MXPA97007280A - Un procesamiento para procesar los residuos de laincineracion de desechos - Google Patents

Abstract

En un procesamiento para procesar residuos de la incineración de desechos , de forma tal, que por ejemplo las escorias de la incineración de desechos, en que las escorias se someten a un proceso de reducción mientras se separan los metales, en que los residuos de la incineración de desechos se introducen en un baño de escoria de planta acerera, en cantidades que varía desde 15 hasta 45%por peso, basado en la cantidad promedio, que los metales pesados o compuestos de metal pesado, como por ejemplo cloruro de Zn, Pb, Cd o Hg, que se evaporan durante la función de los residuos de la incineración de desechos o escoria se retira y el baño líquido se reduce con la ayuda de portadores de carbono y bajo la formación de un baño de hierro, después de los que la fase de escoria agotada de los metales se granula y se utiliza como un componente de cemento mezclado.

Description

Un procedimiento para procesar los residuos de la incineración de desechos La invención se relaciona con un procedimiento para procesar los residuos de la incineración de desechos, como por ejemplo, escorias de la incineración de desechos, en el cual las escorias se someten a un procedimiento de reducción mientras se separan de los metales. En relación con los procedimientos para dispones de desechos domésticos e industriales, ya se ha propuesto reducir las fases de la escoria, en estado liquido que se forman durante la combustión debido a las condiciones de oxidación involucradas, con el objetivo de recuperar los metales y/o las aleaciones. Sin embargo, estas partes de las plantas dispuestas para seguir una planta de incineración de desechos, como una norma, son relativamente complejas y, en particular, con plantas de incineración de desechos pequeñas que no se operan fácilmente, en una forma económica. Esto se debe tomar en cuenta ya que las escorias de la incineración de desechos pueden contener porciones relativamente altas de metales pesados y metales pesador no ferrosos, por lo que la descarga de estas escorias de la incineración de desechos no es viable fácilmente. Además, el procesamiento de las escorias de la incineración de desechos, liquidas presuponen un volumen adecuado de escorias, por lo que se requiere calor adicional, y por ende, energía adicional, debido a la viscosidad desfavorable de la escoria, mismas que se forman durante la incineración de los desechos. La invención propone un procesamiento de los residuos de la incineración de desechos, como por ejemplo, las escorias de la incineración de desechos, de diferentes orígenes, en una forma segura para el ambiente y que elabore directamente productos, caracterizados por los bajos contenidos de materiales nocivos y que se utilizan como materias primas, para su posterior utilización en las plantas ac'ereras. Al mismo tiempo, la invención se dirige hacia la producción, a partir de la escoria de incineración de desechos con unas propiedades inicialmente desfavorables, de escoria sintética de alto horno que presente buenas propiedades hidráulicas. Para solucionar este problema, el procedimiento de acuerdo con la invención, consiste, esencialmente en que los residuos de la incineración de desechos sólidos se introducen en un baño de escoria de una planta acerera, en cantidades que varia dése 15 hasta 45% por peso, basado en la cantidad total, que los metales pesados o compuestos de metal pesado, como por ejemplo cloruros de Zn, Pb, Cd o Hg, los cuales se evaporan durante la fundición de los residuos de incineración de desechos o escoria se retiran y el baño liquido se reduce por la ayuda de los portadores de carbono y bajo la formación de un baño de hierro, después de los cual la fase de escoria agotada de los metales se granula y se utiliza como un componente de cemento mezclado. Por el hecho de que los residuos de la incineración de desechos sólidos es utilizado, los residuos de la incineración de desechos de orígenes diferentes se pueden recolectar y utilizar, y por el hechos de que estos residuos de la incineración de desechos se introducen en un baño de escoria de trabajos de acero, se ajusta la escoria mezclada que tiene una basicidad correspondiente con aquella escoria de alto horno de alta calidad. Al ajustar la basicidad en valores típicos de la escoria de alto horno con alta calidad, lo cual se logra al agregar residuos de la incineración de desechos a una escoria de trabajos de acero fuertemente básica, se reduce substancialmente la viscosidad y el tratamiento metalúrgico deseable se puede efectuar a temperatura comparativamente bajas. La neutralización del calor emitido al mezclar la escoria de trabajos de acero fuertemente básica con residuos de la incineración de desechos ácidos al mismo tiempo, permite la fusión de los residuos de la incineración de desechos en una forma tan ampliamente autotérmica como sea posible, de forma que no se tiene que suministrar ninguna o casi ninguna energía adicional mientras, de forma simultánea se disminuye la viscosidad. Por consiguiente, mediante el uso de un baño de planta acerera en la fase liquida resulta posible llevar a cabo, simultáneamente con la disminución del contenido de óxido de hierro de la escoria al separar el hierro, una separación común o fraccionada de las fases metálicas mientras se reduce el baño de escoria liquida con portadores de carbono bajo la formación de un baño de hierro. De esta forma, se obtiene inmediatamente el baño de hierro que tiene la calidad del hierro crudo, al mismo tiempo, se ajusta la composición de la escoria de trabajos de acero original hacia una composición de escoria de alto horno de alta calidad con, en la debida forma, la mejora substancial de las propiedades hidráulicas. En el curso del procedimiento de reducción, se pueden separar de forma segura porciones relativamente altas de metales pesados y además se puede utilizar el remanente del hierro crudo directamente en la planta acerera. En su totalidad, el procedimiento de acuerdo con la invención se puede realizar siguiendo un procedimiento de trabajos de acero y mediante los aparatos que está disponibles directamente en la planta acerera de forma tal que se pueden obviar los gastos en aparatos adicionales para la purificación deseada y la eliminación de los residuos de la incineración de desechos. Como un todo, se pueden emplear los aparatos ya existentes sin necesidad de singulares trabajos de adaptación y se puede elegir la composición deseada de la escoria sintética de alto horno mediante la selección y mezcla apropiadas de los residuos de la incineración de desechos utilizada, al mismo tiempo es viable tratar cantidades relativamente altas de residuos de la incineración de desechos sólidos.

De forma ventajosa, el procedimiento de acuerdo con la invención se puede realizar en una manera que la temperatura de los líquidos del baño de escoria se mantenga al soplar oxigeno o aire en el baño de Fe carburizado durante la reducción. Del baño de escorias de trabajos de acero, que contenga altas porciones de óxido de hierro, un baño de hierro se separa durante la reducción, cuyo baño de hierro se sedimentará más fácilmente debido a su viscosidad reducida después de la adición de los residuos de la incineración de desechos ácidos. En su totalidad, la cantidad residual del baño de hierro se puede cargar ya en el comienzo del proceso, que se puede realizar dentro del alcance de un procedimientos de trabajos de acero de igual forma, en donde se introduce el carbono en un baño de hierro con el propósito de reducir, y por lo tanto, ocasionar que el baño de hierro se carburice. Con el objetivo de limitar el contenido de carbono del baño de hierro a valores comunes para el hierro crudo, la cantidad excesiva de carburización ocurre en el curso de la reducción del baño de escoria debido a las reacciones de equilibrio que se llevan a cabo entre la escoria y el baño se puede utilizar para mantener la temperatura de los líquidos al soplar oxigeno o aire y, por lo tanto gasificar el carbono en monóxido de carbono. Este monóxido de carbono que se forma de esta manera causa una reducción del óxido de hierro de la escoria, asi como, opcionalmente de los metales pesados disueltos en la escoria, que usualmente están en la forma oxidica, como por ejemplo cobre, estaño, niquel y cromo. De esta forma, el monóxido de carbono que se forma de manera ventajosa al menos parcialmente se puede alimentar para utilizarlo como energía dentro del convertidor, en donde, ventajosamente se procesa de manera que los residuos de la incineración de los desechos se introducen en la escoria de los trabajos de acero dentro de un convertidor, particularmente uno de soplo en la parte inferior, equipado con boquillas para 02 o aire, por supuesto, que se emplea, en operación con, por ejemplo, hornos eléctricos con un quemador integrado u otros convertidores de reducción que se conciban. Aún, el uso de un convertidor OBM de soplo inferior constituye una variante particularmente preferida tanto en términos del aparato como en términos de la utilización de la energía. Con el objetivo de lograr la viscosidad deseada de la escoria, es una ventaja proceder de forma que de 20 a 40% por peso de los residuos de la incineración de desechos sólidos se introduce en 60 a 80 % por peso de trabajos de acero o de escoria LD.

Tal y como se mencionó al comienzo, el hierro crudo que se forma mediante la reducción, en una manera particularmente ventajosa, se puede utilizar como escoria en una planta acerera. Con el objetivo de asegurar una escoria particularmente benéfica y el control del baño de hierro, especialmente con altas porciones de metales no ferrosos, es ventajoso proceder de forma tal que la reducción de la fase de escoria liquida se efectúe en al menos dos pasos, en donde, en una primera fase, el contenido de Feo de la fase de escoria se mantiene entre 1.5 y 5 % por peso, preferiblemente por encima del 2% por peso, y el baño de FeO se descarga y, subsecuentemente la escoria se reduce a aleaciones Fe-M, Fe-Cr y Fe-V luego de agregar reductantes libres de carbono, como por ejemplo, Al, Fe-Si. Por el hecho de que el contenido de FeO de la escoria se mantiene por encima de 1.5% por peso y ventajosamente, por encima de 2 % por peso, Cr, V, y Mn permanece en la escoria y la separación, en una forma selectiva, es viable después de la separación del baño de Fe en una segunda reducción en una manera enriquecida. Cuando los residuos de la incineración de desechos se introducen, en forma sólida en el baño de escoria de los trabajos de acero, los cloruros de metal pesado y opcionalmente los óxidos se evaporarán primero. En particular, zinc, plomo, cadmio y mercurio prácticamente cuantitativamente. De igual forma, los compuestos de cloruro de cobre, estaño y níquel son capaces de evaporarse parcialmente para el momento en que se introducen los residuos de la incineración de desechos. Justamente, resta el cromo en la escoria prácticamente de forma cuantitativa, de forma opcional, también una gran porción de azufre presente se incorpora en la escoria. Los metales pesados oxidados disueltos en la escoria y, en particular, en el óxido de hierro de la escoria, como por ejemplo cobre, estaño, níquel y cromo, mediante el carbono o el monóxido de carbono disuelto en el baño de hierro, se puede reducir fácil y rápidamente en hierro en su forma regular. Si el cromo permanece en la escoria, este se puede reducir rápida y fácilmente en el baño de hierro al agregar aluminio o silice de hierro o cualquier otro reductante libre de carbono. En su totalidad, una escoria reducida, ampliamente purificada, de metales no ferrosos asi formada, se puede utilizar como un componente de cemento mezclado óptimo o cemento sintético de alto horno. El producto final se caracteriza por un contenido extremadamente bajo de metales pesados, el hierro crudo que se forma y que tiene una porción comparativamente alta de carbono se vuelve a utilizar, de forma directa, en forma liquida en una planta acerera.

A continuación, la invención se explicará en más detalle mediante la forma de realización ejemplar. La escoria de LD tiene la siguiente composición Acero 20 % por peso Si02 13 % por peso A1203 1 % por peso CaO 33 % por peso MgO 4 % por peso FeO 21 % por peso S 0.05 % por peso P 0.5 % por peso Cr 0.15 % por peso se introduce en el convertidor de soplo inferior a un promedio de 70:30 con la escoria de la incineración de desechos que tiene la composición: Si02 43 % por peso CaO 13 % por peso A1203 8.5 % por peso Fe203 10 % por peso MgO 1.5 % por peso Na20 3.5 % por peso S03 1 % por peso Ti02 1.5 % por peso Cu 0.4 % por peso Ni 0.04 % por peso Cr 0.15 % por peso Zn 0.35 % por peso Pb 0.15 % por peso se efectúa la mezcla intensa. La escoria mezclada se caracteriza por tener la siguiente composición Acero 17 % por peso Si02 24 % por peso CaO 28 % por peso A1203 6 % por peso Fe203 18 % por peso MgO 3 % por peso Na20 1 % por peso S03 0.3 % por peso Ti02 0.6 % por peso Cu 0.15 % por peso Ni 0.02 % por peso Cr 0.2 % por peso P 0.35 % por peso Después déla reducción de la escoria que se ha efectuado, una escoria sintética de alto horno que tiene la siguiente composición S?02 38 % por peso CaO 43 % por peso A1203 11 % por peso MgO 5 % por peso Na20 2 % por peso se formó, la reducción se efectúa en un convertidor OBM con la ayuda de carbono, monóxido de carbono y aluminio. No se detectaron más los metales pesados al utilizar el análisis fluorocente de rayos X, en la escoria pura que se obtuvo de esta forma, de lo que se puede concluir, claramente, que estos metales solo pueden estar presentes por debajo de las 100 ppm. La escoria granulada por agua corresponde a la escoria de alto horno de más alta calidad hidráulicamente en el cemento mezclado, sobresaliendo para un Índice de acuerdo con Keil, mayor que el 100 %. El hierro crudo formado se recupero con la siguiente composición C 3.5 % por peso Cu 0.5 % por peso Ni 0.1 % por peso Cr 0.6 % por peso P 1 % por peso Al 1.5 % por peso Balance de Fe El hierro crudo sobresale por un contenido relativamente bajo de metales pesados y, en particular, un bajo contenido de cobre, este hierro se procesa en una planta acerera de una forma ventajosa.

Claims (1)

Reivindicaciones 1. Un procedimiento para procesar residuos de la incineración de desechos, de forma tal, que por ejemplo las escorias de la incineración de desechos, en que las escorias se someten a un proceso de reducción mientras se separan los metales, que se caracteriza en que los residuos de la incineración de desechos se introducen en un baño de escoria de planta acerera, en cantidades que varía desde 15 hasta 45 % por peso, basado en la cantidad promedio, que los metales pesados o compuestos de metal pesado, como por ejemplo cloruro de Zn, Pb, Cd o Hg, que se evaporan durante la fusión de los residuos de la incineración de desechos o escoria se retira y el baño liquido se reduce con la ayuda de portadores de carbono y bajo la formación de un baño de hierro, después de los que la fase de escoria agotada de los metales se granula y se utiliza como un componente de cemento mezclado. 2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza en que la temperatura de los líquidos del baño de escoria se mantiene mediante el soplo de oxígeno o aire en el baño de Fe carburizado durante la reducción. 3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza porque el 20 al 40 % por peso de los residuos de la incineración de desechos sólidos se introduce en 60 a 80 % por peso de escoria de trabajos de acero o LD. 4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, que se caracteriza por que los residuos de la incineración de desechos se introduce en un convertidor, particularmente de soplo inferior, equipado con boquillas de 02 o aire. 5. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 4, que se caracteriza porque el hierro crudo que se forma mediante la reducción se utiliza como escoria en una planta acerera. 6. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 5, que se caracteriza porque la reducción de la fase de escoria liquida se efectúa en, al menos, dos pasos, en donde en la primera fase el contenido de Feo de la fase de escoria se mantiene entre

1.5 y 5 % por peso, preferiblemente por encima de 2 % por peso, y el baño de Fe se descarga y subsecuentemente la escoria se reduce a aleaciones de Fe-Mn, Fe-Cr y Fe-V después de la adición de reductantes libres de carbono, como por ejemplo, Al, Fe-Si.