SE452025B - Forfarande for atervinning av bly ur blyrestprodukter - Google Patents

Description

452 025 starkt reducerande betingelser, vilka upprätthålles genom endast partiell förbränning av gasbränslet. varvid droppar av bly och slagg uppsamlas i en reaktor anordnad under flamman. För att eliminera problem med bildning av svavelhaltiga produkter föreslås det att man först behandlar slammet med ammoniumkarbonat för att avlägsna svavel.

Vid schaktugnsupparbetning tillföres ackumulatorskrotet blandat med styckeformig koks. För upptagning av svavelinnehållet tillsättes järn söm vid flamugnssmältning. Därvid erhålles ett råbly hållande legeringselement, såsom antimon, en blyskärsten, samt en schaktugns- slagg som till ungefär hälften återföres i processen. Det är en väsentlig olägenhet att schaktugnsprocesser av detta slag fordrar att chargen är styckeformig och att det krävs så mycket returslagg.

Det är dessutom förenat med praktiska svårigheter att separera blyskärstenen från schaktugnsslaggen, vilken i sin tur är svår att upparbeta för utvinning av dess blyinnehåll som kan uppgå till ca l5%.

Anrikat ackumulatorskrot, vilket i princip innefattar slammet plus metalliska beståndsdelar, kan även upparbetas i elektrougn, flamugn eller långsamroterande rullugnar av ovan antytt slag. Skrotet smäl- tes härvid i närvaro av kol eller koks och järn samt med tillsats av alkaliskt flussmedel, vanligen soda, vilka har till uppgift att åstadkomma en tillräckligt fluid slagg, som även har till uppgift att binda svavel i största möjliga utsträckning så att bildning av blyskärsten kan undvikas och därmed blyförlusterna minskas. En all- varlig olägenhet med dessa kända förfaranden är emellertid att den alkalihaltiga slaggen på grund av sin stora vattenlöslighet ej kan deponeras utan risk för tungmetallkontaminering av marken.

I vår tidigare SE,B, 7317217 föreslås upparbetning av ackumulator- skrot i en toppblåst roterkonverter i ett tvåstegsförfarande, där materialet först smältes till en oxidisk smälta, som i ett andra steg reduceras under kraftig ugnsrotation med koks eller annat re- duktionsmedel. Tiden för en hel smältcykel inklusive tiden för 452 025 chargering och tappning är ungefär 5,5 timmar i en normal driftsan- läggning. Detta förfarande har, trots att det hanterings- och miljö- mässigt utgör ett väsentligt framsteg gentemot de kända etablerade förfarandena för upparbetning av ackumulatorskrot, ännu inte ekono- miskt kunnat konkurrera vid sådan hantering,pa grund av den relativt långa smältcykeln och därmed höga energikostnader.

Det har nu överraskande visat sig möjligt att anvisa ett nytt för- farande genom vilket man i väsentlig utsträckning eliminerar olägen- heterna hos tidigare kända förfaranden för upparbetning av inled- ningsvis beskrivna restblyprodukter. Samtidigt medger det nya för- farandet väsentligt större flexibilitet i valet av restprodukter eftersom det inte är kritiskt eller nödvändigt att separera metalliskt eller organiskt material från batterislammet och inte heller nödvän- digt att agglomerera slammet om detta skall upparbetas separat. För- farandet medger sålunda upparbetning av såväl oseparerat ackumula- torskrot som batterislam tillsammans eller tillsatt var för sig. W” De kännetecknande dragen hos förfarandet enligt uppfinningen fram- går av tillhörande patentkrav. Det är sålunda väsentligt vid för- farandet att tillsätta restprodukterna tillsammans med fast reduk- tionsmedel. lämpligen finfördelad koks med en styckestorlek under mm och att tillsatta material värmes under kraftig omröring till en temperatur mellan ca l050°C och l250°C. Genom att mängden reduk- tionsmedel väljas så stor att reduktion av väsentligen hela det icke-metalliska blyinnehallet och närvarande icke-metalliska lege- ringselement till blymetall säkerställas erhålles genom värmningen en blysmälta som även löser utreducerade legeringselement. Vid värmningen spjälkas även närvarande sulfater och basiska sulfater under reduktion, varvid bildas svaveldioxid och blyoxid, som i sin tur reduceras till blymetall av i chargen närvarande fast reduk- tionsmedel.

Vid upparbetningen bildad svaveldioxid kan elimineras ur den bildade gasen på olika sätt, exempelvis genom absorption pa kalk (kalkscrubber) efleri kaflt vatten eller citratlösning, ur vilken svaveldioxid strippas l0 452 025 med gas eller ånga för framställning av ren svaveldioxid, eller genom att gasen tillföres en svavelsyrafabrik.

Under förutsättning att de tillförda materialen är av ovan och i kraven angiven typ krävs heller ingen tillsats av slaggbildare, då det överraskande visat sig att smältan kan hanteras utan någon slaggbildning. De för upparbetning enligt uppfinningen lämpade blyrestprodukterna kan förutom svavel som sulfat innehålla väsent- liga mängder av en eller flera element inom gruppen arsenik, anti- mon, kalciun, tenn och liknande i bly lösliga element. Sådana produkter kan förutom i form av anrikningsprodukter och slam från ackumulatorer erhållas i form av exempelvis lakrester och lakslam från zinkframställning.

För genomförande av förfarandet kan användas varje ugnsenhet i vil- ken smältning kan genomföras under omröring av charge och smälta.

Det är således möjligt att utnyttja en väsentligen vertikalt anord- nad reaktor av konvertertyp, exempelvis av LD- eller DBM-typ, var- vid omröringen ombesörjes pneumatiskt med hjälp av en gas som bringas passera genom smältan. Gasen kan exempelvis införas genom lansar eller formor anordnade nedtill på konvertern. Stationära konvertrar av denna typ är emellertid opraktiska, särskilt med hänsyn till svå- righeterna att ombesörja effektiv omröring då styckeformiga restpro- dukter skall behandlas. Av dessa skäl föredrages det att ombesörja omröringen mekaniskt genom att i stället utnyttja en toppblast roter- konverter, exempelvis av Kaldo-typ, varvid omröringen sker genom ugnsrotation, vilket är effektivare vid en inhomogen charge bestä- ende av en väsentlig andel fast, grovt material där även ombland- ning av fast material är väsentlig. En lämpligt avpassad omröring erhålles om konvertern får rotera med en periferihastighet mätt pà dess insida av ca 0,5 - 3 m/s.

Värmningen av chargen ombesörjes lämpligen av en olje-syrgasbrännare.

Det har visat sig att bästa resultat och lägsta oljeförbrukning erhålles om brännaren körs oxiderande. 452 025 = Det skall även omnämnas och understrykas att ackumulatorskrot med väsentligt innehåll av organiskt material, exempelvis i form av plasthöljen till batterier kan tillsättas och upparbetas inom ramen för förfarandet enligt uppfinningen. Det organiska materialet kan lätt brännas av eller pyrolyseras före eller t o m under själva smältningsfasen utan att övriga reaktioner störs. Det organiska materialet kan t.o.m. efter inledande pyrolys eller partiell för- bränning utnyttjas såsom enda reduktionsmedel vid förfarandet, men i vissa fall kan extern tillförsel av koks vara nödvändig. Vid plast- höljen av polypropylentyp, vilka numera är vanligast, erhålles inga restprodukter vid förfarandet, medan de vid äldre batterier använda ebonitplasterna ger en rest av aluminiumsilikat, som kan kräva en viss flussmedeltillsats för att inte störa processen.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i form av ett föredraget utföringsexempel.

EXEMPEL l l2,5 ton batterislam med följande huvudanalys: 63,4 % Pb 0.58 % Sb 0.ll % As 6,4 % S (som sulfat) 8,l Z H20 chargerades tillsammans med l ton koks i styckestorlekar mellan 5 mm och l2 mm till en toppblåst, roterande konverter av Kaldo-typ med en inre diameter av 2,5 m.

Chargen värmdes med en oljesyrgasbrännare till degkonsistens, vilket tog 20 min räknat från chargeringens början. Under själva chargeringen och strax därefter roterades konvertern 3 rpm, men rotationshastig- heten höjdes sedan till l0 rpm. Därefter tillsattes ytterligare en charge bestående av l2,5 ton slam samt 3 ton koks och värmningen fortsatte med oxiderande laga under l0 rpm rotation av konvertern under en tid av l55 min. Härvid kunde en blysmälta med en svavelhalt av 0,5% samt med l,2% Sb och 0,25% As uttappas. Totalt krävdes en tid 452 025 på l80 min för hela smältcykeln inklusive chargering och tappning.

EXEMPEL 2 ton vätsketömda blyackumulatorer, huvudsakligen av polypropylen- typ, samt l0 ton returstoft chargerades satsvis. 4 ton/charge till toppblàst. roterande konverter av Kaldo-typ. Det organiska materi- alet i varje delcharge förbrändes med syrgas i ugnen, varvid syrgas- tillförseln kontrollerades så att en reducerande atmosfär bibehölls 1 ugnen. De kolmonoxidrika avgaserna efterförbrändes med sekundär- luft i*en vattenkyld avgashuv.

Varje delcharge brändes med ca 7,5 m3 02/minut i 20 minuter, innan nästa delcharge togs in på ugnen. När allt material sålunda charge-- rats och bränts, vidtog en efterförbränning med olje-syrgasbrännare för att säkerställa fullständig förbränning och smältning av mate- rialet. Därefter kunde en blysmälta med 3% Sb avtappas. Totalt krävdes 280 minuter för hela smältcykeln inklusive chargeringar och tappningar. gïi.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 452 025 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för återvinning av bly och i bly utnyttjade legerings- element ur blyrestprodukter av typ ackumulatorskrot och fraktioner av detta, såsom batterislam, samt liknande oxidisktsulfatiska material, k ä n n e t e c k n a t av att restprodukterna tillsammans med fast reduktionsmedel tillföres en ugn i vilken smältning kan genomföras under omröring av charge och smälta, företrädesvis en toppblâst roterkonverter, varvid mängden fast reduktionsmedel avpassas för reduktion av det icke-metalliska blyinnehållet i restprodukterna jämte däri närvarande legeringselement, att tillförda material värmas till en temperatur mellan cirka l050°C och l250°C för smältning, spjälkning och reduktion av restprodukterna till bildning av en legeringselementen innehållande blysmälta under så kraftig omröring, som motsvarar den som erhålles i en toppblâst roterkonverter vid en ugnsrotation som ger ca 0,5-3 m/s periferihastighet mätt på ugnens insida. 2% k ä n n e t e c k n a t av att som reduktionsmedel väljes finfördelad koks, företrädesvis med_en huvud- saklig styckestorlek under 20 mm.

2. Förfarande enligt krav l,

3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att värmningen âstadkommes med en mot chargen riktad brännare.

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att brännaren körs med oxiderande oljesyrgasflamma eller enbart med syrgas eller syrgasanrikad luft.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid restproduk~ terna helt eller delvis utgöres av ackumulatorskrot med höljen av organiskt material, k ä n n e t e c k n a t av att det organiska materialet först pyrolyseras eller partiellt förbrännas med syrgas i ugnen, varefter den kolhaltiga resten av det organiska materialet får utgöra åtminstone en väsentlig del av den för.reduktionen nödvändiga mängden fast reduktionsmedel. '