SE528222C2 - Förfarande för satsvis upparbetning av värdemetallinnehållande återvinningsmaterial - Google Patents

Description

528 222 Enligt en av Boliden tidigare utvecklad process, som varit i drift vid Rönnskärsverken sedankett tjugotal år med goda driftsresniltat, och som i olika versioner beskrivs exempelvis i US-A-4 415 360 och US-A-4 705 562 upparbetas metallinnehållande skrot- och återvinningsprodukter med väsentlig andel organiska beståndsdelar genom avdrivning medelst pyrolys och/eller förbränning av de organiska substansema satsvis i en roterbar reaktor. Vid denna kända process uttas efter avdrivning av de organiska substanserna den kvarvarande oorganiska metallinnehållande produkten, även kallad brännrflsïen, ur reaktorn antingen i den form den föreligger efter avdrivningsfasen, vilken kan vara fast eller åtminstone partiellt smält, eller så uttas efier tillsats av slaggbildare eller metallsmältbildare huvuddelen av den kvarvarande produkten i form av en eller flera smälter, exempelvis slagg, metall och speiss.

Den efter processen uttagna produkten är väsentligen fii från organiska beståndsdelar och kan tillsâttas som normalt smältmaterial i lämplig pyrometallurgisk enhet i ett konventionellt metallsmältverk, exempelvis en Peirce-Smith-konverter. Smâltning av skrot- och återvinningsprodukter med organiska beståndsdelar i dylika enheter vållar stora problem och måste ofta till och med undvikas, på grund av risker med häftig gasbildning och farliga stänk och utkokande smälta ur enheten. Även bränt skrot utan något organiskt innehåll innebär olägenheter eftersom det ofia innehåller en stor andel fint material, som dammar svårt vid hantering och chargering. Denna olägenhet kan emellertid i väsentlig utsträckning elimineras vid upparbetning i vid de ovan nmnda processema, eftersom materialet vid dessa processer kan erhållas som en åtminstone partiellt smält brånnrest, varvid det finare materialet i brännresten smälts eller upptas av en smälta i reaktorn. Detta är för övrigt en av de väsentliga fördelarna gentemot andra kända, även kontinuerligt verkande skrotbrânniörfaranden som möjlíggiorts genom satsvis upparbetning i konvertrar och liknande reaktorer enligt den kända Boliden-processen. 528 222 Vid dessa kända Boliden-processer tillsätts först hela satsen av brânnskrotrnaterial till reaktom, varefter denna under rotation av reaktorn uppvärms, exempelvis genom en olje/syrgaslans, till en temperatur där avdrivning av organiska substanser sker och avdrivningsprocessen får fortsätta under drifctillstånd så länge en gas bildas vid avdrivningen. Den brännbara gas som bildas förbränns genom sekundärluft utanför reaktom och fär därefter passera en gasreningsanlåggning, innan den tillåts släppas uti atmosfären. Mängden brännbar gas regleras med hjälp av reaktoms rotation, varvid rotationshastigheten ökas när ett ökat flöde brännbar gas önskas och tvärtom, eftersom flödet av sekundärlufl som normalt är den läeklufi som insugs i en spalt mellan gasöppningen hos reaktorn och den huv som samlar upp gasen för transport genom gasreningssystemet-är i stort sett konstant. En sMan hantering av den bildade brännbara gasen och en lmplig gasreningsanordning beslnivs i den tidigare US-A-4 415 360 Den brännbara gasens sammansättning vid satsvis behandling varierar med tiden liksom även det bildade flödet av gas, eftersom olika organiska substanser i den chargerade satsen sönderfaller och/eller avdrivs olika fort. I början av behandlingen av en sats förekommer således de lättflyktigaste respektive mest sönderfallsbenâgna substanserna som bildas, i den brännbara gasen, medan mot slutet mera svårförflyktigade bemdsdelar avdrivs. Det visar sig därvid att förbränningen av den brännbara gasen ej alltid är så fullständig som krävs om inte en ändring av reaktorns rotation kan eller hinner kompensera för dessa variationer och på så sätt reglera bildningen, dvs. flödet av den bildade brännbara gasen.

Detta kan medföra problem att välja lämpliga ingående material och att komponera en lämplig blandning av material i den ingående satsen.

Det har föreslagits i DE-A- 3 617 410 att i ett satsvis förfarande för behandling av ackumulatorskrot i en långsamt roterande trumugn, exempelvis en s.k.

”Kurztnommelofenfl tillsätta skrotet kontinuerligt under rotation av ugnen och under kontinuerlig tillförsel av ett syrgasöverskott och en mindre bränslemängd.

En oxidativ förbränning av det ingående materialet ombesörjs därvid. Vid detta förfarande vinnes genom den kontinuerliga chargeringen att man under hela 528 222 driften kan köra med ett syreöverskott i förhållande till skrotrnaterialet och därmed slipper man problem med omhändertagande och efierförbränning av den bildade gasen. En oxidativ förbränning av skrotmaterialet är emellertid inte att rekommendera för ätervinningsmaterial innehållande värdemetaller, då dessa i sådana fall tenderar att till väsentlig del hamna i en oxidhaltig smältfas av slaggtyp, som i så fall måste upparbetas separat, vilket kräver såväl extra tid som kosmader.

Syftet med föreliggande uppfinning är att anvisa ett förfarande som minskar ovan antydda problem med den bildade brännbara gasens sammansättning och flöde och dess variationer över en bränning, dvs. behandling av en tillsatt sats utan att nödvändiggöra en oxidativ förbränning av det behandlade återvinningsmaterialet.

Enligt uppfinningen ehargeras materialet under drift i en eller fler sammanhängande tidsperioder i en ström, varvid strömmen regleras och/eller styrs på basis av löpande gasanalyser och/eller andra processparametrar, som gastemperatur eller energiutveckling. Avdrivningen kan därvid genomföras under kontroll av den brännbara gasens flöde och sammansättning. En produkt väsentligen fri från organisk substans uttages därefter ur reaktorn då en förutbestämd avdrivning i den chargerade satsen av material erhållits och tillsättes i en konventionell metallsmältprocess.

Materialet tillförs reaktom under drift lämpligen med en chargeringsanordning anordnad mot eller genom den enda öppningen hos reaktom. Materialet tillförs med fördel med hjälp av tyngdlcrafien och/eller pneumatisk transportgas.

En lämplig sådan chargeringsanordning är en lans som kan sänkas ned genom öppningen när reaktorn under drift lutar i en förutbestämd vinkel mot vertikalplanet och som kan tas upp innan reaktom skall inta upprätt vertikalt viloläge. 528 222 Det är lämpligt att det material som tillförs under drift har en likartad sammansättning exempelvis genom god blandning, men detta underlättas av att det har likartad storlek, vilket lätt kan, erhållas genom krossning och -siktning eller annan klassering.

Det material som inte medger chargering under drift tillsätts som en eller flera delsatser i reaktoms viloläge före och/eller under påbörjad avdrivning.

Flödet av material som chargeras under drift kan sålunda lätt regleras och/eller styras på basis av löpande gasanalyser utförda efter och/eller före dess förbränning med sekundär lufl, varvid ugnens rotationshastighet ej- behöver ändras.

Slagg- eller smältbildande material kan tillsättas under förfarandet för upptagning av åtminstone en del av den bildade produkten i enlighet med känd teknik.

Förfarandet enligt uppfinningen kan alltså genomföras som en avdrivning av organiska beståndsdelar ur värdemetallinnehållande återvinningsmaterial tillsatta väsentligen kontinuerligt, varvid materialet chargeras med lans i en reaktor i vilken upprätthålls en för pyrolys och/eller förbränning gynnsamma förutsättningar, varvid chargeringen får pågå tills' reaktom är så fylld som eftersträvas, och processen får pågå så länge som en brannbar gas bildas.

Exempelvis kan chargering med lans ske under hela bränningen om reaktorn har tillräckligt hög temperatur för förbränning av organiskt material antingen genom närvaro av smälta fiân en tidigare bränning eller på annat sätt.

Den bästa värmeöverföringen och således snabbaste förgasningen av organiskt material, sker då materialet chargeras kontinuerligt vid hög ugnsrotation och snabbt bakas in i en högviskös grötaktig fas. Sådan fördelaktigt hög värmeöverföring är endast möjlig med hjälp av en kontinuerlig chargering och avdrivning av det organiska materialet i en snabbt roterbar konverter av Kaldo- typ. 528 222 Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i en föredragen utföringsfonn, varvid en Kaldougn används som reaktor. En sådan Kaldougn är tippbar och lutbar och kan i viloläge ställas upprätt med den enda öppningen för tillförsel och tömning vettande uppåt. Vid drift roterar den runt längdaxeln i ett gentemot horisontalplanet lutande läge anpassad till befintlig extem gashuv mottagande utgående gaser.

Sådant átervinningsmaterial som inte lämpar sig för kontinuerlig tillförsel chargeras först till reaktom i upprätt vilolâge, exempelvis med en hundbana som tippar material ned genom öppningen. Under rotation av reaktom i lutande tillstånd uppvänns därefter reaktorn och dess innehåll på lämpligt satt som kan vara genom bränning av olja i en brännarlans nedstucken genom öppningen. När tillrltckligt hög temperatur uppnåtts kan en pyrolys och/eller förbränning av materialet ske och avdrivning av organiska beståndsdelar inleds. Nu kan också en kontinuerlig chargering av därtill lämpade storlelsfi-aktioner göras genom en chargeringsanordning, exempelvis i form av en lans, som vid drift kan stickas ned i ienineinn öppning nen aaieaei ann in igen. Denne fininienef kan nu" enn del bestå av krossade och siktade kretskort som delvis är av plast, men som innehåller en väsentlig mängd av värdemetaller, exempelvis âdelmetaller. Härvid avdrivs organiska beståndsdelar kontinuerligt efterhand i tillfört material. Avdrivningen kan ske helt genom pyrolys dvs. genom enbart uppvärmning vid hög temperatur, men tillförsel av syre i form av luft, syrgas eller syreanrikad luft föredras så att temperaturen för avdrivning upprätthålles, varvid organiska beståndsdelar åtminstone partiellt förbränns. De organiska beståndsdelarna, särskilt plaster kan ha ett energiinnehåll jämförbart med oljans. Genom den partiella förbränningen kan således en önskad tillräckligt hög temperatur upprätthàllas i reaktom för genomförande av en effektiv avdrivning. Genom den tidigare nämnda efierförbränningen med sektmdärlufi som intas i spalten mellan reaktor och gashuv erhålls en så hög gastemperafur i det efterföljande gasbehandlings- ssystemet, så att man undviker bildning av icke önskade, ofia skadliga föreningar, exempelvis dioxiner och liknande, som kan vålla problem vid destruktion av 528 222 sådana material som plast vid måttligt höga temperaturer. När Kaldougnen blivit så fylld som förutbestämts som lämplig fyllnadsgrad avbryts chargeringen och rotationen fortsätter så länge gas bildas. Efter fullgjord avdrivning av organiskt material finns fast brännrest och ofta även en eller flera smälta faser i ugnen.

Dessa kan vara en metallfas som kan överföras till en kopparkonverter och en slaggfas som tas in på annat lämpligt ställe i kopparverket. Ãven en fast brännrest kan förslaggas med slaggbildare och föras till kopparverket då den innehåller en del âdelmetall.

I jämförelse med tidigare kända satsvisa förfaranden med kontinuerlig chargering under drifi i trumugn erbjuder förfarandet enligt uppfinningen, där materialet chargeras kontinuerligt till en lutande roterbar reaktor som kan bibringa innehållet en väsentlig agitation, ex.vis. en reaktor av Kaldo-typ, helt andra möjligheter att ombesörja och upprätthålla ett jämt utgående flöde av gas, i detta fall en brännbar sådan, eftersom något syreöverskott ej behövs. Enligt förfarandet finns således flera möjligheter att styra processen utan syreöverskott, bl.a. genom styrning av ingående materialflöde och gas, en snabbare ugnsrotation och därmed snabbare avgasningsförlopp samt en snabbt varierbar ugnsrotation, som därmed snabbt kan påverka förloppet och även den brännbara gasens flöde och sammansättning.

På grund av den kontinuerliga chargeringen har den gas som bildas en sammansättning och temperatur, som inte varierar med tiden på samma sätt som den gör vid annan satsvis skrotbränning som tidigare omtalats, och den har också ett förutbestämt reglerat flöde och kan därför med fördel tas omhand av befintlig ångpanna och gasreningsutrustning utan olägenheter.

Andra fördelar som erbjuds av uppfinningen är en högre produktivitet än vad som kan erhållas vid tidigare satsvisa förfaranden, dvs. mängden behandlat återvinningsmaterial per timme, och större utbyten av utvunna vârdemetaller, då såväl en jämn temperatur som ett jämnt flöde av material och bildad gas bidrar till jämna och reglerade driftsförhållanden, vilket motverkar bildning av icke önskade flyktiga substanser innehållande metaller och även andra skadliga flyktiga 528 222 reaktionsprodukter, såsom dioxiner och liknande, fiån den organiska substansen i återvinningsprodukterna.

Claims (3)

20 25 30 528 222 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för satsvis upparbetning av värdemetallinnehållflndß med så stor andel organiska beståndsdelar att dess användning som smältrnaterial i konventionella metallsmältprocesser ej är lämplig eller ens möjlig, varvid materialet chargeras i en tippbar kring sin längdaxel roterbar reaktor med gemensam öppning för chargering och tömning och varvid materialet under rotation av reaktom uppvärms till en temperatur som gynnar avdrivning av organiska beståndsdelar genom pyrolys och/eller förbränning, tmder bildning av en brânnbar gas, som efierförbrânns med sekundärluft utanför reaktom, varvid materialet åtminstone till en väsentlig del utgörs av sådana storleksfraktioner som medger kontinuerlig chargering under drift, k ä n n e t e c knat av att materialetchargerasunderdriftienellerflersammanhängande tidsperioder i en ström, varvid strömmen regleras ooh/eller styrs på basis av löpande gasanalyser och/eller andra processpararnetrar, som gastemperatxir eller energiutveckling, så att avdrivningen genomförs under kontroll av den brännbara gasens flöde och sammansättning, varefter en produkt väsentligen fri från organisk substans uttages ur reaktorn då en förutbestämd avdrivning i den chargerade satsen av material erhållits och tillsättes i en konventionell metallsmältprocess.

2. Förfarandeenligtlcrav2, kånnetecknat av att materialet tillförs reaktom under drift med en chargeringsanordning anordnad mot eller genom den enda öppningen hos reaktorn.

3. Förfarandeenligtkravleller2, kännetecknat av att materialet tillförs med hjälp av tyngdkrafien och/eller pneumatisk transportgas.