Procédé et appareil de récupération des composants d'objets en acier galvanisé Procédé et appareil de récupération des composants <EMI ID=1.1> d'objets en acier galvanisé.
La présente invention concerne un procédé et un appareil pour la récupération des composants d'objets en acier galvanisé, c'est-à-dire la récupération du zinc et/ou
de l'acier en vue de leur valorisation.
Le recyclage sans traitement des déchets galvanisés vers les unités sidérurgiques présente des désavantages certains:
a) attaque des réfractaires des convertisseurs par le zinc métallique ou son oxyde; b) contamination des poussières recueillies dans les hottes et recyclées vers le haut-fourneau, par de l'oxyde de zinc qui donne des ennuis au niveau des réfractaires : attaque de ces derniers et accumulation de dépôts qui perturbent le fonctionnement de l'ensemble; c) la valeur des déchets n'est pas pleinement exploitée puisqu'on ne récupère pas l'élément le plus précieux, en l'occurrence le zinc, et que le matériau brut est indésirable pour les raisons évoquées ci-dessus.
C'est pourquoi une récupération rationnelle des déchets en acier galvanisé devrait permettre de séparer les deux constituants : acier et zinc en vue de les revaloriser séparément.
Le traitement vers lequel on se tourne d'instinct lorsqu'il s'agit de "dégalvaniser" l'acier est la solubilisation du zinc en milieu acide. Cette méthode est toutefois loin d'être satisfaisante. En effet, si elle remplit pleinement son objectif, à savoir de débarrasser totalement l'acier de son revêtement gênant et de le rendre ainsi apte à un retraitement en aciérie, elle s'accompagne par contre d'un certain nombre d'inconvénients qui peuvent être résumés de
la façon suivante :
1) dans le cas où on n'essaie pas de récupérer le
zinc, on se trouve devant l'obligation de se débarrasser de solutions acides chargées de sels de zinc et de fer. Un traitement de neutralisation sera nécessaire, par exemple par la chaux, pour pouvoir rejeter les eaux résiduaires. Notons d'ailleurs à ce sujet que l'acide utilisé pour la dissolution n'est pas régénéré et
qu'en outre un traitement de neutralisation donnera lieu à la formation de boues difficilement valorisables sans un traitement coûteux, étant donné la présence
du zinc. De plus, le traitement de neutralisation
devra faire l'objet d'un contrôle soigné pour éviter
de rejeter en rivière des sels de zinc.
<EMI ID=2.1>
par exemple par un procédé de dépôt électrolytique, on se trouve en présence de difficultés considérables étant donné la contamination des solutions par les sels de fer. A titre indicatif, signalons que les solutions pour l'électrolyse du zinc doivent avoir
<EMI ID=3.1>
Il conviendra dès lors de prendre des mesures spéciales pour limiter l'attaque du fer lors de la mise en solution du zinc en milieu acide, en utilisant des inhibiteurs de décapage.
La présente invention vise un mode de récupération
par solubilisation en milieu alcalin. L'avantage d'un tel mode de travail en milieu alcalin est évidemment que le fer est pratiquement insoluble dans ces conditions mais, sans moyen approprié, il en serait presque de même pour le zinc dont la vitesse de solubilisation en milieu alcalin est très lente.
L'invention résout ce problème de solubilisation du zinc par un procédé selon lequel on plonge les déchets préalablement découpés dans une solution alcaline contenue dans une cellule d'électrolyse, lesdits déchets servant d'anodes disposées entre des plaques de zinc servant de cathodes, on applique un potentiel électrique entre anodes et cathodes, et on recueille le dépôt électrolytique de poudre de zinc sur les cathodes tandis que l'on récupère les objets dégalvanisés.
Suivant un autre aspect, l'invention propose un appareil pour mettre en oeuvre le procédé défini ci-dessus. Cet appareil consiste en une cellule d'électrolyse contenant une solution alcaline dans laquelle sont plongés des déchets en acier galvanisé servant d'anodes et des plaques de zinc servant de cathodes, les anodes et cathodes étant connectées aux bornes d'une source de potentiel électrique. Des diaphragmes en matière synthétique sont disposés dans la solution alcaline entre anodes et cathodes.
L'invention permet ainsi une récupération aisée du zinc et de l'acier avec les avantages suivants:
a) les réactions de dissolution et d'électrolyse se réalisent avec un rendement très élevé à la température ordinaire avec une faible consommation d'énergie; b) la technique requiert un matériel très simple; c) la consommation en réactifs (NaOH) est très faible puisqu'on doit simplement compenser les pertes dues à la présence d'impuretés éventuelles (par exemple solubilisation de traces d'aluminium); d) les éléments récupérés sont aisément valorisables; e) il n'y a aucun problème de rejet d'eaux résiduaires, ni de production de gaz ou de poussières polluantes.
L'invention est exposée dans ce qui suit en se référant à la figure ci-annexée qui représente schématiquement une cellule d'électrolyse 10. Les références numériques
1 et 2 désignent respectivement une anode et des cathodes. L'anode 1 est constituée par des tôles galvanisées et
les cathodes 2 sont constituées de plaques de zinc. Le bain électrolytique 3 consiste en une solution de
soude caustique. Entre l'anode 1 et les cathodes 2
sont disposés des diaphragmes en matière synthétique,
par exemple un dérivé polyoléfinique.
Suivant l'invention, les déchets galvanisés 1 sont découpés en vue de faciliter la manutention. Le zinc des déchets galvanisés 1 se dissout électrochimiquement en formant du zincate de sodium dans la lessive caustique. L'acier des déchets 1 reste insoluble.
Le zinc contenu dans le zincate diffuse au travers
de la paroi semi-perméable . L'anode 1 et les cathodes 2 sont raccordées aux bornes d'une source de potentiel 5. Le zinc se dépose sur les cathodes sous forme de poudre et peut être récupéré. La soude caustique consommée par la dissolution du zinc se trouve presque entièrement régénérée lors de la phase d'électrolyse.
La cuve de dissolution est divisée en deux compartiments, l'un cathodique, l'autre anodique séparés par un diaphragme en matière synthétique qui réalise la séparation des résidus insolubles.
Les produits récupérés sont aisément valorisables.
Pour la poudre de zinc il existe de nombreuses sources d'utilisation. Par exemple, pigments pour peintures
et revêtements, agent de cémentation, réducteur, sans compter sa réutilisation à l'état fondu comme matière première en galvanisation.
L'acier totalement débarrassé du recouvrement de zinc constitue un élément de valeur pour le retraitement
en sidérurgie.
REVENDICATIONS
1. Procédé de récupération des constituants de base de déchets en acier galvanisé,
caractérisé en ce que l'on plonge les déchets précités dans une solution alcaline contenue dans une cuve d'électrolyse, lesdits déchets servant d'anodes disposées entre des plaques de zinc servant de cathodes, en ce qu'on applique un potentiel électrique entre cathodes et anodes, et en ce qu'on recueille le dépôt électrolytique de poudre de zinc sur les cathodes tandis que l'on récupère un acier exempt de zinc.
2. Appareil de récupération des composants de déchets
en acier galvanisé,
caractérisé en ce qu'il consiste en une cellule d'électrolyse (10) contenant une solution alcaline dans laquelle sont plongés des déchets en acier galvanisé servant d'anodes (1) et des plaques de zinc servant de cathodes (2), les anodes et les cathodes étant connectées aux bornes d'une source de potentiel électrique (5).
Method and apparatus for recovering components from galvanized steel objects Method and apparatus for recovering components <EMI ID = 1.1> from galvanized steel objects.
The present invention relates to a method and an apparatus for the recovery of components from galvanized steel objects, that is to say the recovery of zinc and / or
steel for their recovery.
Recycling without treatment of galvanized waste to steel plants has certain disadvantages:
a) attack of the refractories of the converters by metallic zinc or its oxide; b) contamination of the dust collected in the hoods and recycled to the blast furnace, by zinc oxide which gives trouble to the refractories: attack by the latter and accumulation of deposits which disturb the functioning of the assembly; c) the value of the waste is not fully exploited since the most precious element, in this case zinc, is not recovered and the raw material is undesirable for the reasons mentioned above.
This is why rational recovery of galvanized steel waste should make it possible to separate the two constituents: steel and zinc in order to recycle them separately.
The treatment to which we turn instinctively when it comes to "degalvanizing" steel is the solubilization of zinc in an acid medium. However, this method is far from satisfactory. Indeed, if it fully fulfills its objective, namely to completely rid the steel of its annoying coating and thus make it suitable for reprocessing in steel works, it is accompanied by a number of drawbacks which can be summarized from
the following way:
1) in case we do not try to recover the
zinc, we are faced with the obligation to get rid of acid solutions loaded with zinc and iron salts. A neutralization treatment will be necessary, for example with lime, in order to be able to discharge the waste water. It should also be noted in this regard that the acid used for dissolution is not regenerated and
that in addition a neutralization treatment will give rise to the formation of sludge which is difficult to recover without an expensive treatment, given the presence
zinc. In addition, the neutralization treatment
should be carefully checked to avoid
to discharge zinc salts into the river.
<EMI ID = 2.1>
for example by an electrolytic deposition process, there are considerable difficulties in view of the contamination of the solutions by iron salts. As an indication, it should be noted that the solutions for the electrolysis of zinc must have
<EMI ID = 3.1>
Special measures should therefore be taken to limit the attack of iron when the zinc is dissolved in an acid medium, using pickling inhibitors.
The present invention relates to a recovery mode
by solubilization in an alkaline medium. The advantage of such a mode of working in an alkaline medium is obviously that iron is practically insoluble under these conditions but, without suitable means, it would be almost the same for zinc, the speed of solubilization in alkaline medium is very slow. .
The invention solves this problem of zinc solubilization by a process according to which the previously cut waste is immersed in an alkaline solution contained in an electrolysis cell, said waste serving as anodes placed between zinc plates serving as cathodes, applies an electrical potential between anodes and cathodes, and the electrolytic deposit of zinc powder is collected on the cathodes while the degalvanized objects are recovered.
According to another aspect, the invention provides an apparatus for implementing the method defined above. This device consists of an electrolysis cell containing an alkaline solution in which are plunged galvanized steel waste serving as anodes and zinc plates serving as cathodes, the anodes and cathodes being connected to the terminals of a source of electrical potential. . Synthetic diaphragms are arranged in the alkaline solution between anodes and cathodes.
The invention thus allows easy recovery of zinc and steel with the following advantages:
a) the dissolution and electrolysis reactions are carried out with a very high yield at ordinary temperature with low energy consumption; b) the technique requires very simple equipment; c) the consumption of reagents (NaOH) is very low since it is simply necessary to compensate for the losses due to the presence of possible impurities (for example solubilization of traces of aluminum); d) the elements recovered are easily recoverable; e) there is no problem with the discharge of waste water or the production of polluting gases or dust.
The invention is set out in the following with reference to the appended figure which schematically represents an electrolysis cell 10. Numerical references
1 and 2 respectively denote an anode and cathodes. Anode 1 is made up of galvanized sheets and
cathodes 2 are made of zinc plates. The electrolytic bath 3 consists of a solution of
caustic soda. Between anode 1 and cathodes 2
plastic diaphragms are arranged,
for example a polyolefin derivative.
According to the invention, the galvanized waste 1 is cut in order to facilitate handling. The zinc in galvanized waste 1 dissolves electrochemically, forming sodium zincate in caustic detergent. The waste steel 1 remains insoluble.
The zinc contained in the zincate diffuses through
of the semi-permeable wall. The anode 1 and the cathodes 2 are connected to the terminals of a potential source 5. The zinc is deposited on the cathodes in the form of powder and can be recovered. The caustic soda consumed by the dissolution of zinc is almost completely regenerated during the electrolysis phase.
The dissolving tank is divided into two compartments, one cathodic, the other anodic separated by a diaphragm made of synthetic material which performs the separation of insoluble residues.
The recovered products are easily recoverable.
There are many sources of use for zinc powder. For example, pigments for paints
and coatings, cementing agent, reducing agent, not to mention its reuse in the molten state as a raw material in galvanization.
Steel completely free of zinc coating is a valuable element for reprocessing
in the steel industry.
CLAIMS
1. Method for recovering the basic constituents of galvanized steel waste,
characterized in that the above-mentioned waste is immersed in an alkaline solution contained in an electrolysis tank, said waste serving as anodes placed between zinc plates serving as cathodes, in that an electrical potential is applied between cathodes and anodes, and in that the electrolytic deposit of zinc powder is collected on the cathodes while a zinc-free steel is recovered.
2. Apparatus for recovering waste components
in galvanized steel,
characterized in that it consists of an electrolysis cell (10) containing an alkaline solution in which are plunged galvanized steel waste serving as anodes (1) and zinc plates serving as cathodes (2), the anodes and the cathodes being connected to the terminals of a source of electrical potential (5).