MX2012009371A

MX2012009371A - Recuperacion de aluminio del material de desecho de aluminio revestido.

Info

Publication number: MX2012009371A
Application number: MX2012009371A
Authority: MX
Inventors: Ophneil Henry Perry; Rifat Al Chalabi
Original assignee: Ophneil Henry Perry
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2012-10-01
Also published as: GB2477753A; WO2011098750A8; US20130199338A1; US8845777B2; CA2789519A1; WO2011098750A1; EA201201124A1; BR112012020054A2; CN102834532A; GB2477753B; EP2534272A1; GB201002299D0

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de recuperación de metal y método para recuperar metal del material de desecho. El sistema tiene un horno (12) y un controlador (106) para controlar la operación del sistema. El controlador (106) opera el sistema de recuperación de metal en un primer modo de operación en el cual el horno (12) se opera a una primera temperatura en el intervalo de 350°C a 550°C para incinerar los contaminantes y expulsar los compuestos orgánicos volátiles (VOC) del material de desecho sin fundir el metal. El controlador (106) opera el sistema de recuperación de metal en un modo de operación subsecuente en el cual el horno (12) se opera a una temperatura mayor adicional para fundir el metal en los desechos para recuperación.

Description

RECUPERACION DE ALUMINIO DEL MATERIAL DE DESECHO DE ALUMINIO REVESTIDO Campo de la Invención Esta invención se refiere a un aparato y un método para recuperar metal .

Antecedentes de la Invención Hay una necesidad incrementada para reciclar materiales tal como aluminio, magnesio y otros metales y no metales. Con frecuencia tales materiales serán revestidos en pintura, aceite, agua, lacas, plásticos, u otros compuestos orgánicos volátiles (VOCs, por sus siglas en inglés) los cuales se deben remover antes de la refundición de los materiales. Para materiales los cuales son capaces de ser procesados a temperaturas relativamente altas sin fundición, tales impurezas típicamente se remueven usando un proceso térmico el cual es algunas veces conocido como desrevestimiento. Tales procesos de desrevestimiento térmico también se pueden usar para secar y/o esterilizar materiales antes de la refundición.

Por ejemplo, el aluminio con frecuencia se usa en la producción de latas para bebidas las cuales típicamente se revisten en pintura, lacas y/u otros VOCs, y también en productos grandes tales como desechos de combustión interna. Antes que el aluminio se pueda fundir para recicládo, ef.234083 cualquier revestimiento u otra impureza se debe remover para minimizar la pérdida de metal y el aluminio separado de otros metales.

Los procesos de desrevestimiento conocidos involucran la exposición del material a ser tratado a gases calientes para oxidar los revestimientos y/o impurezas que serán removidos. Esta exposición toma lugar en un ambiente cerrado en el cual se pueden controlar la temperatura y contenido de oxígeno de los gases calientes. Se requieren temperaturas en exceso de 300°C para remover la mayoría de los compuestos orgánicos y normalmente se requiere un nivel de oxígeno en el intervalo de 6% a 12%.

Si la temperatura y niveles de oxígeno de los gases calientes no se controlan cuidadosamente, el proceso puede seguir autotérmico cuando se queman los VOCs los cuales se liberan durante el desprendimiento térmico. Esto puede resultar en un incremento no controlado de la temperatura de los gases calientes los cuales pueden ser muy peligrosos.

El material usualmente será fragmentado antes del tratamiento y es importante para del desrevestimiento efectivo que todas las superficies del material fragmentado sean expuestas a los gases calientes. Si esto no ocurre entonces el tratamiento llega a ser menos efectivo y, en el caso de Ü.B.C.s en particular, una mancha negra se puede dejar en la superficie del material tratado. También es deseable que el material sea agitado durante el tratamiento para remover físicamente los revestimientos o impurezas sueltas del material.

En la actualidad, los sistemas principales los cuales se usan para el desrevestimiento térmico y recuperación de metal son: 1 Horno Estático En un horno estático, el material se apila en una malla de alambre y los gases calientes se recirculan a través del horno para calentar el material a la temperatura de proceso requerida.

Este arreglo no es suficiente debido a que los gases calientes no llegan a estar en contacto con los materiales que se incluyen dentro de la pila de materiales en la malla. Como se discutió previamente, es importante en el desrevestimiento que todas las superficies de los materiales a ser tratados sean expuestas a gases calientes. Además no hay agitación del material a ser tratado. 2 Horno de Banda Transportadora Este sistema usa un transportador de banda de malla para transportar los materiales para tratamiento a través de un horno. Los gases calientes se pasan a través del material en la banda cuando pasa a través del horno. Los problemas con este método son como sigue: · La profundidad de los materiales en la banda limita el proceso. Los materiales se apilan, causando problemas similares a aquellos encontrados con el horno estático en el cual los materiales en el centro de la pila no llegan a estar en contacto con los gases calientes.

·. No hay agitación de los materiales, de este modo los revestimientos sueltos no se remueven.

• La vida de la banda transportadora es corta.

• Los materiales tienen que ser alimentados constantemente.

· El proceso no es adecuado para bajo volumen o producto continuamente cambiante. 3 Estufa Giratoria Una estufa grande se inclina a la horizontal de modo que el material alimentado o cargado en la estufa en su extremo más alto viaja hacia el extremo más bajo, donde se descarga, bajo la influencia de la gravedad. La estufa se gira de modo que el material dentro de la estufa se agita y un flujo de gases calientes se proporciona para calentar el material cuando viaja a través de la estufa. Un número de problemas se asocian con este método: • El material tiene que ser alimentado constantemente .

• El proceso no es adecuado para bajo volumen o producto continuamente cambiante.

· El proceso continuo requiere esclusas en ambos extremos, extremo de carga de materiales y extremo de descarga de materiales.

• La estufa requiere un sello giratorio que conduce a un nivel alto de mantenimiento. 4 Horno de Chimenea Inclinada Se usa para recuperar metal tal como aluminio de desechos y similares. Un horno de escorias se proporciona con uno o más agujeros para colada o una ranura de anchura completa así dimensionada para permitir el paso del metal fundido en un depósito mientras retiene el material residual resultante. El horno de escorias tiene una chimenea inclinada en la cual los desechos se cargan y el aluminio fundido resultante se drena en el depósito. El ángulo de la chimenea inclinada es crítico y el polvo y arena de los desechos puede contaminar el metal.

La O 01/98092 Al describe un horno pivotable o inclinable que supera muchas de las desventajas del aparato y métodos previamente conocidos para desrevestimiento térmico. Para una descripción. detallada de la construcción y operación del horno, el lector deberá consultar la WO 01/98092 Al. Sin embargo, brevemente, el horno tiene una porción de carga para recibir material a ser tratado y una porción de intercambio. Incorporada dentro de la porción de intercambio está una cámara de tratamiento térmico a través de la cual se puede pasar una corriente o flujo de gases calientes. El horno es movible de manera pivotable entre una primera posición en la cual la porción de intercambio es mayor que la porción de carga y una segunda posición en la cual la porción de carga es mayor que la porción de intercambio. El arreglo es tal que el horno se puede mover repetidamente entre las primera y segunda posiciones de modo que el material dentro del horno cae desde una porción a la otra porción, pasando a través de la corriente de gases calientes en la cámara de tratamiento térmico. También se describe un método para usar el aparato.

El horno conocido anteriormente tiene la ventaja que se puede usar para tratar volúmenes comparativamente bajos de material en un proceso por lotes. Una ventaja adicional es que controlando el movimiento del horno, el material a ser tratado se puede poner dentro y fuera de la cámara de tratamiento térmico a voluntad, haciendo posible que el horno sea operado de manera segura sin que el proceso siga autotérmico en una manera no controlada y permitiendo un grado muy fino de control del proceso de tratamiento.

El horno descrito en O 01/98092 Al se ha encontrado que trabaja bien, proporcionando un medio comercialmente y técnicamente aceptable para el desrevestimiento térmico de volúmenes de materiales relativamente bajos. Sin embargo, cuando se tratan materiales de peso ligero, tales como polvos o materiales que se han fragmentado en piezas muy pequeñas, puede haber una tendencia de que algo del material a ser tratado llegue a ser arrastrado en el flujo de los gases calientes que pasa a través de la cámara de tratamiento térmico. Mientras que algo del material arrastrado se puede filtrar del flujo de gas y recolectar, hay una reducción total en la eficiencia del proceso .

Un objeto de. la presente invención es proporcionar un aparato mejorado para recuperar aluminio de material residual o desechos y similares.

Breve Descripción de la Invención De acuerdo con la presente invención se proporciona un sistema de recuperación de metal para recuperar metal a partir de material de desecho y similares, el sistema comprende un horno y un controlador para controlar la operación del sistema; en donde el controlador se configura para operar el sistema de recuperación de metal en un primer modo de operación en el cual el horno se opera a una primera temperatura en el intervalo de 350°C a 550°C para incinerar los contaminantes y expulsar los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) del material de desecho sin fundir el metal; y en un modo de operación subsecuente en el cual el horno se opera a una temperatura mayor adicional para fundir el metal en el desecho que se quiere recuperar.

Varias características opcionales de modalidades preferidas del sistema de la invención se describen en cada uno de los párrafos a continuación.

El sistema preferido tiene un oxidante térmico acoplado al horno para procesar los VOC brutos y una trayectoria de retorno del oxidante térmico para retornar el calor del procesamiento de los VOC en el oxidante térmico al horno .

El oxidante térmico tiene un quemador con una entrada de combustible configurada para recibir los VOC desde el horno como una fuente de combustible La trayectoria de retorno comprende una trayectoria de retorno de gas para retornar el gas caliente desde el oxidante térmico al horno y en donde la trayectoria de retorno incluye un acondicionador de gas para realizar uno o más de: enfriar el gas caliente, limpiar el gas caliente de partículas y limpiar el gas caliente de ácido.

El sistema tiene una unidad de control de contaminación de aire y un pasaje de salida de gas desde el oxidante térmico a la unidad de control de contaminación de aire, en donde la unidad de control de contaminación de aire se configura para realizar uno o más de lo siguiente: enfriar el gas de salida del oxidante térmico, limpiar el gas de salida de partículas y limpiar él gas de salida de ácido.

El sistema tiene un controlador para controlar una temperatura del horno y medios acoplados al controlador para monitorear una composición de gas proporcionada desde el horno al oxidante térmico y una composición de gas retornada desde el oxidante térmico al horno, y en donde el controlador se configura para . identificar un tiempo de finalización de uno o más de los modos de operación en dependencia de las composiciones monitoreadas .

El sistema tiene un sistema para hacer fluir gas a través del horno antes de la operación en el modo de operación adicional para limpiar el horno de partículas.

El sistema tiene una ruta de flujó de gas para capturar las partículas arrastradas en el gas que sale del horno durante la limpieza del horno.

El horno es inclinable para '. una o más de carga, descarga y agitación del horno.

Los desechos incluyen un primer tipo de metal fundido a la segunda temperatura y un segundo tipo de metal no fundido a la segunda temperatura, en donde el sistema tiene un tercer modo de operación en el cual el horno se opera a una tercera temperatura, mayor que la segunda temperatura, después de fundir y recuperar el primer metal, para acondicionar térmicamente el segundo metal para facilitar la trituración del segundo metal.

El metal recuperado comprende aluminio.

El método para recuperar aluminio de material de desecho o similar, el método comprende: cargar los desechos en el horno; operar el horno (12) en un primer modo calentando los desechos en el horno a una primera temperatura ert el intervalo de 350°C a 550°C para expulsar los VOC sin fundir el aluminio; y operar el horno en un modo subsecuente elevando la temperatura, del horno (12) para fundir el aluminio.

Preferiblemente, el horno es un horno inclinable y el método adicionalménte comprende inclinar el horno (12) para permitir que el aluminio fundido escape a través de un orificio de descarga (24) .

La presente invención también proporciona un método para recuperar aluminio de material de desecho o similar, el método comprende: cargar los desechos en un horno inclinable; calentar los desechos en el horno a una primera temperatura para expulsar los VOC; elevar una temperatura del horno para fundir el aluminio; e inclinar el horno para permitir que el aluminio fundido escape a través de un orificio de descarga.

Varias características opcionales de las modalidades preferidas del método de la invención se describen en cada uno de los párrafos a continuación.

El método preferido adicionalménte comprende elevar la temperatura del horno a una alta temperatura después de la remoción del aluminio fundido para acondicionar térmicamente el metal que permanece en el horno.

El horno se inclina hacia atrás y hacia adelante para agitar los desechos.

El horno se inclina para descargar el metal térmicamente acondicionado.

Los VOC brutos se procesan en un oxidante térmico y se procesan, los gases calientes se retornan desde el oxidante térmico al horno para ayudar a calentar el horno.

Los VOC del horno se alimentan al oxidante térmico como una fuente de combustible.

Una o más de las siguientes operaciones se realizan en los gases calientes retornados: enfriar el gas caliente, limpiar el gas caliente de partículas y limpiar el gas caliente de ácido.

Una composición de gas proporcionada desde el horno al oxidante térmico y una composición de gas retornada desde el oxidante térmico al horno se monitorean, y el tiempo dé finalización de uno o más de los modos de operación se determina en dependencia de las composiciones monitoreadas .

El gas se hace fluir a través del horno antes de la operación en el modo de operación adicional para limpiar el horno de partículas.

Las partículas arrastradas en el gas que sale del horno durante la limpieza del horno se capturan.

El horno se inclina para una o más de carga, descarga y agitación del horno.

En un método preferido, los desechos incluyen un primer tipo de metal fundido a la segunda temperatura y un segundo tipo de metal no fundido a la segunda temperatura, y el método adicionalmente comprende operar el horno a un tercer modo de operación en el cual el horno se opera a una tercera temperatura mayor que la segunda temperatura, después de fundir y recuperar el primer metal, para acondicionar térmicamente el segundo metal para facilitar la trituración del segundo metal.

El metal recuperado preferiblemente comprende aluminio .

Breve Descripción de las Figuras La presente invención se describe adicionalmente después, por vía de ejemplo, con referencia a las figuras acompañantes, en las cuales: La Figura 1 es una vista esquemática de un sistema preferido de acuerdo con la presente invención; La Figura 2a es una gráfica que muestra la variación de temperatura con el tiempo durante los modos de operación del sistema de la Figura 1; La Figura 2b es una gráfica que muestra la variación de la¦ velocidad de recirculación de gas con el tiempo durante los modos de operación del sistema de la Figura 1 ; La Figura 2c es una gráfica que muestra la variación de la velocidad de agitación de desechos con el tiempo durante los modos de operación del sistema de la Figura 1; La Figura 2d es una gráfica que muestra la variación del nivel de oxígeno en el horno con el tiempo durante los modos de operación del sistema de la Figura 1; La Figura 3 es una elevación lateral del horno de la Figura 1 en una postura vertical para la descarga de material; Las Figuras 4a a 4g muestran varias posiciones las cuales adopta el horno durante la operación; y La Figura 5 es una representación esquemática del ángulo a través del cual el horno normalmente pivota durante la operación.

Descripción Detallada de la Invención Con referencia a las figuras, estas muestran/ un sistema 10 para el uso en la recuperación de metales de material residual o desechos. Aunque el aparato es aplicable a la recuperación de varios metales de material residual, aquí se describe en su forma preferida con relación a la recuperación de aluminio de desechos metálicos donde el desecho metálico está en piezas grandes tales como fundiciones de hierro o acero.

El sistema tiene un horno 12 el cual se soporta para movimiento pivotal en un soporte de pivote 14 y un mecanismo de impulso 60 que se usa para pivotar el horno alrededor de un eje de pivote generalmente horizontal 62. El horno 12 tiene una porción de cuerpo 16, un punto de entrada de material 18 y una porción de descarga 20. El punto de entrada 18 tiene una puerta 22 la cual es preferiblemente, aunque no esencialmente, una puerta hermética la cual se puede proporcionar con conductos para llevarse los gases residuales. El mecanismo de impulso puede ser un sistema hidráulico y se usa para inclinar el horno 12 hacia delante, alrededor del eje 62, durante la carga y procesamiento, y ligeramente hacia atrás durante la descarga del material para mejorar las características operacionales del horno.

El horno es generalmente de sección transversal rectangular con la porción de descarga 20 siendo generalmente curvada a lo largo del eje longitudinal del horno, y puede ser, por ejemplo en una forma de parte esférica o domo. La porción de descarga tiene una abertura de descarga 24 la cual convenientemente se puede ubicar en el ápice de la porción de descarga curvada 20. Sin embargo, la abertura de descarga se puede situar en cualquier ubicación adecuada dentro de la porción de descarga 20. Además, la abertura de descarga 24 puede tener un cierre el cual se puede mover entre una posición abierta y cerrada para abrir y cerrar la abertura de descarga.

El horno 12 convenientemente tiene un forro interno hecho de cualquier material adecuado, tal como material refractario, para proteger la pared interna del horno.

El horno también se puede calentar por cualquier medio adecuado y se proporciona con uno o más quemadores 26 capaces de quemar tanto combustible virgen (tal como gas natural o diesel) como compuestos orgánicos volátiles los cuales se generan en el horno 12.

Los gases generados en el horno 12 tienen una trayectoria de salida a través de un conducto 27 a un oxidante térmico o después del quemador 28.

El oxidante térmico 28 es una estructura de forma cilindrica vertical hecha de acero y está forrada con un material refractario que puede resistir altas temperaturas de típicamente alrededor de 2400°F (1315.5°C). Los gases calientes del horno 12 contienen VOC y el volumen de oxidante térmico se diseña para asegurar que los gases llenos de VOC sean retenidos en el oxidante por un mínimo de 2 segundos de tiempo de residencia. El oxidante térmico se calienta por un quemador de múltiples combustibles 30 capaz de quemar tanto combustible virgen (tal como ' gas natural o diesel) y los VOC del horno 12. El conducto 27 para los gases de VOC también se puede conectar directamente al quemador 30 y directamente suministra los VOC como un combustible alternativo o adicional al quemador 30.

El oxidante térmico 28 tiene una entrada 31 a través de la cual el oxígeno (típicamente como aire atmosférico) se suministra para ayudar en la combustión de los VOC en el oxidante. El aire se suministra vía un conducto o tubería 33 y se alimenta al oxidante 28 por una unidad de alimentación adecuada tal como un ventilador o soplador 35 en el conducto 33. La unidad de alimentación 35 se controla por un sistema de control de proceso 106 el cual monitorea los parámetros tales como la temperatura atmosférica, presión, contenido de oxígeno, contenido de CO y contenido de otros contaminantes seleccionados en el horno y controla la unidad de alimentación 35 en dependencia de uno o más de estos parámetros para asegurar que el nivel correcto de oxígeno se introduce en el horno 12.

Los gases en el oxidante térmico 28 tienen dos trayectorias de salida. Una trayectoria de salida es a través del conducto de retorno 32 para proporcionar calentamiento o -calentamiento adicional al horno 12. La segunda trayectoria de salida es a través de un conducto o medio de pasaje adicional en la forma de un conducto de salida 34 hacia una unidad de Control de Contaminación de Aire (APC, por sus siglas en inglés) 36.

Una unidad de acondicionamiento de gas 38 se conecta en el conducto de retorno 32 y se usa para acondicionar el gas antes de que alcance el horno 12. La unidad de acondicionamiento 38 ajusta la temperatura del gas vía enfriamiento indirecto y limpia tanto las partículas como ácidos del gas. El APC también puede incluir una segunda unidad de acondicionamiento de gas la cual ajusta la temperatura del gas vía enfriamiento indirecto y limpia tanto las partículas como ácidos del gas. Los gases de salida viajan desde la unidad de acondicionamiento de gas a través de un filtro bolsa del APC y luego a través de un ventilador o soplador ID 40 el cual ayuda al movimiento de los gases a lo largo del conducto 34 y a través del APC 36. Los gases luego escapan vía una chimenea a la atmósfera.

Los gases de retorno que pasan a lo largo del conducto 32 hacia el horno 12 se muestrean antes de entrar al horno rotatorio por un medio de muestreo 42 mientras que los gases de salida del horno se muestrean por un segundo medio de muestreo 44 en el conducto de salida 27. Los dos medios de muestreo son sistemas de muestreo los cuales generan señales representativas de varios parámetros de los gases tales como temperatura, contenido de oxígeno y contenido de monóxido de carbono. Estas señales se aplican a un analizador de gases 46. El analizador de gases 46 analiza las señales y envía los resultados al sistema de control de proceso 106.

Diversos sensores 108 se instalan dentro del horno 12 y envían una corriente continua de datos al sistema de control de proceso 106 mientras el horno está en operación. Estos sensores son convenientemente termopares que miden los parámetros tales como la temperatura atmosférica, presión, contenido de oxígeno, contenido de CO y contenido de otros contaminantes seleccionados en el horno y generan señales representativas de los parámetros. Estos datos continuamente se registran y las señales se envían al sistema de control de proceso 106. El sistema de control de proceso también se puede programar con el tipo de material a ser procesado y ajusta los diversos parámetros de operación incluyendo la temperatura de los gases de retorno, nivel de oxígeno y velocidad de gas de retorno en dependencia de los valores programados y/o las señales recibidas. Para controlar el tiempo de finalización del horno 12 tanto ¦ los gases de retorno que entran al horno como los. gases que salen del horno se monitorean en un circuito cerrado por el analizador de gas 46 el cual registra tanto el nivel de oxígeno como el nivel de CO así como también otros parámetros seleccionados incluyendo niveles de contaminantes especificados. Además, el sistema de control 106 también puede controlar el quemador 30 para controlar la temperatura en el oxidante 28.

El sistema de control de proceso controla el ciclo de procesamiento al final del ciclo de operación con base en las señales recibidas.

En la operación del horno 12 el último se pivota a una posición donde el horno se inclina ligeramente a la horizontal con el punto de entrada arriba de la horizontal. La posición se muestra ligeramente exagerada en la Figura 4a pero se apreciará que el ángulo se puede elegir para adaptarse a la manera de. carga del horno y facilitar la carga. En esta posición, el piso del horno está a un ángulo a la horizontal de típicamente 28° aunque el ángulo se puede variar dentro de un rango típicamente de 20° a 35° para adaptase al tipo dé material que se arrastra en el horno 12.

La posición mostrada en la Figura 4a es la posición de carga donde la puerta 22 se abre y las piezas grandes de material de desecho se cargan en el horno. El ángulo de inclinación del horno vuelve directa la carga de los desechos y otros materiales pesados grandes relativamente.

La puerta 22 luego se cierra y el horno se mueve a través de las diversas posiciones mostradas en las Figuras 4b a 4g para agitar los desechos en el horno. El ángulo a través del cual el horno se ¦ puede pivotar puede variar pero típicamente será pivotado a través de un ángulo de 120°. Típicamente será pivotado desde una primera posición angular de 120° a una segunda posición angular de 240° y de regreso, como se ilustra en la Figura 5. Se apreciará que el horno 12 se pivota hacia atrás y hacia adelante a un grado mayor o menor y se puede variar tanto la velocidad como la repetición del pivote así como también el ángulo a través del cual el horno se pivota.

Después de la carga del horno 12, para la primera fase o modo de operación del horno, la tarea principal es evaporar el agua (humedad) y gasificar los orgánicos. La temperatura del horno, por lo tanto, se . mantiene preferiblemente en el intervalo de 350°C a 550°C y preferiblemente a aproximadamente 450°C, por un primer período de tiempo preseleccionado t2 (Figura 2a) . A esta temperatura, los contaminantes tales como grasa, aceite, materiales plásticos y similares se incineran y los gases resultantes se extraen del horno 12 a través del conducto 27 al oxidante térmico 28. Es importante mantener el nivel de 02 a un número de gasificación bajo de modo que se logra la gasificación completa. También es posible usar pirólisis pura (cero 02) para remover los orgánicos. Un nivel reducido de 02 asegura que los orgánicos no se enciendan en el horno 12. Por consiguiente, durante el primer modo el nivel de 02 en el gas caliente introducido en el horno 12 se mantiene inicialmente dentro del intervalo típicamente de 0% a 7%.

Un nivel preseleccionado de recirculación del gas caliente preferiblemente se mantiene para asegurar que todos los orgánicos estén en contacto con el 02. Típicamente, la velocidad de recirculación se mantiene a un nivel medio por el período de tiempo t2. Para ayudar en la exposición de los orgánicos en los desechos al oxígeno, los desechos se agitan dentro del horno por el movimiento pxvotal del horno a través de las diversas posiciones mostradas en las Figuras 4b a 4g. La agitación se mantiene preferiblemente a un alto nivel por el total del período de tiempo fc2.

La remoción de aceite y grasa de los desechos reduce la tendencia que las partículas se peguen juntas y por consiguiente vuelve más fácil la remoción de las partículas en el segundo modo de operación. En el segundo modo del proceso, las partículas (polvo, arena, etc.) se remueven y el resto de las partículas de carbono en la cámara de procesamiento se oxidan y remueven a la unidad de control de contaminación de aire 36. Durante este modo de operación (período de tiempo preseleccionado 2 a fc2) , la temperatura del gas se mantiene a un bajo nivel, típicamente su temperatura de modo 1, por debajo de la temperatura de fundición u oxidación del aluminio. La agitación de desechos también se mantiene a un alto nivel, típicamente su nivel de modo 1, para asegurar que todas las partículas se sacudan de los desechos y arrastren en los gases. Sin embargo, la velocidad de flujo de recirculación de gas se eleva a un alto nivel y el nivel de 02 se incrementa a un nivel en el intervalo de 7% a 20% para oxidar el carbono.

En este modo el horno generalmente se inclina verticalmente en la postura mostrada en la Figura 3, mientras está siendo sacudido o pivotado hacia atrás y hacia adelante. Esto causa que todas las partículas fluyan bajo la acción de la gravedad a través de los desechos en la abertura de descarga 24 que conduce al conducto 50 y el APC 36. También se sopla gas en el horno 12 para limpiar el horno de partículas tales como residuos de arena y polvo. El gas se puede soplar o succionar a . través del horno a través de cualquier orificio de gas adecuado para salir a través del conducto 50 para transportar el polvo y arena al APC 36 ya sea directamente o vía el conducto 34.

Durante el segundo modo, la temperatura del horno es demasiado baja para fundir el aluminio en los desechos y por lo tanto el polvo y arena se pueden transportar por los gases a través de la abertura de descarga 24. El conducto 50' preferiblemente tiene un ventilador o soplador ID 52 el cual ayuda en el movimiento de los gases, arena, y polvo a lo largo del conducto 50.

Durante el tercer modo del proceso de operación (período de tiempo preseleccionado t2 a t3) , el aluminio en los desechos se funde elevando la temperatura en el horno 12 a una temperatura arriba del punto de fusión del aluminio. Aquí, la temperatura del horno se eleva a un nivel en el intervalo de aproximadamente 620°C a 720°C, típicamente aproximadamente 670°C, y se mantiene a o alrededor de esta temperatura por el período de tiempo preseleccionado t2 a t3 para fundir el aluminio. El nivel de oxígeno en este modo se reduce a un nivel muy bajo (típicamente en el intervalo de 0% a 2%, preferiblemente aproximadamente 2% y posiblemente aún en una temperatura reducida <0 ) para minimizar la formación de escorias durante este modo crítico. La agitación del horno 12 puede continuar con la abertura de descarga 24 cerrada. La agitación de desechos se mantiene a un bajo nivel, para asegurar que el aluminio fundido no se mezcle con los componentes de hierro de los desechos, resultando en un revestimiento de los componentes de hierro. Si el revestimiento ocurre, entonces el aluminio se puede perder para el proceso de recuperación. Una vez que el aluminio se funde, el horno se mueve a la posición mostrada en la Figura 4d, la abertura de descarga se abre y el aluminio fluye bajo gravedad en un receptáculo adecuado. La remoción de las partículas en el segundo modo del proceso asegura que el aluminio fundido no arrastre partículas y arena que podrían causar formación de escorias y pérdida de aluminio. Los gases se recirculan a un nivel adecuado para mantener el intervalo de horno requerido de 620°C - 720°C y pueden fluctuar entre bajo y medio como sea requerido.

Una vez que el aluminio se ha removido, la temperatura dentro del horno se eleva a un alto nivel, típicamente en el intervalo de 850 °C a 1250 °C el cual está arriba de la temperatura de recocido del material ferroso en los desechos, el cual pierde su naturaleza endurecida y llega a ser quebradizo. La temperatura se mantiene a o alrededor de este nivel por un período de tiempo preseleccionado ( t3 a t4) para segurar que los componentes ferrosos se exponen completamente a esta temperatura muy alta. Una vez que el acero llega a ser quebradizo, se facilita la trituración de los desechos en una etapa más tardía. La agitación de los desechos es a un nivel medio durante este modo y la recirculación de los gases típicamente es a un bajo nivel pero puede fluctuar entre un nivel bajo y medio como sea requerido para mantener el intervalo de temperatura requerido en el horno 12.

El horno luego se pivota en la posición mostrada en la Figura 4g, y aún se puede inclinar adicionalmenfee hacia atrás en una dirección en el sentido de las manecillas del reloj como se ve en la Figura 4g, y la puerta 22 se abre para hacer posible que el material remanente sea descargado del hrono .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un sistema de recuperación de metal para recuperar metal a partir de material de desecho y similares, caracterizado porque el sistema comprende: un horno; y un controlador para controlar la operación del sistema; en donde el controlador se configura para operar el sistema de recuperación de metal en: un primer modo de operación en el cual el horno se opera a una primera temperatura en el intervalo de 350°C a 550 °C para incinerar los contaminantes y expulsar los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) del material de desecho sin fundir el metal; y un modo de operación subsecuente en el cual el horno se opera a una temperatura mayor adicional para fundir el metal en el desecho que se quiere recuperar.

2. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador se configura para operar el sistema de recuperación de metal en un (segundo) modo intermedio para remover material particulado del horno.

3. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el controlador se configura para operar el sistema de recuperación de metal en un (cuarto) modo adicional para acondicionar térmicamente el metal que permanece en el horno.

4. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque adicionalmente comprende un oxidante térmico- acoplado al horno para procesar VOC brutos y una trayectoria de retorno del oxidante térmico para retornar el calor del procesamiento de los VOC en el oxidante térmico al horno .

5. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el oxidante térmico tiene un quemador con. una entrada de combustible configurada para recibir los VOC desde el horno como una fuente de combustible.

6. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque la trayectoria de retorno comprende una trayectoria de retorno de gas para retornar el gas caliente desde el oxidante térmico al horno y en donde la trayectoria de retorno incluye un acondicionador de gas para realizar uno o más de: enfriar el gas caliente, limpiar el gas caliente de partículas y limpiar el gas caliente de ácido.

7. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque adicionalmente comprende una unidad de control de contaminación de aire y un pasaje de salida de gas desde el oxidante térmico a la unidad de control de contaminación de aire, en donde la unidad de control de contaminación de aire se configura para realizar uno o más de lo siguiente: enfriar el gas de salida del oxidante térmico, limpiar el gas de salida de partículas y limpiar el gas de salida de ácido.

8. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque adicionalmente comprende medios de alimentación para alimentar oxígeno al oxidante térmico para ayudar en la combustión de los V.O.C.

9. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque adicionalmente comprende medios de agitación para mover el horno en una manera controlada para agitar el material en el horno.

10. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el controlador es operable para monitorear al menos un parámetro de operación del sistema, y controlar uno o más de los siguientes en dependencia del parámetro de operación; temperatura del horno, velocidad de recirculación de gas, agitación del material y nivel de oxígeno del horno.

11. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con cualquiera de - las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque adicionalmente comprende medios sensores acoplados al controlador para monitorear al menos un parámetro de gas proporcionado del horno al oxidante térmico y al menos un parámetro de gas retornado del oxidante térmico al horno, y en donde el controlador se configura para identificar un tiempo de finalización de uno o más de los modos de operación en dependencia de los parámetros monitoreados .

12. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque comprende un sistema para hacer fluir gas a través del horno antes de la operación en el modo de operación adicional para limpiar el horno de partículas.

13. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque tiene una ruta de flujo de gas para capturar las partículas arrastradas en el gas que sale del horno durante la limpieza del horno.

14. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el horno es inclinable para una o más de carga, descarga y agitación del horno.

15. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el horno inclinable tiene un punto de entrada de material para carga los desechos; y medios para inclinar el horno para permitir que el metal fundido escape a través de un orificio de descarga.

16. Un sistema de recuperación de metal de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque los desechos incluyen un primer tipo de metal fundido a la segunda temperatura y un segundo tipo de metal no fundido a la segunda temperatura, en donde el sistema tiene un tercer modo de operación en el cual el horno se opera a una tercera temperatura, mayor que la segunda temperatura, después de fundir y recuperar el primer metal, para acondicionar térmicamente el segundo metal para facilitar la trituración del segundo metal.

17. Un sistema de ' recuperación de metal de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el metal recuperado comprénde aluminio.

18. Un método para recuperar aluminio de material de desecho o similar, caracterizado porque el método comprende : cargar los desechos en un horno; operar el horno en un primer modo calentando los desechos en el horno a una primera temperatura en el intervalo de 350°C a 550°C para expulsar los VOC sin fundir el aluminio; y operar el horno en un modo subsecuente elevando la temperatura del horno para fundir el aluminio.

19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el horno es un horno inclinable y el método, adicionalmente comprende inclinar el horno para permitir que el aluminio fundido escape a través de un orificio de descarga.

20. Un método de conformidad con la reivindicación 18 o 19, caracterizado porque adicionalmente comprende mantener un nivel de oxígeno en el horno en el primer modo en el intervalo de 0% a 7%.

-21. Un método de conformidad con la reivindicación 18 o 19, caracterizado porque adicionalmente comprende operar el horno en un (segundo) modo intermedio para remover el material particulado del horno.

22. Un método de conformidad con la reivindicación 18 o 19, caracterizado porque adicionalmente comprende mantener un nivel de oxígeno en el horno en el segundo modo en el intervalo de 7% a 20%.

23. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, caracterizado porque adicionalmente comprende mantener la temperatura en el horno en el modo subsecuente en el intervalo de 570°C a 770°C.

24. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 23, caracterizado porque adicionalmente comprende mantener el nivel de oxígeno en el horno en el modo subsecuente en el intervalo de 0% a 2%.

25. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 24, caracterizado porque adicionalmente comprende operar el horno en un (cuarto) modo de acondicionamiento después de la remoción del aluminio para acondicionar térmicamente el metal que permanece en el horno.

26. Un método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque adicionalmente comprende mantener la temperatura en el horno en el modo de acondicionamiento en el intervalo de 850°C a 1250°C.

27. Un método de conformidad con la reivindicación 25 o 26, caracterizado porque adicionalmente comprende mantener el nivel de oxígeno en el horno en el modo de acondicionamiento en el intervalo de 0% a 16%.

28. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 27, caracterizado porque adicionalmente comprende inclinar el horno hacia atrás y hacia adelante para agitar los desechos .

29. Un método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque adicionalmente comprende inclinar el horno hacia atrás y hacia adelante a una de: una primera velocidad y/o a través de un primer ángulo, para agitar el horno a un primer nivel en el primer modo.

30. Un método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque adicionalmente comprende inclinar el horno hacia atrás y hacia adelante a una de: una primera velocidad y/o a través de un primer ángulo, para agitar el horno a un primer nivel en el modo intermedio.

31. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 30, caracterizado porque adicionalmente comprende inclinar el horno hacia atrás y hacia adelante a una de: una segunda velocidad menor que la primera velocidad y/o a través de un segundo ángulo menor que el primer ángulo, para agitar el horno a un segundo nivel menor en el modo subsecuente .

32. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 31, caracterizado porque adicionalmente comprende inclinar el horno hacia atrás y hacia adelante a una de: una tercera velocidad entre la primera y segunda velocidad menor y/o a través de un tercer ángulo entre el primer ángulo y segundo ángulo, para agitar el horno a un nivel intermedio en el modo de acondicionamiento.

33. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 32, caracterizado porque adicionalmente comprende procesar VOC brutos en un oxidante térmico y retornar los gases calientes procesados desde el oxidante térmico al horno para ayudar a calentar el horno.

34. Un método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque adicionalmente comprende recircular los gases procesados a una primera velocidad de flujo en el primer modo.

35. Un método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque adicionalmente comprende récircular los gases procesados a una segunda velocidad de flujo mayor que la primera velocidad de flujo, en el modo intermedio.

36. Un método de conformidad con la reivindicación 33, 34 o 35, caracterizado porque adicionalmente comprende recircular los gases procesados a una tercera velocidad de flujo menor que la primera velocidad de flujo en el modo subsecuente .

37. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 33 a 36, caracterizado porque adicionalmente comprende recircular los gases procesados a una velocidad de flujo menor que la primera velocidad de flujo en el modo de acondicionamiento.

38. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 33 a 37, caracterizado porque los VOC del horno se alimentan al oxidante térmico como una fuente de combustible.

39. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 32 a 37, caracterizado porque adicionalmente comprende realizar una o más de las siguientes operaciones en los gases calientes retornados: enfriar el gas caliente, limpiar el gas caliente de partículas y limpiar el gas caliente de ácido.

40. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 39, caracterizado porque adicionalmente comprende monitorear una composición de gas proporcionada desde el horno al oxidante térmico y uña composición de gas retornada desde el oxidante térmico al horno, y controlar un tiempo de finalización de uno o más de los modos de operación en dependencia de las composiciones monitoreadas . .

41. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 40, caracterizado porque adicionalmente comprende hacer fluir gas a través del horno antes de la operación en el modo de operación subsecuente para limpiar el horno de partículas .

42. Un método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque adicionalmente comprende capturar las partículas arrastradas en el gas que sale del horno durante la limpieza del horno.

43. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 42, caracterizado porque adicionalmente comprende inclinar el horno para una o más de carga, descarga y agitación del horno.

44. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 43, caracterizado porque los desechos incluyen un primer tipo de metal fundido a la segunda temperatura y un segundo tipo de metal no fundido a la segunda temperatura, y el método adicionalmente comprende operar el horno a un tercer modo de operación en el cual el horno sé opera a una tercera temperatura mayor que la segunda temperatura, después de fundir y recuperar el primer metal, para acondicionar térmicamente el segundo metal para facilitar la trituración del segundo metal.

45. Un método de conformidad cón cualquiera de las reivindicaciones 17 a 44, caracterizado porque el metal recuperado comprende aluminio.