PL194872B1 - Sposób przetwarzania pyłów albo mieszanin pyłów - Google Patents

Abstract

1. Sposób przetwarzania pylów albo mieszanin pylów, które zawieraja alkalia i metale ciezkie, takich jak na przyklad pyly stalownicze, pyly rudne albo pyly wielkopiecowe, znamienny tym, ze pyly przesyla sie na kapiel albo do kapieli zlozonej z cieklych metali i cieklych zuzli tlenkowych, których zasadowosc przed wprowadzaniem pylów nastawiono na wartosci od 1 do 1,4, pneumatycznie na powierzchnie albo pod powierzchnie zuzla i wdmuchuje albo nadmuchuje za pomoca gazów nosnych, oraz ze lotne zwiazki metali ciezkich, na przyklad tlenki Zn i ewentualnie Pb z fazy gazowej, oddziela sie i do zuzli wprowadza alkalia. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania pyłów albo mieszanin pyłów, które zawierają alkalia i metale ciężkie, takich jak na przykład pyły stalownicze, pyły rudne albo pyły wielkopiecowe, pyły z instalacji do spiekania, walcowni, instalacji do spalania śmieci oraz substancje resztkowe i popioły z instalacji do spalania i zakładów rozdrabniania.

Podczas procesów wielkopiecowych i stalowniczych występują z reguły wielkie ilości pyłów, których przetwarzanie jest związane z szeregiem problemów. W zależności od pochodzenia tego rodzaju pyłów zawierają one z reguły znaczne ilości metali ciężkich, których koncentracja jest jednak z reguły zbyt mała do bezpośredniego przetwarzania. Zwłaszcza pył stalowniczy z filtrów może zawierać ponad 10% wagowo tlenku cynku i tlenku ołowiu.

W czasie przetwarzania żużli tlenkowych proponowano już szereg sposobów, za pomocą których nastawia się odpowiednio nie tylko zasadowość tych żużli pod względem możliwego zastosowania jako dodatku przy mieleniu w przemyśle cementowym, lecz jednocześnie prowadzi się oczyszczanie i zubożanie w niepożądane składniki, które można wprowadzić częściowo w metalicznej postaci do kąpieli metalicznej, a częściowo występują ponownie jako pyły wtórne, względnie można je odzyskać z fazy gazowej.

W przypadku sposobów tego rodzaju, w których żużle tlenkowe pod względem swojego składu powinny być zoptymalizowane w celu dalszego zużytkowania w technologii cementu, wprowadza się względnie wdmuchuje szereg dodatków względnie substancji korygujących, przy czym za pomocą sposobów tego rodzaju udaje się także usunąć w sposób pewny substancje szkodliwe, a zwłaszcza substancje obciążone organicznie.

Wynalazek ma na celu zapewnienie ekonomicznego przerobu pyłów albo mieszanin pyłów wymienionych na wstępie, a jednocześnie stworzenie możliwości poddawania obróbce żużli, tak aby ułatwić dalsze ich wykorzystanie w technologii cementu.

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania pyłów albo mieszanin pyłów, które zawierają alkalia i ciężkie metale, takich jak na przykład pyły stalownicze, pyły rudne albo pyły wielko-piecowe, charakteryzujący się tym, że pyły przesyła się na kąpiel albo do kąpieli złożonej z ciekłych metali i ciekłych żużli tlenkowych, których zasadowość przed wprowadzaniem pyłów nastawiono na wartości od 1 do 1,4, pneumatycznie na powierzchnię albo pod powierzchnię żużla i wdmuchuje albo nadmuchuje za pomocą gazów nośnych, oraz że lotne związki metali ciężkich, na przykład tlenki Zn i ewentualnie Pb z fazy gazowej, oddziela się i do żużli wprowadza alkalia.

Korzystnie jako gaz nośny stosuje się gorące powietrze.

Korzystnie przetwarzane pyły miesza się z dodatkami, takimi jak na przykład węgiel, piasek i ewentualnie boksyt.

Korzystnie stosuje się pyły zmieszane z organicznie obciążonymi substancjami.

Korzystnie jako kąpiel metaliczną umieszcza się kąpiel z surówki.

Korzystnie kąpiel zawiera ciekłe żużle i ciekłą surówkę w stosunku od 1:3 do 1:6 wagowo, a zwłaszcza 1:4.

Korzystnie pyły albo mieszaniny pyłów wdmuchuje się do konwertora poprzez dyszy denne.

W sposobie według wynalazku pyły wprowadza się na kąpiel albo do kąpieli z ciekłych metali i ciekłych tlenkowych żużli, a zwłaszcza nadmuchuje albo wdmuchuje. Lotne związki metali ciężkich, takie jak na przykład tlenki Zn albo Pb, oddziela się z fazy gazowej, a alkalia wprowadza do żużli.

Dzięki temu, że tego rodzaju pyły albo pyły filtracyjne wprowadza się na kąpiel albo do kąpieli z ciekłych metali, a w tym przypadku przede wszystkim z ciekłej surówki i ciekłych tlenkowych żużli, udaje się przeprowadzić z bardzo wysoką selektywnością rozdział faz, przy czym zwłaszcza alkalia zawarte w pierwotnych pyłach pozostają w przeważającej części w żużlu, a metale ciężkie, takie jak cynk i ołów, w zasadzie w skoncentrowanej postaci można odnaleźć ponownie w pyle wtórnym, przy czym jednocześnie całą ilość wprowadzonego pyłu można istotnie zmniejszyć, zwłaszcza daleko poniżej polowy pierwotnej ilości.

Obok istotnego efektu zmniejszenia ilości pyłu, udaje się w ten sposób w ramach sposobu według wynalazku tworzyć pyły wtórne, których dalsze ekonomiczne zastosowanie jest znacznie ułatwione dzięki wyższej koncentracji poszczególnych składników, których odzyskanie wydaje się mieć sens, przy czym jednoczesne wzbogacenie żużli tlenkowych za pomocą alkaliów nadaje odpowiedniemu produktowi lepsze właściwości w związku z możliwym dalszym wykorzystaniem w technologii cementu.

PL 194 872 B1

W ramach sposobu według wynalazku postępuje się korzystnie w ten sposób, że zasadowość ciekłych żużli nastawia się przed wprowadzaniem pyłów na wartości na przykład od 1 do 1,4. Tlenkowe ciekłe żużle o tego rodzaju zasadowości, które unoszą się na kąpieli surówki, odznaczają się szczególnie wysoką selektywnością przy pożądanym oddzieleniu alkaliów i jednocześnie nieznacznej skłonności do wchłaniania ciężkich metali.

Jednocześnie udaje się w ramach tego rodzaju sposobu obniżyć zawartość tlenku żelaza w zastosowanych pyłach względnie pyłach z filtrów, tak że udaje się odzyskać z pyłów tego rodzaju ciekłe żelazo jako efekt uboczny, co zwiększa dalej ekonomiczność sposobu. Obok istotnego zmniejszenia ogólnej ilości pyłów udaje się w ten sposób odzyskać żelazo z tlenków żelaza i jednocześnie wzbogacić pył wtórny w metale ciężkie, dzięki czemu stwarza się szczególnie korzystne warunki ekonomicznego odzyskiwania poszczególnych składników pyłów wtórnych.

W szczególnie korzystnym sposobie wprowadzanie pyłów odbywa się drogą pneumatyczną, przy czym postępuje się korzystnie w taki sposób, że pyły przesyła się pneumatycznie na powierzchnię albo pod powierzchnię metalu albo żużla i wdmuchuje albo nadmuchuje z gazami nośnymi, a zwłaszcza gorącym dmuchem.

Tego rodzaju przesyłanie pneumatyczne, umożliwia jednocześnie przy wprowadzaniu pyłów przeprowadzenie jednorodnego przemieszania z dodatkami, które wskutek tego po pierwsze ułatwiają przesyłanie pneumatyczne, a po drugie umożliwiają jednocześnie wprowadzanie pożądanych składników do żużli tlenkowych.

Szczególnie korzystnie można postępować zwłaszcza w ten sposób, że przetwarzane pyły miesza się z dodatkami, takimi jak węgiel, piasek i ewentualnie boksyt, przez co na przykład przy stosowaniu węgla obok polepszenia podatności na przesyłanie pneumatyczne jednocześnie także stawia się do dyspozycji odpowiedni potencjał redukcyjny do ciągłego oddzielania metalicznego żelaza z zawartych w pyłach tlenków żelaza. Dodatek piasku i boksytu umożliwia jednocześnie polepszenie podatności na przesyłanie pneumatyczne, przy czym tego rodzaju dodatki mogą służyć jednocześnie do korygowania pożądanej docelowej zasadowości żużli tlenkowych oraz do nastawiania ewentualnie pożądanej wyższej zawartości tlenku glinowego w żużlach.

W ramach sposobu według wynalazku daje się także jednocześnie poddawać pewnej obróbce szereg dalszych problematycznych substancji, takich jak na przykład substancje obciążone organicznie, a zwłaszcza zawiesiny i szlamy, przy czym tego rodzaju dodatki nadają się także do polepszania pneumatycznego przesyłania pyłów przez hamowanie tworzenia się aglomeratów. Przy wprowadzaniu tego rodzaju pyłów zmieszanych z obciążonymi organicznie substancjami udaje się całkowicie spalić część organiczną, przy czym jednocześnie można postawić do dyspozycji dalszy potencjał redukcyjny w celu redukcji tlenków żelaza z pyłów.

Szczególnie korzystnie, wprowadzanie pyłów albo mieszanin pyłów odbywa się w ten sposób, że wdmuchuje się je do konwertora poprzez dysze denne. Po przemianie, która ma miejsce zwłaszcza na granicy faz pomiędzy żużlem i kąpielą metaliczną, pojawia się pył wtórny w ilości, która jest daleko mniejsza niż jedna trzecia pierwotnej ilości, a nawet poniżej 10% pierwotnej ilości.

Wynalazek wyjaśniono bliżej za pomocą przykładu wykonania. W konwerterze z kąpieli złożonej z 10 t ciekłej surówki wytwarzano 2 tony żużla o następującym składzie:

Żużel
	Masa %
1	2
CaO	47,9
SiO2	36,6
Al2O3	7,3
MgO	2,9
TiO2	1,2
FeO	1,6
MnO	2,1

PL 194 872 B1 cd. tabeli

1	2
Na2O	0,1
K2O	0,2
ZnO	0
PbO	0

Żużel ten, przeznaczony do dalszego wykorzystania w technologii cementu, odznacza się korzystną zasadowością i zawiera z reguły tylko nieznaczne ilości alkaliów.

W przypadku określonych właściwości cementu, a zwłaszcza właściwości wytrzymałościowych, takich jak na przykład wczesna wytrzymałość, zapraw albo mieszanin betonowych wytworzonych za pomocą tego rodzaju żużli jako dodatku przy mieleniu, pożądana byłaby w ogóle większa zawartość alkaliów.

Poprzez dysze denne wdmuchiwano teraz do tego rodzaju kąpieli 1 tonę pyłu stalowniczego z filtrów o następującym składzie:

Żużel
	% wagowo
CaO	7,1
SiO2	5,0
A12O3	1,3
MgO	2,9
TiO2	0,4
FeO	64,0
MnO	4,2
Na2O	2,8
K2O	0,1
ZnO	11,5
PbO	0,7

Pył stalowniczy z filtrów zawierał zatem godne uwagi ilości alkaliów i metali ciężkich. Przy przechodzeniu przez kąpiel następowało rozdzielenie faz, przy czym zawarte w pyle pierwotnym alkalia o wysokiej selektywności wiązano w żużlu, a metale ciężkie, takie jak cynk i ołów można było ponownie znaleźć w postaci odpowiednich tlenków, w skoncentrowanej postaci w pyle wtórnym. Końcowy skład żużla nastawiano po obróbce pyłów stalowniczych z filtrów o następującym składzie ustalonym analitycznie:

Żużel
	% wagowo
1	2
CaO	46,9
SiO2	35,4
Al2O3	7,3
MgO	3,9

PL 194 872 B1 cd. tabeli

1	2
TiO2	1,2
FeO	1,7
MnO	2,0
Na2O	1,2
K2O	0,4
ZnO	5 ppm
PbO	< 5 ppm

Otrzymywano pył wtórny w ilości około 264 kg i miał on następujący skład:

Skład pyłu wtórnego z filtrów
	% wagowo
CaO	4,2
SiO2	3,1
Al2O3	1,2
MgO	0,1
TiO2	0,2
FeO	47,8
MnO	0,4
Na2O	0,2
K2O	0,4
ZnO	39,8
PbO	2,6

Z porównania składu zastosowanego pyłu stalowniczego z filtrów ze składem pyłu wtórnego z filtrów, i z porównania składów żużli wynika, że K2O można było ponownie znaleźć w ilości do około 3,2% w pyle wtórnym, natomiast w żużlu produktu można było znaleźć 96,8% wagowo K2O w zastosowanym pyle. Podobnie przebiega rozkład pierwotnej zawartości Na2O, przy czym znajdowano 4,5% wagowo pierwotnej części w żużlu produktu i 95,5% wagowo we wtórnym pyle z filtrów.

Odwrotnie zachowują się wartości dla tlenku cynku i tlenku ołowiu, które można było znaleźć ponownie w ilościach do 99,7 względnie 99,9% wagowo w pyle wtórnym z filtrów. Uwarunkowany przez całkowite zmniejszenie ilości pyłu wtórnego z filtrów względem zastosowanej ilości pyłu stalowniczego pył wtórny z filtrów, zawiera teraz ilości tych metali ciężkich, które wydają się być racjonalne dla dalszego ekonomicznego przerobu. W żużlu produktu stwierdza się tylko około 0,3 względnie 0,1% wagowo zawartości tlenku cynku względnie tlenku ołowiu w zastosowanym pyle stalowniczym z filtrów.

Claims (7)

1. Sposób przetwarzania pyłów albo mieszanin pyłów, które zawierają alkalia i metale ciężkie, takich jnt nn yeeyałnd yyły zónlswnicas, yyły audns nlOs yyły wisltsyiscsws, znamienny tym, ks yyły yaaszyłn zię na kąyisl alOs ds kąyisli ałsksnsj a ciekłych mstali i ciekłych kukli tlsnkswych, ktbeych aazadswsść yaasd wyaswadaanism yyłbw naztawisns na waetsści sd 1 ds 1,4, ynsumatycanis na yswisaachniż alOs ysd yswisaachniż kukla i wdmuchujs alOs nadmuchujs aa ysmscą gaabw nsśnych, seaa ks lstns awiąaki mstali ciękkich, na yaaykład tlsnki Zn i swsntualnis PO a faay gaaswsj, sddaisla zię i ds kukli wyaswadaa alkalia.

2. SyszbO wsdług aaztea. 1, znamienny tym, ks jaks gaa nsśny ztszujs zię gseącs yswisteas.

3. Ssnszb wwsług zanótz. 1, zznmieenn tym, żk przatwarzane pyty miesza się z PoSdróami, tt^kimi jak na yr^ykład węgisl, yiazsk i swsntualnis Oskzyt.

4. Spyszb waSług zaiztz. 1, z^c^r^i^r^r^yr tym, Zk zzó^^i^^^ zżę; pyty zmieszam z orzgriiccaie osciąksnymi zuOztancjami.

5. Sposób wedtuu zaiztz. 1, znamiennn tym, że pako kąpiel metallccaą umieszcca sźę kąpiel a zuebwki.

6. Sposób wedtuu z^i^zt^. 1, znamiennn tym, że kąpiel zawiera οίθΜθ żużle i ocettą suuówkę w ztszunku sd 1:3 ds 1:6 wagsws, a awłazacaa 1:4.

7. Ssnszb w^S^^u zanótz. D zzamieenY ttym Zk pyy< zlbO miesóaniny pytów zię Zo ksnwsrtsra osoeasa dyzay dsnns.