.
30
Anodinen reaktio: : H20 = 2H+ + 1 / 202 + 2e“.
Kokonaisreaktio: 35 Na2Zn(OH)4 = Zn° + 2NaOH + 1/202(G) + H20.
13 97242
Kokeista voitiin määritellä, että emäksisissä liuoksissa pitää olla mukana hapetinta niiden soveltamiseksi teollisesti käytäntöön sinkin poistamiseksi galvanoidusta teräsromus-ta, erityisesti silloin, kun romu on puristettujen paalien 5 muodossa. Tyypillinen romupaali painaa noin 815 kg ja siinä on noin 70 % tyhjää tilaa. Käytettäessä NOH-emäsliuosta määriteltiin, että viimeisessä sinkinpoistosäiliössä 18 olevan uuttoliuoksen alkuhapetinpitoisuuden tulee olla ainakin noin 0,08 M käytettäessä NaNOj hapettimena. Tämä 10 hapettimen alkupitoisuus mahdollistaa hapettimen kierrätyksen ensimmäiseen sinkinpoistosäiliöön 14 sinkinpoiston saattamiseksi loppuun siihen mennessä, kun romu poistuu viimeisestä säiliöstä 18. Jonkin verran sinkinpoistoa täytyy tapahtua ensimmäisessä ja toisessa säiliössä, jotta viimei-15 sessä säiliössä välttämätön sinkinpoisto ei käy mahdottomaksi romulle kussakin säiliössä ennalta määrättyjen upotusai-karajoitusten puitteissa. Mikäli hapetin kuluu loppuun ennen uuttoliuoksen kierrätystä säiliön 14 sisäpuolelle, sinkinpoisto on riittämätön tai sitä ei tapahdu lainkaan romun 20 ollessa upotettuna säiliöön 14. Määriteltiin, että sinkki-pinnoitetta ei tarvitse poistaa enempää kuin noin 25 % ensimmäisessä sinkinpoistosäiliössä käytettäessä kolmen sinkinpoistosäiliön järjestelmää. Koska hapetinpitoisuus on olennaisesti suurempi toisessa sinkinpoistosäiliössä, voi-25 daan olettaa, että suurempi sinkinpoisto tapahtuu. Määritel- ψ ,, tiin, että ainakin 75 % sinkkipinnoitteesta tulisi irrota siihen mennessä, kun romu poistuu toisesta sinkinpoistosäi-liöstä. Kun alkuperäisestä sinkkipinnoitteesta on vain noin 25 % jäljellä romussa, kun se upotetaan viimeiseen säiliöön, 30 viimeisen säiliön sisäpuolelle kierrätetty väkevöity uutto-liuos poistaa helposti kaiken jäljellä olevan sinkkipinnoit-* teen ennen romun poistumista viimeisestä säiliöstä.
Yllä kuvatuissa esimerkeissä säiliöihin 14, 16 ja 18 sijoi-35 tettiin vastaavassa järjestyksessä liuoksia, joiden koko-nais-NaOH-pitoisuus oli noin 5 M ja 0,02 M NaNO^ plus noin 35 g/1 sinkkiä, 0,04 M NaNOj plus noin 30 g/1 sinkkiä ja 14 97242 0,08 M Na03 plus noin 20 g/1 sinkkiä. Jatkuvassa kolmen säiliön sinkinpoistokäytössä arvioidaan, että nämä ovat niiden uuttoliuosten likimääräisiä pitoisuuksia, jotka tulevat säiliöihin 14, 16, 18 vastaavasti säiliöistä 16, 18 5 ja elektrolyysikennosta 48. Siihen mennessä kun uuttosäiliö on kiertänyt sinkinpoistosäiliön läpi ja on siirtymässä sarjassa seuraavaan sinkinpoistosäiliöön, esim. säiliöstä 18 säiliöön 16 ja säiliöstä 16 säiliöön 14, voidaan todeta, että säiliöstä 14 poistuvan uuttoliuoksen pitoisuus on 10 vähemmän kuin noin 0,01 M NaN03 plus noin 40 g/1 sinkkiä, säiliöstä 16 poistuvan uuttoliuoksen pitoisuus olisi noin 0,02 M NaN03 plus noin 35/1 sinkkiä ja säiliöstä 18 poistuvan uuttoliuoksen pitoisuus olisi noin 0,04 M Na03 plus noin 30 g/1 sinkkiä. Säiliöstä 14 poistuva köyhtynyt uuttoliuos 15 siirretään elektrolyysikennoon 48. On selvää, että köyhtyneellä tai loppuun käytetyllä uuttoliuoksella tarkoitetaan sitä, että hapetinpitoisuus on sellainen, että liuos ei kykenisi poistamaan enempää kuin noin 10 % alkuperäisen sinkkipinnoitteen painosta romusta ensimmäisessä säiliössä, 20 eli pitoisuus olisi pienempi kuin noin 0,01 M NaN03.
Kuten yllä todettiin, määriteltiin myös, että galvanoitumis-tai kerrostumishyötysuhde oli uuttosäiliössä jäljellä olevan hapetinpitoisuuden funktio siirrettäessä liuos ensimmäisen 25 säiliön ulkopuolelta. Jonkin verran hapetinta tulisi olla mukana kierrätettäessä uuttoliuos säiliön 14 sisäpuolelle. Alkuvaiheessa säiliön sisäpuolella olevan hapettimen määrän pitää olla sellainen, että se tulee olennaisesti käytetyksi, eli vähemmän kuin noin 0,01 M NaN03 siihen mennessä, kun 30 uuttoliuos kierrätetään säiliön ulkopuolen kautta ja siirretään elektrolyysikennoon. Keksinnön mukaisesti määriteltiin uuttoliuoksessa mukana olevan hapetinpitoisuuden määrä siirrettäessä liuos elektrolyysikennoon ja tämän määrän tulisi olla korkeintaan noin 0,008 M, jotta kerrostumis-35 hyötysuhde elektrolyysikennossa on ainakin 90 % ja edullisesti hapetinpitoisuuden tulisi olla vähemmän kuin 0,005 M. Kerrostumis- tai pinnoitushyötysuhde on myös liuoksesta 15 97242 poistuneen sinkin määrän funktio ennen liuoksen palauttamista takaisin säiliöön 18. Pinnoitus tai kerrostuminen jatkuu edullisesti, kunnes liuoksessa on jäljellä korkeintaan noin 20 g/1 sinkkiä. Sinkkipitoisuuden vähentyminen edelleen 5 siirrettäessä liuos säiliöön 18 heikentää galvanoimishyöty-suhdetta. Vaikka sinkkipitoisuus voidaan laskea jopa niin pieneksi kuin 5-10 g/1, hyötysuhde saattaisi tällöin laskea alle 90 %.
10 Mukana olevan hapettimen määrän lisäksi on toinen sinkin- poiston hyötysuhteeseen vaikuttava näkökohta uuttoliuoksessa mukana olevan emäksen minimipitoisuus. Tiedetään, että ainakin 5 M kokonaispitoisuus emästä tarvitaan pitämään noin 50 g/1 sinkkiä liuoksessa. Vielä tärkeämpää oli kuitenkin se 15 määrittely, että ainakin noin 3 M "vapaata" NaOH tulisi olla mukana uuttoliuoksessa sinkinpoistoreaktion ylläpitämiseksi. Mikäli vapaata emästä ei ole lainkaan mukana ennen sinkin-poiston saattamista loppuun, sinkkipinta passivoituu ja sinkinpoistoreaktio pysähtyy. Vapaalla NaOH:11a tarkoitetaan 20 NaOH:ta, joka ei ole liittynyt sinkkiin tai muihin liuoksessa oleviin metalleihin. Edullisemmin viimeiseen säiliöön tulevan uuttoliuoksen vapaan emäksen pitoisuuden tulisi olla ainakin noin 3 M ja edullisimmin ainakin noin 5 M. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Keksintöön voidaan luonnollisesti tehdä erilaisia muutoksia 2 irtautumatta sen hengestä ja suojapiiristä. Esimerkiksi 3 galvanoitu teräsromu tarkoittaa myös esimerkiksi sinkkiä, 4 sinkkipohjäisiä seoksia, sinkki-rautaseoksia ja sinkkinikke- 5 liseoksia, jotka on päällystetty terässubstraatteihin kuuma- 6 kastamalla, galvanoimalla ja vastaavasti. Vaikka ainoa käy 7 tetty emäs oli NaOH ja ainoa käytetty hapetin oli NaN03 8 , voitaisiin KOH:n tapaista alkalimetallien hydroksidia käyt 9 tää emäksenä ja hapetin voitaisiin valita ryhmästä, joka 10 muodostuu alkalimetallinitraatista ja -nitriitistä, jolloin 11 kyseeseen tulisi esimerkiksi KN03, HNO3, NaN02 ja KN02. Emäksen ja hapettimen pitoisuudet voivat vaihdella riippuen sellaisista tekijöistä, kuten sinkkipinnoitteen tyyppi, 16 97242 sinkkipinnoitteen levittämiseksi käytetty päällystysmenetel-mä, sinkkipinnoitteen paksuus, uuttoliuoksen lämpötila, romun upotusaika uuttoliuokseen, sinkin poistomenetelmä ja vastaavat. Tästä syystä keksinnön rajat tulisi määritellä 5 oheisista patenttivaatimuksista.
*
Claims (10)
1. Menetelmä sinkin poistamiseksi teräsromusta, johon menetelmään kuuluu seuraavat vaiheet: 5 järjestetään useita säiliöitä (14-18), siirretään vaiheittain galvanoitua teräsromua säiliöiden läpi ensimmäisestä (14) viimeiseen (18), siirretään vaiheittain hapetinta sisältävää emäksistä uutto-liuosta säiliöiden läpi viimeisestä (18) ensimmäiseen (14), 10 siirretään ensimmäisessä säiliössä (14) oleva uuttoliuos elimiin (22) sinkin poistamiseksi mainitusta uuttoliuokses-ta, poistetaan sinkki mainitusta liuoksesta sinkinpoistoelimillä (22), minkä jälkeen uuttoliuos kierrätetään uudelleen, 15 palautetaan uuttoliuos sinkinpoistoelimistä (22) viimeiseen säiliöön (18), ja poistetaan romu viimeisestä säiliöstä (18), tunnettu siitä, että kierrätetyn liuoksen vapaa emäspitoisuus on ainakin noin 3 M kun se on palautettu 20 viimeiseen säiliöön (18), ja että viimeisessä säiliössä (18) alkuhapetinpitoisuus on ainakin n. 0,08 M, mikä mahdollistaa hapettimen kierrätyksen ensimmäiseen sinkinpoistosäiliöön (14), sinkinpoiston saattamiseksi loppuun siihen mennessä kun romu poistuu viimei-25 sestä säiliöstä (18).
1 7 97242
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu emäksinen liuos on alkalimetallista muodostettu hydroksidi. 30
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu . siitä, että mainittu hapetin on ryhmästä, jonka muodostaa alkalimetallinitraatti ja -nitriitti. 1
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisestä säiliöstä (14) sinkinpoistoelimiin 18 97242 (22) siirretyn liuoksen pitoisuus on vähemmän kuin noin 0,01 M mainittua hapetinta.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että mainitun liuoksen kokonaisemäspitoisuus on ainakin noin 5 M.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun palautetun liuoksen pitoisuus on kor- 10 keintaan noin 20 g/1 mainittua sinkkiä.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisestä säiliöstä (14) sinkinpoistoelimiin (22) siirretty liuos sisältää vapaata emästä. 1 5
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä sinkin poistamiseksi teräsromusta, tunnettu siitä, että mainittuina sinkinpoistoeliminä (22) toimii elektrolyysikenno, jolloin menetelmään kuuluu seuraavat vaiheet: 20 järjestetään ainakin kolme säiliötä (14-18), kuljetetaan vaiheittain galvanoitua teräsromua säiliöiden läpi ensimmäisestä (14) viimeiseen (18), kierrätetään vaiheittain hapetinta sisältävää emäksistä uuttoliuosta säiliöiden läpi viimeisestä (18) ensimmäiseen 25 (14), ·. siirretään ensimmäisessä säiliössä (14) oleva uuttoliuos elektrolyysikennoon (22) sinkin poistamiseksi mainitusta uuttoliuoksesta, jolloin elektrolyysikennoon (22) siirretty uuttoliuos sisältää vapaata emästä ja vähemmän kuin noin 30 0,01 M mainittua hapetinta, erotetaan elektrolyysin avulla mainittu sinkki uuttoliuok- , sesta, minkä jälkeen uuttoliuos kierrätetään, « palautetaan uuttoliuos elektrolyysikennosta (22) viimeiseen säiliöön (18), 35 jolloin mainitun palautetun liuoksen kokonaisemäspitoisuus on ainakin noin 5 M ja korkeintaan noin 20 g/1 sinkkiä ja poistetaan mainittu romu viimeisestä säiliöstä (18), jolloin 19 97242 romusta on poistunut sinkki ja se on valmis käytettäväksi sulatusuunin käyttömateriaalina.
9. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että korkeintaan noin 25 % romussa olevasta sinkki-pinnoitteesta poistetaan ensimmäisessä säiliössä (14) ja 50 % romussa olevasta sinkkipinnoitteesta poistetaan toisessa säiliössä (16).
10. Laitteisto sinkin poistamiseksi teräsromusta, tun nettu siitä, että siihen kuuluu: ainakin kolme säiliötä (14-16), jotka sisältävät uuttoliuos-ta, elektrolyysikenno (22) sinkin poistamiseksi uuttoliuok-sesta, minkä jälkeen uuttoliuos kierrätetään, 15 elimet galvanoidun teräsromun kuljettamiseksi vaiheittain säiliöiden (14-18) läpi ensimmäisestä (14) viimeiseen (18), elimet uuttoliuoksen kierrättämiseksi vaiheittain säiliöiden (14-18) läpi viimeisestä (18) ensimmäiseen (14), elimet uuttoliuoksen siirtämiseksi ensimmäisestä säiliöstä 20 (14) elektrolyysikennoon (22) ja elimet kierrätetyn uuttoliuoksen palauttamiseksi viimeiseen säiliöön (18) elektrolyysikennosta (22). 20 97242
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/593,435 US5106467A (en) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | Alkaline leaching of galvanized steel scrap |
| US59343590 | 1990-10-05 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI914670A0 FI914670A0 (fi) | 1991-10-04 |
| FI914670A7 FI914670A7 (fi) | 1992-04-06 |
| FI97242B true FI97242B (fi) | 1996-07-31 |
| FI97242C FI97242C (fi) | 1996-11-11 |
Family
ID=24374698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI914670A FI97242C (fi) | 1990-10-05 | 1991-10-04 | Menetelmä sinkin poistamiseksi teräsromusta |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5106467A (fi) |
| EP (1) | EP0479326B1 (fi) |
| JP (1) | JPH055133A (fi) |
| KR (1) | KR100219989B1 (fi) |
| AT (1) | ATE132541T1 (fi) |
| AU (1) | AU638870B2 (fi) |
| BR (1) | BR9104318A (fi) |
| CA (1) | CA2052849C (fi) |
| DE (1) | DE69116062T2 (fi) |
| ES (1) | ES2082082T3 (fi) |
| FI (1) | FI97242C (fi) |
| MX (1) | MX174553B (fi) |
| NZ (1) | NZ240131A (fi) |
| TW (1) | TW222681B (fi) |
| YU (1) | YU48061B (fi) |
| ZA (1) | ZA918003B (fi) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2027656C (en) * | 1990-10-15 | 1998-09-29 | Rodney L. Leroy | Galvanic dezincing of galvanized steel |
| CA2038537C (en) * | 1991-03-18 | 1998-08-18 | Rodney L. Leroy | Power assisted dezincing of galvanized steel |
| EP0771370B1 (en) * | 1994-07-19 | 2003-06-04 | Corus Staal BV | Process for electrochemically dissolving a metal such as zinc or tin |
| NL9500302A (nl) * | 1995-02-17 | 1996-10-01 | Hoogovens Staal Bv | Werkwijze voor verwijderen van althans een deklaag van met een deklaag beklede metalen schrootdelen. |
| JP2857600B2 (ja) * | 1995-05-11 | 1999-02-17 | 松下電器産業株式会社 | プロセッサ及びプログラム翻訳装置 |
| FR2737673B1 (fr) * | 1995-08-09 | 1997-10-31 | Europ De Dezingage Comp | Procede de valorisation des dechets, constitues de toles recouvertes sur au moins une face d'une couche de zinc |
| US5855765A (en) * | 1996-07-17 | 1999-01-05 | Metal Recovery Industries, Inc. | Process for dezincing galvanized steel using an electrically isolated conveyor |
| US5779878A (en) * | 1996-07-17 | 1998-07-14 | Metal Recovery Industries (Us) Inc. | Process for dezincing galvanized steel |
| US6258248B1 (en) | 1996-07-17 | 2001-07-10 | Metals Investment Trust Limited | Process for dezincing galvanized steel using an electrically isolated conveyor |
| FR2778925B1 (fr) * | 1998-05-25 | 2001-03-02 | Ecole Nale Sup Artes Metiers | Procede permettant d'accelerer la dissolution du zinc dans des suspensions basiques et dispositif de detection de la fin de dissolution |
| GB2368349A (en) * | 2000-10-27 | 2002-05-01 | Imperial College | Electrolytic extraction of metals; recycling |
| US7097747B1 (en) * | 2003-08-05 | 2006-08-29 | Herceg Joseph E | Continuous process electrorefiner |
| DE102004038650B4 (de) * | 2004-08-09 | 2006-10-26 | Coutelle, Rainer, Dr. | Verfahren zur Auflösung von Zink in Laugen |
| KR100719833B1 (ko) * | 2004-09-15 | 2007-05-18 | 조치영 | 건물용 산소공급시스템 |
| DE102008009352B4 (de) | 2008-02-14 | 2011-07-07 | DRT Deutsche Rohstofftechnik GmbH, 45478 | Zinkrecycling |
| DE102008009348B4 (de) | 2008-02-14 | 2011-09-22 | Drt Deutsche Rohstofftechnik Gmbh | Recycling- und Verzinkungsverfahren |
| DE102008056812B4 (de) | 2008-11-11 | 2013-03-14 | Drt Deutsche Rohstofftechnik Gmbh | Verfahren zur Aufarbeitung von sortiertem, metallbeschichtetem Stahlschrott |
| WO2011141036A1 (de) * | 2010-05-10 | 2011-11-17 | Progenf Ug (Haftungsbeschränkt) | Chemische vorbehandlung und vorwärmung von stahlschrott |
| DE102011011532B3 (de) * | 2011-02-17 | 2012-08-09 | ProASSORT GmbH | Verfahren zum Ablösen von Beschichtungen von Stahlschrotten |
| DE102015116933A1 (de) | 2015-06-25 | 2016-12-29 | Sms Group Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Metallstücken |
| FR3048703B1 (fr) * | 2016-03-09 | 2020-07-24 | Sarl Ind Et Techniques | Procede et systeme de traitement anticorrosion et programme d'ordinateur correspondant |
| CN111733333B (zh) * | 2020-01-15 | 2022-05-03 | 欧冶链金再生资源有限公司 | 一种镀锌废钢脱锌方法 |
| CN114107679B (zh) * | 2021-12-06 | 2024-03-19 | 昆明同越科技开发有限公司 | 防止镀锌钢板回收钢板生锈的方法 |
| KR102623075B1 (ko) * | 2022-11-18 | 2024-01-11 | (주)에코프로머티리얼즈 | 양극 소성용 사용 후 도가니의 유가금속 회수 시스템 |
| CN117512597B (zh) * | 2023-11-30 | 2026-01-06 | 广州超邦化工有限公司 | 一种航空航天钢铁件不合格镀锌层的退镀液和退镀方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US700563A (en) * | 1900-07-10 | 1902-05-20 | Samuel S Sadtler | Process of extracting metals from ores and scrap containing same. |
| US983931A (en) * | 1909-07-03 | 1911-02-14 | Maugham & Lee | Detinning and degalvanizing scrap. |
| US1929927A (en) * | 1930-01-08 | 1933-10-10 | Western Electric Co | Method of and system for leaching material |
| DE684580C (de) * | 1937-06-30 | 1939-12-01 | Huettenwerke Kayser Akt Ges | Verfahren zum Trennen von Kupfer und anderen Buntmetallen und ihren Legierungen von Eisen oder Stahl aus plattierten Abfaellen |
| US2241585A (en) * | 1938-12-07 | 1941-05-13 | Mack Mfg Corp | Process for removing metallic coatings from metallic parts |
| LU41242A1 (fi) * | 1962-02-12 | 1963-08-12 | ||
| US4164542A (en) * | 1973-05-08 | 1979-08-14 | Pincus Deren | Detinning process |
| US3905882A (en) * | 1974-09-25 | 1975-09-16 | Harold G Hudson | Electrolytic zinc salvaging method |
| US4056450A (en) * | 1975-06-30 | 1977-11-01 | M & T Chemicals Inc. | Continuous detinning system |
| ZA771005B (en) * | 1976-03-04 | 1977-12-28 | British Steel Corp | Removal of coatings from ferrous objects |
| FR2397472A2 (fr) * | 1977-07-13 | 1979-02-09 | Seprez | Perfectionnements aux procedes de traitement des residus des bains de galvanisation pour la recuperation du zinc |
| AT371150B (de) * | 1981-08-20 | 1983-06-10 | Voest Alpine Ag | Verfahren zum abbeizen des zinkes von verzinkten gegenstaenden und zum rueckgewinnen des abgebeizten zinkes und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| CA1193996A (fr) * | 1982-04-19 | 1985-09-24 | Joseph A. Hissel | Procede et appareil pour la recuperation du zinc de dechets zinciferes industriels |
| BE892897A (fr) * | 1982-04-19 | 1982-10-19 | Ct D Etude Et De Documentation | Procede et appareil de recuperation des composants d'objets en acier galvanise. |
| NL191184C (nl) * | 1982-09-30 | 1995-03-01 | Nl Onttinningsfab | Werkwijze voor het onttinnen van afval van gelakt en vertind blik. |
-
1990
- 1990-10-05 US US07/593,435 patent/US5106467A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-10-04 MX MX9101452A patent/MX174553B/es not_active IP Right Cessation
- 1991-10-04 JP JP25806291A patent/JPH055133A/ja active Pending
- 1991-10-04 FI FI914670A patent/FI97242C/fi active IP Right Grant
- 1991-10-04 CA CA 2052849 patent/CA2052849C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-04 YU YU162691A patent/YU48061B/sh unknown
- 1991-10-05 TW TW80107854A patent/TW222681B/zh active
- 1991-10-05 KR KR1019910017481A patent/KR100219989B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-07 NZ NZ24013191A patent/NZ240131A/xx unknown
- 1991-10-07 BR BR9104318A patent/BR9104318A/pt not_active IP Right Cessation
- 1991-10-07 EP EP91117047A patent/EP0479326B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-07 AT AT91117047T patent/ATE132541T1/de not_active IP Right Cessation
- 1991-10-07 ZA ZA918003A patent/ZA918003B/xx unknown
- 1991-10-07 DE DE69116062T patent/DE69116062T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-07 ES ES91117047T patent/ES2082082T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-08 AU AU85673/91A patent/AU638870B2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2082082T3 (es) | 1996-03-16 |
| NZ240131A (en) | 1993-05-26 |
| YU162691A (sh) | 1994-04-05 |
| TW222681B (fi) | 1994-04-21 |
| JPH055133A (ja) | 1993-01-14 |
| FI914670A7 (fi) | 1992-04-06 |
| MX174553B (es) | 1994-05-25 |
| CA2052849C (en) | 1999-04-20 |
| DE69116062T2 (de) | 1996-05-15 |
| EP0479326A1 (en) | 1992-04-08 |
| ZA918003B (en) | 1992-06-24 |
| BR9104318A (pt) | 1992-05-26 |
| ATE132541T1 (de) | 1996-01-15 |
| US5106467A (en) | 1992-04-21 |
| DE69116062D1 (de) | 1996-02-15 |
| FI97242C (fi) | 1996-11-11 |
| YU48061B (sh) | 1996-10-18 |
| FI914670A0 (fi) | 1991-10-04 |
| KR920008220A (ko) | 1992-05-27 |
| AU8567391A (en) | 1992-04-09 |
| CA2052849A1 (en) | 1992-04-06 |
| AU638870B2 (en) | 1993-07-08 |
| KR100219989B1 (ko) | 1999-09-01 |
| EP0479326B1 (en) | 1996-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI97242B (fi) | Menetelmä sinkin poistamiseksi teräsromusta | |
| US20180245177A1 (en) | Optimized ore processing using molten salts for leaching and thermal energy source | |
| US20100181205A1 (en) | Method for treating waste containing precious metals and device for implementing said method | |
| EP1968154A1 (en) | Apparatus and method for recovering valuable substance from lithium rechargeable battery | |
| CN1258753A (zh) | 废铅酸蓄电池生产再生铅、红丹和硝酸铅 | |
| CN105274334A (zh) | 一种硫酸锌溶液连续净化的方法及其净化槽 | |
| Richter et al. | Ionometallurgy: an academic exercise or promising approach? | |
| Hussaini et al. | Zinc and Lead Solvent Extraction and Electrowinning | |
| RU179405U1 (ru) | Установка для удаления цинка с отходов оцинкованной стали | |
| JP2024124993A (ja) | 亜鉛回収方法および亜鉛回収装置 | |
| Grogan | Dezincing of galvanized steel | |
| RU2790720C1 (ru) | Способ получения катодной меди из вторичного сырья | |
| RU2795912C1 (ru) | Способ переработки луженых отходов меди | |
| EP4569155A1 (en) | Process for de-zincing of galvanized steel scrap | |
| Moats et al. | Electrowinning and Electrorefining | |
| Gana et al. | The development and applications of the anode-support system in electrochemical processes | |
| Alf | Cadmium practice at Great Falls | |
| Freni | Electrolytic lead refining in Sardinia | |
| Hussaini et al. | and Electrowinning | |
| CN208008477U (zh) | 一种硫酸镍提纯装置 | |
| Rigoulet et al. | HYDROMETALLURGICAL METHODS OF GALVANIC SLUDGE RECYCLING | |
| Leeker et al. | Alkaline Leaching of Galvanized Steel Scrap | |
| Stephenson et al. | Recovery of zinc from wastewater treatment sludge | |
| Lieber | Low waste technology in metal industry-trends for the eighties | |
| JPH07268677A (ja) | 脱銅ドロスの電解処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Owner name: ARMCO STEEL COMPANY, L.P. |
|
| BB | Publication of examined application |