ES2206396T3 - Procedimiento para la eliminacion de cromo y/o niquel de escorias liquidas. - Google Patents
Procedimiento para la eliminacion de cromo y/o niquel de escorias liquidas.Info
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Abstract
Procedimiento para eliminar cromo y/o níquel de escorias o mezclas de escorias líquidas, en el cual la escoria líquida se alimenta a un baño metálico, en particular un baño de Fe, y se reduce por introducción de carbono o portadores de carbono, realizándose la reducción en dos etapas y utilizándose, en la segunda etapa de reducción, un potencial de reducción aumentado en comparación con la primera etapa de reducción, caracterizado porque la introducción de carbono en el baño metálico se prosigue hasta que el contenido de la escoria en óxido de cromo y/o de níquel haya disminuido a un valor comprendido entre un 0, 8% en peso y un 0, 2% en peso y porque, al alcanzarse un intervalo del contenido en óxido de cromo predeterminado de la escoria, se adicionan unos agentes de reducción con un potencial de reducción más alto, tales como por ejemplo, Al, Ca, Si, Fe-Si o Ca-Si, con el fin de reducir el contenido en óxido de cromo y/o de Ni a un valor por debajo de un 0, 15% en peso, preferentemente por debajo de un 0, 8% en peso.
Description
Procedimiento para la eliminación de cromo y/o
níquel de escorias líquidas.
La invención se refiere a un procedimiento para
la eliminación de cromo y/o níquel de escorias o mezclas de
escorias líquidas y polvos, en el cual la escoria líquida se
alimenta a un baño metálico, en particular un baño de Fe, y se
reduce por introducción de carbono o portadores de carbono.
Las escorias líquidas de fábricas de acero
procedentes de la producción de acero inoxidable o de ferrocromo
presentan, según su procedencia, y, en particular, según la
composición de aditivos de chatarra utilizados en la producción de
acero, en primer lugar contenidos en óxido de cromo relativamente
altos. También se observan óxidos de manganeso en una cantidad
relativamente alta. En escorias de acero determinados, se observan
también contenidos relativamente altos en níquel y en vanadio. En
caso de escorias de acero con contenidos en vanadio relativamente
altos, el documento EP 770 149 ya ha propuesto recuperar el
vanadio, tras un primer proceso de reducción utilizando portadores
de carbono, en un convertidor reductor separado, conectado corriente
abajo, utilizando agentes de reducción con un potencial de
reducción más alto. A tal fin, en primer lugar se redujo todo el
cromo y manganeso por un proceso carbotérmico, tratándose la escoria
a tal fin sobre un baño metálico, en el cual se introducían
portadores de carbono, tales como por ejemplo gas de metano,
durante un periodo de tiempo prolongado. Debido a la duración de
tratamiento propuesta, relativamente larga, una proporción
considerable de la cantidad del carbono introducido se consumó para
mantener las temperaturas necesarias.
La utilización de un reactor de reducción
separado, que por lo general también debe calentarse por separado,
para la separación de vanadio naturalmente sólo resulta rentable si
el vanadio está presente en una cantidad relativamente alta,
resultando la rentabilidad del valor del vanadio recuperado. Si el
objetivo es, en primer lugar, la eliminación sustancial de cromo de
escorias de acero, el modo de procedimiento conocido da lugar a
tiempos de tratamiento relativamente largos y por consiguiente a
pérdidas térmicas relativamente altas.
Ahora bien, el objetivo de la invención es
mejorar un procedimiento del tipo mencionado al principio de tal
forma que permita una eliminación de cromo segura, reduciendo al
mismo tiempo el tiempo de tratamiento total incluso en caso de no
poder conseguir bonificaciones económicas por recuperación de
materia prima metálica cara. Para conseguir dicho objetivo, el
procedimiento según la invención presenta las características
previstas en la reivindicación 1. La introducción de carbono en el
baño metálico se prosigue hasta que el contenido de la escoria en
óxido de cromo y/o de níquel haya disminuido a un valor comprendido
entre un 0,8% en peso y un 0,2% en peso y, al alcanzarse un
intervalo del contenido en óxido de cromo predeterminado de la
escoria, se adicionan agentes de reducción con un potencial de
reducción más alto, tales como por ejemplo, Al, Ca, Si,
Fe-Si o Ca-Si, con el fin de
reducir el contenido en óxido de cromo y/o Ni a un valor por debajo
de un 0,15% en peso, preferentemente por debajo de un 0,08% en peso.
Por tanto, el procedimiento según la invención se lleva a cabo
utilizando un solo convertidor, con lo cual, puesto que la
reducción carbotérmica utilizando portadores de carbono, tales como
por ejemplo hidrocarburos, ya se interrumpe cuando la escoria
presenta todavía un contenido en óxido de cromo y/o níquel
relativamente alto, por lo general inaceptable y por tanto escorias
de este tipo no podrán utilizarse directamente como aditivos para
la molienda de cemento, el tiempo de tratamiento hasta este punto
ya se ha reducido sustancialmente. Además, el hecho de que, al
alcanzarse un contenido en óxido de cromo y/o de níquel de este
tipo, relativamente alto, predefinido, se adicionan al mismo
convertidor agentes de reducción con un potencial de reducción más
alto permite terminar el procedimiento dentro de un periodo de
tiempo relativamente corto y reducir el contenido en óxido de cromo
y/o de níquel de forma segura por debajo de los valores límite
predeterminados. Naturalmente, una reducción de este tipo por
etapas permite reducir también la cantidad de otros elementos
acompañadores del acero inoxidable, tales como por ejemplo Mo o
vanadio, a valores no críticos en la escoria.
En el marco del procedimiento según la invención,
se procede ventajosamente de tal forma que el aditivo de
Fe-Si se adiciona en cantidades comprendidas entre 3
y 15 kg/t de escoria, preferentemente entre 6 y 10 kg/t de escoria.
Si la escoria contenía otras sustancias que pueden reducirse con
agentes de reducción de este tipo, tales como por ejemplo óxido de
vanadio, óxido de manganeso, óxido de níquel u óxido de molibdeno,
naturalmente dichas sustancias serán reducidas igualmente en esta
etapa del procedimiento y se quedarán en el baño.
La escoria reducida, formada como resultado de la
reducción carbotérmica, reacciona con el agente de reducción,
introducido a continuación, relativamente despacio, siendo posible
mejorar sustancialmente la velocidad de reacción y en particular la
cinética de reacción si, según un desarrollo ulterior preferido del
procedimiento, se purga el baño, tras adicionar el agente de
reducción con el potencial de reducción más alto, con un gas inerte.
El efecto agitador del gas inerte, que puede ser por ejemplo argón
o nitrógeno, acelera la reacción considerablemente, con lo cual con
los tiempos de tratamiento extremamente cortos para conseguir los
contenidos finales deseados en óxido de cromo se consiguen
resultados lo suficientemente buenos.
En total, de manera particularmente ventajosa se
procede de tal manera que la primera reducción carbotérmica se
prosigue durante un periodo de tiempo comprendido entre 15 y 30
minutos y la segunda reducción durante un periodo de tiempo
comprendido entre 3 y 10 minutos.
A continuación, la invención se ilustrará con
mayor detalle haciendo referencia a una forma de realización
ejemplificativa.
En un convertidor se introdujeron, por cada 10 t
de arrabio, 3 t de una escoria en estado líquido que presentaba el
análisis siguiente de referencia:
| Escoria de acero | |
| % en peso | |
| CaO | 47,8 |
| SiO_{2} | 26,3 |
| Al_{2}O_{3} | 5,9 |
| MgO | 8,9 |
| TiO_{2} | 1,3 |
| FeO | 1,7 |
| MnO | 1,4 |
| Cr_{2}O_{3} | 6,7 |
A continuación, los contenidos en óxido metálico
se redujeron a los valores siguientes por introducción simultánea
de carbono y oxígeno:
| Contenidos en óxido metálico tras la reducción carbotérmica | |
| % en peso | |
| FeO | 1,1 |
| MnO | 0,8 |
| Cr_{2}O_{3} | 0,3 |
A continuación, se realizaron la adición de 30 kg
de ferrosilicio y la purga del baño con 55 Nm^{3} de nitrógeno
durante un periodo de 5 minutos. El efecto reductor del silicio
disuelto en el baño de hierro dio lugar a la composición final
siguiente de escoria:
| Escoria tras una reducción potente | |
| % en peso | |
| CaO | 41,6 |
| SiO_{2} | 35,1 |
| Al_{2}O_{3} | 12,8 |
| MgO | 7,5 |
| TiO_{2} | 1,1 |
| FeO | 0,8 |
| MnO | 0,4 |
| Cr_{2}O_{3} | 0,07 |
La reducción combinada de dos etapas se ha podido
llevar a cabo en un solo convertidor, proporcionando, a partir de un
contenido en óxido de cromo de un 6,7% en peso, al final de la
reacción carbotérmica un contenido en óxido de cromo de un 0,3% en
peso tras un tiempo de tratamiento de 20 minutos. En la reducción
silicotérmica subsiguiente durante un periodo de tiempo de 5
minutos, ha sido posible reducir el contenido en óxido de cromo de
un 0,3% en peso a un 0,07% en peso. Debido al tiempo de tratamiento
relativamente corto, ha sido posible disminuir las pérdidas térmicas
considerablemente y utilizar los portadores de carbono en mayor
grado para la reducción.
Claims (4)
1. Procedimiento para eliminar cromo y/o níquel
de escorias o mezclas de escorias líquidas, en el cual la escoria
líquida se alimenta a un baño metálico, en particular un baño de
Fe, y se reduce por introducción de carbono o portadores de carbono,
realizándose la reducción en dos etapas y utilizándose, en la
segunda etapa de reducción, un potencial de reducción aumentado en
comparación con la primera etapa de reducción, caracterizado
porque la introducción de carbono en el baño metálico se prosigue
hasta que el contenido de la escoria en óxido de cromo y/o de
níquel haya disminuido a un valor comprendido entre un 0,8% en peso
y un 0,2% en peso y porque, al alcanzarse un intervalo del
contenido en óxido de cromo predeterminado de la escoria, se
adicionan unos agentes de reducción con un potencial de reducción
más alto, tales como por ejemplo, Al, Ca, Si, Fe-Si
o Ca-Si, con el fin de reducir el contenido en
óxido de cromo y/o de Ni a un valor por debajo de un 0,15% en peso,
preferentemente por debajo de un 0,8% en peso.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la adición de Fe-Si se
lleva a cabo en cantidades comprendidas entre 3 y 15 kg/t de
escoria, preferentemente entre 6 y 10 kg/t de escoria.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque tras la adición del agente de reducción
con un potencial de reducción más alto se purga el baño con un gas
inerte.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1, 2
ó 3, caracterizado porque la primera reducción carbotérmica
se prosigue durante un periodo de tiempo comprendido entre 15 y 30
minutos y la segunda reducción durante un periodo comprendido entre
3 y 10 minutos.
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