BE1009828A3 - Procede de valorisation de residus siderurgiques riches en fer. - Google Patents

Abstract

On fond une charge contenant des résidus riches en fer, notamment au moins une scorie d'aciérie, et on soumet la charge fondue à une étape de réduction d'au moins une partie des oxydes qu'elle contient pour former un métal brut. La fusion et la réduction peuvent être effectuées en une seule étape. La charge peut contenir en outre une substance de correction, contenant au moins un composé oxydé choisi en fonction de l'utilisation envisagée pour la phase minérale résultant de l'opération de réduction. On soumet le métal brut à une étape de conditionnement comprenant une opération de déphosphoration, de préférence au moyen d'une scorie de déphosphoration comprenant des oxydes de fer Fe2O3, un mélange d'oxydes CaO et SiO2 et un agent fondant, en particulier du carbonate de potassium K2CO3.

Description

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  Procédé de valorisation de résidus sidérurgiques riches en fer. 



  La présente invention concerne un procédé de valorisation de résidus sidérurgiques riches en fer, tels que des scories et des poussières d'aciéries et de hauts-fourneaux. 



  Les différentes étapes de la fabrication d'un produit sidérurgique s'accompagnent de la production de quantités variables, parfois importantes, de résidus divers. Nombre de ces résidus contiennent des quantités appréciables de fer, généralement sous forme d'oxydes, qui sont perdues pour le processus de fabrication en cours. Ces résidus sont, par exemple, les poussières et les boues de hauts-fourneaux, les scories, les poussières et les boues d'aciéries, les pailles de laminoirs et les boues de décapage. 



  Il existe actuellement de nombreux procédés destinés à valoriser l'un ou l'autre type de résidu, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur des usines sidérurgiques. Par exemple, on utilise certaines scories d'aciéries en agriculture et on recycle certaines poussières riches en fer, sous différentes formes, au four électrique d'aciérie. Le recyclage de poussières riches en fer se complique cependant souvent en raison de la présence de zinc, à des teneurs variables, dans ces poussières, en particulier les poussières de hauts-fourneaux. 



  Il est fréquent que les procédés de recyclage génèrent à leur tour des résidus qui doivent finalement soit être à leur tour recyclés, éventuellement hors de l'industrie sidérurgique, soit être mis en décharge, parce qu'il n'existe pour eux aucun débouché intéressant. 



  La présente invention a pour objet de proposer un procédé de valorisation de résidus sidérurgiques riches en fer, qui vise à créer, pour l'industrie sidérurgique, une situation de"zéro déchet", dans laquelle tout produit obtenu par les opérations sidérurgiques peut trouver une réelle utilisation. 



  Conformément à la présente invention, un procédé de valorisation de résidus sidérurgiques riches en fer, est caractérisé en ce que l'on fond une charge contenant 

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 lesdits résidus, en ce que l'on soumet ladite charge fondue à une étape de réduction d'au moins une partie des oxydes qu'elle contient pour former un métal brut, et en ce que l'on soumet ledit métal brut à une étape de conditionnement comprenant une opération de déphosphoration. 



  Il va de soi que la charge contenant lesdits résidus peut se trouver initialement, au moins en partie, à   l'état   fondu. 



  Selon une mise en oeuvre particulière, la fusion et la réduction de la charge peuvent être effectuées en une seule étape. 



  La charge est constituée par un mélange composé de résidus riches en fer, tels que ceux qui ont été mentionnés plus haut. De préférence, ces résidus comprennent au moins une scorie d'aciérie. 



  Avant et/ou pendant l'étape de réduction, on ajoute à la charge un agent réducteur, qui est de préférence un composé carboné. 



  Si la fusion et la réduction sont effectuées en une seule étape, il est avantageux que la charge contienne initialement au moins une partie de l'agent réducteur requis. 



  D'une façon générale, le mélange constituant la charge peut être réalisé suivant toute manière appropriée, par exemple en enfournant séparément les différents constituants du mélange dans le four de fusion ou de fusion et de réduction. Il peut cependant s'avérer intéressant de réaliser ce mélange à l'extérieur du four, de façon à garantir la précision de sa composition ainsi que son homogénéité, et de le charger ensuite dans le four. 



  Les résidus constituant la charge peuvent contenir des oxydes de fer, mais aussi des oxydes ou d'autres composés présents dans les scories d'aciéries. De même, des poussières incorporées au mélange peuvent y introduire d'autres métaux, par exemple du zinc ou du plomb provenant des poussières de hauts-fourneaux. 

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Le métal brut obtenu à partir de résidus riches en fer du type précité est généralement une fonte brute, utilisable pour la fabrication d'un acier au carbone, principalement dans un four électrique. 



  Suivant une variante intéressante, les résidus comprennent des scories et/ou des poussières riches en chrome et/ou en nickel. Une charge contenant de tels résidus sera de préférence traitée séparément ; le métal brut obtenu dans ces conditions peut notamment être utilisé pour la fabrication de ferro-alliages tels que du ferrochrome ou du ferronickel. 



  L'agent réducteur utilisé est de préférence un agent carboné finement divisé, en particulier du charbon pulvérisé ; sa combustion contribue non seulement au chauffage et à la fusion de la charge, mais assure aussi la production de gaz réducteur, notamment de CO, pour la réduction des oxydes. 



  Le chauffage de la charge peut être assuré par tout moyen approprié, notamment par combustion d'une substance combustible, par voie électrique ou par toute combinaison de ces deux techniques. Outre la fusion de la charge et la production de gaz réducteur, il peut aussi provoquer la vaporisation de certains composants comme le plomb ou le zinc introduits notamment par les poussières de hauts-fourneaux ; on peut ainsi produire une vapeur de zinc fortement concentrée, aisément valorisable. 



  Enfin, la charge peut contenir une substance minérale, dite de correction, dont la composition est choisie en fonction d'une part de la composition des matières minérales de départ et d'autre part de celle de la phase minérale finale désirée en fonction de l'utilisation envisagée. 



  Cette substance minérale peut notamment être constituée de composés oxydés, tels que la silice ou l'alumine, qui sont présents dans les scories d'aciéries. On peut également utiliser des cendres d'incinérateurs. 



  A titre d'exemple, une scorie finale neutre ou légèrement basique sera utilisée pour fabriquer des liants hydrauliques de type pouzzolanique, tandis qu'une scorie basique et légèrement alumineuse entrera dans la fabrication de liants hydrauliques du type des 

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 ciments Portland. Une scorie basique et plus alumineuse permettra de fabriquer des poudres métallurgiques, destinées notamment à la désulfuration de l'acier. 



  Suivant une autre mise en oeuvre particulière, on laisse subsister, dans le four de fusion et/ou réduction, un talon de métal liquide à travers lequel on injecte les constituants traités ou les agents réactifs sous forme pulvérulente, afin de favoriser les réactions de réduction. 



  Après l'étape de réduction, on sépare le métal brut réduit, généralement riche en P et Mn, et une scorie contenant essentiellement CaO, MgO,   AtOg, SiO.   



  Le métal ferreux réduit est ensuite soumis, à l'état liquide, à une étape de conditionnement, qui consiste essentiellement en une déphosphoration à l'aide d'une scorie appropriée. 



  Cette scorie de déphosphoration peut comprendre notamment des oxydes de fer   Fie203,   provenant par exemple de pailles de laminoirs. Elle peut encore avantageusement contenir un mélange d'oxydes CaO et   Si02   en proportions appropriées, provenant par exemple d'une scorie peu phosphoreuse telle qu'une scorie LD ou une scorie de four électrique, ainsi qu'éventuellement un agent fondant tel que   K2C03   par exemple. 



  Cette opération permet d'obtenir d'une part une fonte propre, directement utilisable au convertisseur ou au four électrique, et d'autre part une scorie phosphatée utilisable en agriculture. 



  En pratique, le procédé de l'invention permet de traiter en même temps des scories et des poussières, pour produire un métal propre utilisable dans une opération d'affinage conventionnel. 



  De plus, les scories produites par les deux étapes du procédé sont utilisables intégralement pour des applications classiques. 



  Ce procédé permet en outre d'obtenir un effet de masse, capable d'écrêter les variations de composition d'un bain d'acier et de diluer les parties minérales. 

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 Enfin, ce procédé ne génère pratiquement aucun résidu, ce qui est particulièrement intéressant pour la préservation de l'environnement.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé de valorisation de résidus sidérurgiques riches en fer, caractérisé en ce que l'on fond une charge contenant lesdits résidus, en ce que l'on soumet ladite charge fondue à une étape de réduction d'au moins une partie des oxydes qu'elle contient pour former un métal brut, et en ce que l'on soumet ledit métal brut à une étape de conditionnement comprenant une opération de déphosphoration.
2. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite charge se trouve initialement, au moins en partie, à l'état fondu.
3. 3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on effectue la fusion et la réduction de la charge en une seule étape.
4. 4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite charge contient au moins une scorie d'aciérie.
5. 5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on ajoute un agent réducteur à ladite charge, après sa fusion.
6. 6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'on fond une charge contenant en outre un agent réducteur.
7. 7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite charge contient en outre une substance minérale, dite de correction, contenant au moins un composé oxydé.
8. 8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on déphosphore ledit métal brut au moyen d'une scorie de déphosphoration comprenant des oxydes de fer Fie203, un mélange d'oxydes CaO et Si02 en proportions appropriées, ainsi qu'un agent fondant. <Desc/Clms Page number 7>
9. 9. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ledit agent fondant est constitué essentiellement par du carbonate de potassium [K2CO3].
10. 10. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on prévoit un talon de métal liquide dans le four de fusion et/ou réduction, avant d'y introduire ladite charge.