PT1947202E

PT1947202E - Processo para reciclagem de poeiras de filtragem

Info

Publication number: PT1947202E
Application number: PT06380322T
Authority: PT
Inventors: Carlos Ruiz De Veye; Ignacio Alfaro Abreu; Juan Carlos Mugica Iraola; Patricio Aguirre Mujica; Rodolfo Solozabal Echevarria; Eduardo Arenales Gomez; Jorge Juan Aragon Puy
Original assignee: Befesa Aluminio Bilbao S L
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2009-04-07
Also published as: DE602006005837D1; EP1947202B1; ES2321550T3; US7867318B2; EP1947202A1; ATE426047T1; PL1947202T3; US20080141829A1

Description

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DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA RECICLAGEM DE POEIRAS DE FILTRAGEM"

Objecto da invenção 0 objecto da presente invenção é apresentar um processo para a reciclagem das poeiras oriundas de filtros de limpeza dos gases de fornalhas, usados na fusão do alumínio ou dos seus resíduos, como sejam escórias e sucatas, nas refinarias do alumínio. A presente invenção seria integrada no processo geral de reciclagem do alumínio e no tratamento dos seus resíduos, tendo por isso interesse para a indústria de fabrico do alumínio.

Fundamentos da invenção

As maiores dificuldades metalúrgicas para as refinarias do alumínio são, hoje em dia, colocadas pela reciclagem dos materiais com um baixo teor de metal, sendo o referido processo executado em fornalhas, as quais utilizam agentes fluidificantes, misturas de cloreto de sódio (CINa) e cloreto de potássio (C1K), em diferentes proporções. A reciclagem do metal é assim executada. 0 agente de fluidificação utilizado, chamado de escória salina, toma a forma de grandes bolos solidificados, quando é removido da fornalha. Esse produto secundário contém o óxido e uma certa quantidade de alumínio metálico (5%-8%) nele absorvida, cujo elevado preço justifica um tratamento de recuperação. 0 agente fluidificante utilizado é também reciclado no processo de reciclagem do óxido de alumínio desenvolvido a partir dessa escória salina. 2 A fornalha destinada a fundir a espuma de alumínio e a escória de alumínio tem dois objectivos principais: 1. Reciclagem da escória salina, com produção de um agente de fluidificação, a ser reutilizado, de concentrados de alumínio para refundição e de um óxido para venda. 2. Uma instalação para a limpeza dos gases, na qual as poeiras de filtragem são produzidas. 0 tratamento dos gases de combustão da fornalha requer a adição prévia de sais em pó para neutralizar os gases ácidos (cal e bicarbonato), carbono activado, etc. e é executado em filtros de saco.

Actualmente o pó é despejado, dado que o seu tratamento nas instalações actuais de escória salina altera muito o processo de produção. 0 principal interesse é, neste caso, obter um desperdício zero neste tipo de resíduos. Têm sido levados a efeito diferentes estudos para atenuar este problema. No passado foi estudada a reintrodução na fornalha das poeiras da filtragem dos gases, mas ela prolonga a fusão e não é eficaz em termos de custos, devido às poeiras adicionadas. Uma solução mais racional seria misturá-las com a escória salina para seguirem o mesmo processo de reciclagem, mas os testes efectuados nesse sentido não recomendam isso com alguns tipos de poeiras. As poeiras de filtragem são continuamente incorporadas no processo de tratamento da escória salina, a partir do saco de transporte (geralmente do tipo conhecido como Big Bag [Saco Grande]), através de um funil e deste último para um alimentador vibratório e um transportador helicoidal 3 rotativo. São misturados no transportador helicoidal rotativo com o material triturado, que vem da escória salina, seguindo posteriormente o mesmo tratamento.

As poeiras de filtragem da trituração da escória de alumínio são também incorporadas no processo, embora sejam feitas reagir de modo diferente do das poeiras da trituração da escória salina.

Esta forma de operar por meio da incorporação das poeiras da filtragem dos gases das fornalhas durante um determinado período de tempo deu origem a numerosos problemas, os quais atrasavam a produção da instalação.

As poeiras de filtragem de outras instalações de absorção de gases das fornalhas de uma refinaria também podem provocar muitos problemas ao serem recicladas da forma descrita: - Têm uma quantidade de sais solúveis inferior à da escória salina e a proporção de água necessária é diferente. Têm compostos carbónicos, os quais prejudicam o contacto e a dissolução com a água. - Têm muito menos alumínio do que a escória salina e a sua reactividade é muito inferior, embora não o seja a presença de substâncias que têm de ser tornadas inertes. Têm um tamanho de grânulo de partícula fino e a decantação e filtragem exigem condições de trabalho muito especiais. 4

As poeiras de filtragem sempre foram difíceis de tratar e é essa a razão porque acabam por ser depositadas em locais de depósito devidamente autorizados. Por outro lado foi demonstrado que é possível um processo húmido bem sucedido de tratamento das poeiras de filtragem. 0 problema é que as substâncias mais tóxicas não são destruídas neste processo, acabando antes por ficar incluídas no produto final, reduzindo a sua qualidade.

As poeiras resultantes da filtragem dos gases da refinação do alumínio possuem as seguintes características médias: % Matéria orgânica 5-25 % CINa+ClK 5-65 % A1203 (óxidos) 55-65 % Ai (metal) 1-8 % S1O2 i—1 1 0 % MgO 0-1 % Fe203 0-1 % NA1 0-1 % S3AI2+C3AI4 Vestígios % Metais pesados Vestígios A matéria orgânica são óleos, gorduras, carbono livre, alcatrão e outros. A US 6 077 328 descreve um processo, para reduzir o teor de dioxina e de furano, nos gases de escape da produção secundária de alumínio.

Os inventores, que são pessoas técnicas do ramo, não têm conhecimento de qualquer sistema com as características descritas abaixo. 5

Descrição da invenção

Para obviar aos inconvenientes referidos acima é proporcionado o sistema de reciclagem de poeiras de filtragem objecto da presente invenção. 0 sistema de reciclagem das poeiras de filtragem é integrado no processo geral de tratamento da escória salina. A matéria em bruto, que é processada, é constituída pela escória salina obtida no tratamento da escória de alumínio numa fornalha de banho salino. 0 ciclo de produção é constituído por três fases fundamentais: 1. Trituração mecânica do material (extracção do alumínio metálico): A escória salina são apresentadas em blocos de 0,2 a 0,5 m1 2, com uma densidade aparente de 1,5 Tn/ m2. Esse material triturado é enviado para um sistema de separação. Três concentrados de alumínio, os quais são comercializados pelas refinarias de alumínio, são obtidos a partir deste tratamento mecânico. 1

Provocação da dissolução e reacção (obtenção de óxido de alumínio): O material vindo do passo de trituração é dissolvido em água. A dissolução dos sais é efectuada com parte dos condensados produzidos no passo de cristalização e com a filtragem concentrada de alumínio. A lama produzida é bombeada para os reactores. O objecto desta reacção é eliminar todos os gases e odores. Esses gases são produzidos pela reacção de algumas impurezas existentes no material com a água de dissolução. As reacções, que têm lugar quando o material fica húmido são: 2 2A1+3H20—»A1203+3H2 2NA1+3H20—»A1203+2NH3 C3A14+6H20^2A1203+3CH4 6 S3A12+3H20—»A1203+3SH2

Gases, principalmente amoníaco e hidrogénio gasosos, são produzidos durante todo o processo de dissolução-reacção, gases esses gue são conduzidos para a instalação de purificação, onde são devidamente tratados. As restantes lamas são enviadas para um filtro, onde os sólidos serão separados da salmoura produzida. Os sólidos são lavados na segunda parte do filtro para se eliminarem possíveis resíduos do sal nesse produto. 3. Cristalização da solução (com obtenção dos sais CINa e C1K): A salmoura, produzida no passo de dissolução é enviada para os cristalizadores. 0 magma obtido é enviado para uma centrifugadora, onde o licor mãe é separado dos cristais produzidos. 0 licor mãe é reciclado e os condensados são enviados para o tanque de armazenamento, a partir do qual a água é fornecida ao conjunto da instalação, do que resulta um consumo zero de água. 0 sistema e o processo de tratamento das poeiras de filtragem, que constituem o objecto da invenção, compreendem, pelo menos:

Um passo de pirólise: As poeiras de filtragem, que são muito leves e carbónicas, devem entrar num transportador helicoidal rotativo, onde serão aquecidas até uma temperatura não inferior a 500° C e não superior a 600° C. As substâncias orgânicas e tóxicas decompõem-se nesse aquecimento e parte do carbono e outros combustíveis arde na presença controlada de ar. 7

Um passo de tratamento dos gases: Em resultado da operação é produzida uma série de gases de arrastamento das poeiras. Essas poeiras têm de ser retidas e os gases neutralizados e tratados, para assim serem emitidos para a atmosfera sem criarem problemas ambientais. 0 resultado sólido do passo de pirólise é adicionado ao processo geral de reciclagem da escória salina, para assim ser incorporado no processo, tendo como resultado a reciclagem da escória salina.

Os resíduos de poeiras de filtragem são assim incorporados, por meio deste sistema, no sistema de reciclagem da escória salina, destruindo os produtos mais tóxicos e obtendo uma deposição zero desses produtos.

Breve descrição dos desenhos

Uma série de desenhos, que ajudam a compreender melhor a invenção e expressamente relacionados com uma forma de realização da referida invenção, como um exemplo, ilustrativo mas não limitativo, do mesmo, são descritos muito resumidamente abaixo. A Figura 1 mostra um esquema de um sistema de reciclagem de alumínio e de escória salina, juntamente com o sistema de tratamento de poeiras de filtragem, objecto da invenção.

Forma de realização preferida da invenção

Como se pode ver na Figura 1, o primeiro sistema, no âmbito do processo geral de reciclagem do alumínio é, estritamente falando, a reciclagem do metal (1) . Esta, por sua vez, compreende;

Um passo de crivagem (11), em que sucata ferrosa (17) e escória de alumínio (10) são produzidas e que continua para o passo seguinte.

Um passo de fusão, na fornalha (12), alimentado pela escória de alumínio vinda do passo de crivagem (11), combustível (13), ar (14), concentrados (15) e sais (16). Neste passo são obtidos alumínio (20), escória salina (21) e gases.

Um passo de tratamento do gás (18), em que os gases despejados para a atmosfera (19) são tratados e são geradas poeiras de filtragem (30). A escória salina (21) continua para o sistema de reciclagem da escória salina (2), que compreende pelo menos os seguintes passos:

Um passo de trituração e crivagem (22).

Um passo de dissolução e reacção (23), no qual o produto é recebido do passo de trituração (22), que gera gases (27) e óxido de alumínio e o qual continua para o passo de filtragem e lavagem (24).

Um passo de filtragem e de lavagem (24) do qual, por um lado, é obtido óxido de alumínio (26) e por outro lado, o resto dos resíduos continua para o passo de cristalização (25) .

Um passo de cristalização (25), do qual são obtidos os sais (16), que alimentam a fornalha (12). 9

As poeiras de filtragem (30) são tratadas no processo de tratamento das poeiras (3), que compreende pelo menos os seguintes passos:

Um passo de pirólise (31), no qual as poeiras de filtragem (30) entram num transportador helicoidal rotativo, onde são aquecidas até uma temperatura não inferior a 500°C e não superior a 600°C. As substâncias orgânicas e tóxicas decompõem-se nesse aquecimento e parte do carbono e outros combustíveis ardem na presença controlada do ar. A matéria orgânica é ainda mais oxidada devido à presença de oxigénio. Esse ar é fornecido pelo movimento do transportador helicoidal rotativo. O sólido resultante do passo de pirólise (31) é adicionado ao processo geral de reciclagem da escória salina (2), em qualquer dos seus passos.

Um passo de tratamento dos gases (32), em que os gases, que constituem o resultado da pirólise (31), são filtrados, que retém as poeiras e neutraliza os gases para a sua descarga (33) na atmosfera.

Lisboa, 30 de Março de 2009

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para o tratamento de poeiras de filtragem (3) do tipo produzido nos processos de reciclagem do alumínio, num sistema de reciclagem do metal (1) obtido da reciclagem de escória salina (2), caracterizado por compreender, pelo menos: um passo de pirólise (31), no qual as poeiras de filtragem (30) entram num transportador helicoidal rotativo, onde são aquecidas até uma temperatura não inferior a 500°C e não superior a 600°C; e no qual as substâncias orgânicas e tóxicas se decompõem nesse calor e parte do carbono e outros combustíveis ardem na presença controlada do ar, sendo esse ar misturado com as poeiras pelo movimento do transportador helicoidal rotativo; em que os materiais orgânicos são oxidados devido ao oxigénio fornecido; e em que o sólido resultante do passo de pirólise (31) é adicionado ao processo geral de reciclagem da escória salina (2).