SK286015B6

SK286015B6 - Spôsob spracovania prachov a prachových zmesí

Info

Publication number: SK286015B6
Application number: SK966-2002A
Authority: SK
Inventors: Alfred Edlinger
Original assignee: Holcim Ltd.
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2008-01-07
Also published as: WO2001055460A1; BR0107826A; AU2652301A; SK9662002A3; CN1188532C; DE50100522D1; PL194872B1; JP2004500486A; BR0107826B1; US20040050210A1; PL356416A1; TW533244B; EP1252346B1; EP1252346A1; RU2002123054A; ZA200205169B; CZ20022815A3; ES2204827T3; RU2239662C2; CZ298002B6

Abstract

Pri spôsobe spracovania prachov alebo prachových zmesí, ktoré obsahujú alkálie a ťažké kovy, ako napríklad oceliarenských prachov, prachových rúd alebo vysokopecných prachov, sa tieto prachy nanesú na kúpeľ alebo vnesú do kúpeľa z tekutých kovov a tekutých oxidických trosiek, najmä sa nafúkajú alebo vofúkajú. Prchavé zlúčeniny ťažkých kovov, ako napríklad Zn- alebo Pb-oxidy, sa oddelia z plynnej fázy a do trosiek sa vnesú alkálie.

Description

Vynález sa týka spôsobu spracovania prachov alebo prachových zmesí, ktoré obsahujú alkálie a ťažké kovy, ako napríklad oceliarenských prachov, prachových rúd alebo vysokopecných prachov, prachov zo sintrovacích zariadení, valcovní, spaľovní odpadu, ako aj zvyškových látok a popolov zo spaľovacích zariadení a drvičiek.

Doterajší stav techniky

V priebehu vysokopecných a oceliarenských procesov vznikajú spravidla veľké množstvá prachov, ktorých spracovanie je spojené s radom problémov. Podľa pôvodu takýchto prachov tieto obsahujú spravidla značné množstvá ťažkých kovov, ktorých koncentrácia je však pre priame hospodárne spracovanie spravidla príliš malá. Najmä oceliarenský prach, zachytený na filtroch, môže obsahovať nad 10 % hmotn. oxidu zinku a oxidu olova.

V priebehu spracovania oxidických trosiek sa už navrhol rad spôsobov, ktorými sa nielen zodpovedajúco nastaví zásaditosť týchto trosiek s ohľadom na ich možné použitie ako mletých prísad v cementárskom priemysle, ale súčasne sa uskutoční aj čistenie a ochudobňovanie o nežiaduce komponenty, ktoré sa dajú čiastočne v kovovej forme previesť do kovového kúpeľa a čiastočne zasa vznikajú ako sekundárne prachy, resp. sa dajú spätne získať z plynnej fázy. Pri takýchto spôsoboch, pri ktorých sa majú oxidické trosky vzhľadom na ich zloženie optimalizovať na následné zhodnotenie z hľadiska cementárskej technológie, sa vnáša, resp. vofukuje rad prísad, resp. korekčných látok, pričom sa takýmito spôsobmi darí bezpečne likvidovať aj škodlivé látky a najmä organickými zlúčeninami znečistené látky.

Podstata vynálezu

Vynález sa teraz zameriava na to, aby sa zaručilo hospodárne spracovanie prachov alebo prachových zmesí v úvode uvedeného druhu, a aby sa súčasne vytvorila možnosť spracúvať trosky jedným spôsobom, aby sa ďalšie zhodnotenie v cementárskej technológii uľahčilo. Na riešenie tejto úlohy spočíva spôsob podľa tohto vynálezu v podstate v tom, že uvedené prachy sa nanesú na kúpeľ alebo vnesú do kúpeľa z tekutých kovov a tekutých oxidických trosiek, najmä sa nafúkajú alebo vofukajú, a že prchavé zlúčeniny ťažkých kovov, ako napríklad Zn- alebo Pb-oxidy, sa oddelia z plynnej fázy a do trosiek sa vnesú alkálie. Tým, že sa takéto prachy alebo prachy, zachytené na filtroch, nanesú na kúpeľ alebo vnesú do kúpeľa z tekutých kovov, a tu v prvom rade z tekutého surového železa a tekutých oxidických trosiek, sa podarí uskutočniť oddelenie fáz s veľmi vysokou selektivitou, pričom najmä alkálie, ktoré sa nachádzali v pôvodných prachoch, zostanú prevažne v troske a ťažké kovy, ako je zinok a olovo, sa opäť dajú zistiť v podstatne koncentrovanejšej forme v sekundárnom prachu, pričom sa súčasne celkové množstvo vneseného prachu dá podstatne znížiť a najmä ďaleko pod jednu polovicu pôvodného množstva. Popri podstatnom efekte zmenšenia množstva prachu sa takto podarí v rámci spôsobu podľa tohto vynálezu vytvoriť sekundárne prachy, ktorých hospodárne ďalšie spracovanie sa v dôsledku vyššej koncentrácie jednotlivých zložiek, ktorých spätné získavanie sa zdá byť rozumné, podstatne uľahči, pričom súčasné obohatenie oxidických trosiek alkáliami dodáva zodpovedajúcemu produktu zlepšené vlastnosti v súvislosti s možným ďalším využitím v cementárskej technológii.

V rámci spôsobu podľa tohto vynálezu sa výhodne postupuje tak, že zásaditosť tekutých trosiek sa pred vnesením prachov nastaví na hodnoty napríklad medzi 1 a 1,4. Oxidické, tekuté trosky s takouto zásaditosťou, ktoré plávajú na kúpeli zo surového železa, sa vyznačujú zvlášť vysokou selektivitou pri požadovanom oddeľovaní alkálií pri súčasne malej tendencii k absorpcii ťažkých kovov. V rámci takéhoto spôsobu sa súčasne podarí znížiť obsah oxidov železa vo vnesených prachoch, resp. prachoch, zachytených na filtroch, takže spätné získanie tekutého železa z takýchto prachov sa podarí ako vedľajší efekt, ktorý hospodárnosť spôsobu ďalej zvýši. Popri podstatnom znížení celkového množstva prachu sa takto podarí spätne získať železo z oxidov železa a súčasne obohatiť sekundárny prach o ťažké kovy, čim sa vytvoria zvlášť priaznivé predpoklady na hospodárne spätné získavanie jednotlivých komponentov sekundárnych prachov.

Zvlášť výhodným spôsobom sa uskutoční vnášanie prachov pneumatickou dopravou, pričom sa výhodne postupuje tak, že uvedené prachy sa pneumaticky dopravujú na povrch kovu alebo trosky alebo pod povrch kovu alebo trosky a nafukujú alebo vofukujú sa hnacími plynmi, najmä horúcim vetrom.

Takáto pneumatická doprava dovoľuje pri vnášaní prachov súčasne vykonať homogénne premiešanie s prísadami, ktoré potom na jednej strane uľahčuje pneumatickú dopravu a na druhej strane súčasne umožňuje vniesť do oxidických trosiek požadované komponenty. Najmä sa dá zvlášť výhodným spôsobom postupovať tak, že prachy, ktoré sa majú spracovať, sa zmiešajú s prísadami, ako je napríklad uhlie, piesok a/alebo bauxit, čím sa napríklad pri použití uhlia popri zlepšení pneumatickej dopravovateľnosti súčasne dá k dispozícii aj zodpovedajúci redukčný potenciál na kontinuálne oddeľovanie kovového železa z oxidov železa, ktoré sa nachádzali v prachoch. Pridanie piesku a bauxitu umožňuje rovnako zlepšiť pneumatickú dopravovateľnosť, pričom takéto prísady môžu súčasne slúžiť na skorigovanie požadovanej cieľovej zásaditosti oxidických trosiek a na nastavenie prípadne požadovaného vyššieho obsahu oxidov hliníka v troske.

V rámci spôsobu podľa tohto vynálezu sa ale teraz dá súčasne bezpečne spracovať rad ďalších problematických látok, ako sú najmä organickými zlúčeninami znečistené látky a najmä výluhy a kaly, pričom takéto prísady sú súčasne vhodné na zlepšenie pneumatickej dopravy prachov v dôsledku toho, že zabraňujú tvorbe aglomerátov. Pri vnášaní takýchto s organickými látkami zmiešaných prachov sa podarí organické podiely úplne spáliť, pričom sa súčasne môže uvoľniť ďalší redukčný potenciál na redukciu oxidov železa z uvedených prachov.

V rámci spôsobu podľa tohto vynálezu sa ako kovový kúpeľ výhodne použije kúpeľ zo surového železa, pričom pri zvlášť výhodnom spôsobe tento kúpeľ obsahuje tekuté trosky a tekuté surové železo v hmotnostných pomeroch od 1 : 3 do 1 : 6, výhodne 1 : 4.

Zvlášť jednoduchým spôsobom sa vnášame prachov alebo prachových zmesí uskutoční tým, že tieto sa do konvertora vofukujú cez dýzy v dne. Po reakcii, ktorá sa uskutočňuje najmä na fázovom rozhraní medzi troskou a kovovým kúpeľom, vzniká sekundárny prach v množstve, ktoré je oveľa menšie než tretina pôvodného množstva, dokonca je pod 10 % pôvodného množstva.

Príklad uskutočnenia vynálezu

Vynález v ďalšom bližšie osvetlíme pomocou príkladu uskutočnenia. V konvertore sa na kúpeli z 10 t tekutého surového železa vytvorili 2 t trosky s nasledujúcim zložením:

Troska
	% hmotn.
CaO	47,9
SiO₂	36,6
A1₂O₃	7,3
MgO	2,9
TiO₂	1,2
FeO	1,6
MnO	2,1
Na₂O	0,1
K₂O	0,2
ZnO	0
PbO	0

Táto troska sa vyznačuje zásaditosťou, priaznivou na nasledujúce zhodnotenie cementárskou technológiou, a spravidla obsahuje len malé podiely alkálií. Pre určité vlastnosti cementu a najmä pre pevnostné vlastnosti, ako napríklad pevnosť na začiatku tuhnutia, s takýmito troskami ako prísadami vyrobených omietkových alebo betónových zmesí by bol vyšší obsah alkálií celkom žiaduci.

Cez dýzy v dne sa do takéhoto kúpeľa vofukala 1 t oceliarenského prachu, zachyteného filtrom, s nasledujúcim zložením:

Prach, zachytený filtrom
	% hmotn.
CaO	7,1
S1O2	5,0
A1₂O₃	1,3
MgO	2,9
TiO₂	0,4
FeO	64,0

Prach, zachytený filtrom
	% hmotn.
MnO	4,2
Na₂O	2,8
K₂O	0,1
ZnO	11,5
PbO	0,7

Oceliarenský prach, zachytený filtrom, takto obsahoval nezanedbateľné množstvá alkálií a ťažkých kovov. Pri prenikaní kúpeľom sa uskutočnilo oddelenie fáz, pričom alkálie, ktoré obsahoval pôvodný prach, sa s vysokou selektivitou naviazali do trosky a ťažké kovy zinok a olovo sa ako zodpovedajúce oxidy v koncentrovanejšej forme opäť zistili v sekundárnom prachu. Zloženie trosky sa nastavilo po spracovaní oceliarenských prachov, zachytených na filtroch, s nasledujúcou orientačnou analýzou:

Konečné zloženie trosky
	% hmotn.
CaO	46,9
SiO₂	35,4
A1₂O₃	7,3
MgO	3,9
TiO₂	1,2
FeO	1,7
MnO	2,0
Na₂O	1,2
K₂O	0,4
ZnO	5 ppm
PbO	< 5 ppm

V množstve asi 264 kg sa získal sekundárny prach s nasledujúcim zložením:

Zloženie sekundárneho prachu, zachyteného filtrom
	% hmotn.
CaO	4,2
SiO₂	3,1
A1₂O₃	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 porovnania zloženia použitého oceliarenského prachu, zachyteného filtrom, so zložením sekundárneho prachu, zachyteného filtrom, a z porovnania zložení trosiek vyplýva, že K₂O ^sa v sekundárnom prachu, zachytenom filtrom, nachádza asi 3,2 %, zatiaľ čo 96,8 % hmotn. z obsahu K₂O v použitom prachu sa zistilo vo vyrobenej troske. Podobne sa správa rozdelenie pôvodného obsahu Na₂O, pričom 4,5 % hmotn. pôvodného podielu sa zistilo v sekundárnom prachu, zachytenom filtrom, a

95,5 % hmotn. vo vyrobenej troske.

Naopak sa s týmito hodnotami správa oxid zinku a oxid olova, ktoré sa zistili v sekundárnom prachu, zachytenom filtrom, v množstvách 99,7, resp. 99,9 % hmotn. Podmienené celkovým poklesom množstva sekundárneho prachu, zachyteného filtrom, vzhľadom na použité množstvo oceliarenského prachu teraz sekundárny prach, zachytený filtrom, obsahuje také podiely týchto ťažkých kovov, ktoré dovoľujú účelné hospodárne spracovanie. Len asi 0,3, resp. 0,1 % hmotn. oxidu zinku, resp. oxidu olova z použitého oceliarenského prachu, zachyteného filtrom, sa dalo zistiť vo vyrobenej troske.

Claims

1. Spôsob spracovania prachov alebo prachových zmesí, ktoré obsahujú alkálie a ťažké kovy, ako napríklad oceliarenských prachov, prachových rúd alebo vysokopecných prachov, vyznačuj ú c i sa t ý m , že tieto prachy sa nanesú na kúpeľ alebo vnesú do kúpeľa z tekutých kovov a tekutých oxidických trosiek, ktorých zásaditosť sa pred vnesením týchto prachov nastavila na hodnoty medzi 1 a 1,4, pneumaticky sa dopravia na alebo pod povrch trosky a vofúkajú alebo nafúkajú sa hnacími plynmi, a že prchavé zlúčeniny ťažkých kovov, ako napríklad Zn- alebo Pb-oxidy, sa oddelia z plynnej fázy a do trosiek sa vnesú alkálie.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ako hnací plyn sa vnesie horúci vzduch.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že prachy, ktoré sa majú spracovať, sa zmiešajú s prísadami, ako je napríklad uhlie, piesok a/alebo bauxit.

4. Spôsob podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že uvedené prachy sa použijú zmiešané s látkami, ktoré sú znečistené organickými zlúčeninami.

5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že ako kovový kúpeľ sa použije kúpeľ zo surového železa.

6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že tento kúpeľ obsahuje tekuté trosky a tekuté surové železo v hmotnostných pomeroch od 1 : 3 do 1 : 6, výhodne 1 : 4.

7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že uvedené prachy alebo prachové zmesi sa do konvertora vofukujú cez dýzy v dne.