SE501022C2 - Sätt att återvinna en icke-järnmetall ur slagg - Google Patents

Description

501 (3122 10 15 20 25 30 35 2 icke-järnmetall ur ett utgångsmaterial bestående av slagg, som innehåller denna, eventuellt tillsammans med avfall av icke-järnmetallen och/eller ett utgångsmaterial bestående av sådant avfall utan skyddande saltskikt. med en oxy-fuel- brännare. _ Ett annat syfte är att minska bildning av korrosiva saltångor, som erhålles med användning av skikt av skyddande saltlager, samt att erhålla en oxidisk restprodukt fri från vattenlösliga salter, som miljömässigt fördelaktig.

Dessa syften erhålles med ett förfarande för återvinning av en icke-järnmetall ur ett utgångsmaterial bestående av slagg, som innehåller denna, eventuellt tillsammans med avfall av icke-järnmetallen-och/eller ett utgångsmaterial bestående av sådant avfall. Förfarandet innefattar, att man inför utgångsmaterialet i en roterugn eller roterbar kon- verter med ett eldfast foder, värmer utgångsmaterialet till en temperatur över metallens smältpunkt under kontinuerlig eller intermittent rotation av ugnen och avlägsnar den erhållna smälta metallen från kvarvarande och/eller bildad fast slaggåterstod. Förfarandet är speciellt lämpligt för återvinning av aluminium ur aluminiumhaltig slagg och aluminiumskrot.

Det utmärkande för föreliggande förfarande är att man värmer utgångsmaterialet i frånvaro av ett skyddande salt- skikt med en så kallad oxy-fuel-brännare, som matas med ett fossilt bränsle och med en gas innehållande minst 80 procent oxygen, varvid ugnen roterar med en hastighet av högst 5 rpm.

Fördelaktiga utföringsformer framgår av de av huvud- kravet beroende kraven.

I det följande beskrivs uppfinningen utförligare med hjälp av ritningens enda figur, som visar en roterbar 'konverter i vertikalsnitt med tillhörande utrustning.

Figuren visar en konverter 1, vars centrumaxel 2 bildar en spetsig vinkel, exempelvis 10-25° mot horisontalplanet.

Konvertern 1 är roterbar omkring sin centrumaxel 2 och svängbar omkring en horisontell axel 3, som är vinkelrät mot och går genom konverterns 1 centrumaxel 2. Konverterns 1 uppåtriktade ände avsmalnar till öppning 4, framför vilken en 10 15 20 25 30 35 fV501 022 3 skyddshuv 9, som övergår i form av ett böjt rör 5 är anord- nat. Huvens 9 ena eller första ände är anordnad så nära kon- verterns 1 öppning 4 som möjligt utan att den kommer i kontakt med den roterbara konvertern 1. Röret 5 är böjt och dess andra ände är riktad uppåt. Röret 5 hålles på plats av icke visade anordningar och kan lätt avlägsnas från kon- verterns 1 öppning 4 för fyllning och tömning av konvertern 1. Genom en öppning i rörets 5 böjda del eller knä är en sk oxy-fuel-brännare 6 förd. Brännarens mynning sträcker sig ett stycke in i konvertern 1 när rörets 5 första ände befinner sig omedelbart framför konverterns 1 öppning 4. Anslutningar för bränsle och oxygen samt kylvatten är ej visade. Genom en annan öppning i rörets 5 knä är en lans 7 förd.

Vid genomförandet av förfarandet inbringas utgångs- material 8, exempelvis aluminiumslagg och/eller aluminiumav- fall in i konvertern 1, varvid röret 5 med brännaren 6 och lansen 7 är förd åt sidan. Därefter placeras röret 5 med brännaren 6 och lansen 7 tätt framför konverterns 1 öppning.

Konvertern bringas därefter att rotera med en hastighet av upp till 5 varv per minut och brännaren tändes för upp- hettning av utgångsmaterialet 8. Brännaren drives vanligen såsom med ett fossilt bränsle, exempelvis ett kolväte, propan, och med en oxygenhaltig gas innehållande minst 80 procent oxygen, nitrogen. Den oxygenhaltiga gasen kan vara oxygen med en halt av ca 93 procent oxygen från en PSA-anläggning, varvid återstoden av gasen utgöres huvudsakligen av argon, oxygen från en luftseparationsanläggning. Brännarens 6 låga mot en punkt på avstånd från företrädesvis med mycket små halter av eller är företrädesvis riktad konverterns 1 axel på dess botten. Genom att till brännaren 6 tillförd oxygenmängd är understökiometrisk eller möjligen Istökiometrisk, dvs oxygenmängden utgör 80-100 procent av den för fullständig förbränning erforderliga oxygenmängden, minimeras oxidation av metall i konvertern 6.

När utgångsmaterialet, exempelvis aluminiumhaltig slagg, har uppnått en temperatur över smältpunkten för aluminium, börjar aluminiet att smälta och genom rotationen åstadkommas att de sfärer, som innehåller aluminium som kärna och 5C1 0,22 10 15 20 25 30 35 av en aluminiumlegering, 4 aluminiumoxid som omgivande skyddande skal, deformeras och skalet spricker sönder, varvid aluminiet, som övergår till flytande fas, aluminium från andra sfärer. konverterns lägsta område. När mesta möjliga aluminium har börjar rinna nedåt och samansmälter med Det smälta aluminiet samlas i smält och samlats under kvarvarande slaggåterstod avlägsnas skyddshuven 5 och den smälta metallen kan tappas ur kon- vertern 1.

Enligt en föredragen.utföringsform höjer man.konverterns rotationshastighet till upp till 25 varv per minut och minskar samtidigt brännarens effekt till 50-10 procent av den ursprungliga effekten när metallen har börjat smälta. När temperaturen i smältan har nått en temperatur av 750 - 950 grader Celsius avbrytes värmningen och man tappar metallen på vanligt sätt.

Enligt en effekten intermittent till konvertern vid det högre varvtalet av upp till 25 rpm. För att oxygen, som finns i den konvertern omgivande luften, inte skall kunna tränga in i konvertern och oxidera aluminium, som icke skyddas av ett skyddande lager av slagg eller andra restprodukter, tillför man en inert skyddsgas till konvertern, så att ett övertryck upprätthålles i denna. Den inerta gasen är företrädesvis argon. Skyddsgasen såsom visat på ritningen, annan utföringsform tillföres tillföres genom en lans, varvid lansen är ansluten till en källa för skyddsgasen, eller genom brännaren, exempelvis genom dess oxygenmunstycken, som växelvis kan stå i förbindelse med en källa för oxygen och en källa för skyddsgas. Brännaren är även ansluten via ej visad ledning till en källa för fossilt bränsle.

Exempel Aluminiumhaltig slagg, som erhållits från framställning serie 3000, placerades i en kon- verter, vars längdaxel bildade en vinkel av ca 17 grader mot horisontalplanet. Den satsade mängden var 1240 kg ren slagg.

Slaggen bestod av 66 viktprocent metallisk aluminium, 30 viktprocent aluminiumtrioxid och återstoden av' oxider av kisel, järn och kalcium.

Efter satsningen av slaggen utan tillsats av skyddade 10 15 20 25 30 35 .vidtager åtgärder, 501 022 5 saltlager placerades huven med en oxy-fuel-brännare framför konverteröppningen på kort avstånd från varandra. Brännaren hade en effekt av 1 MW och drevs med propan och rent oxygen, dvs en oxygenhaltig' gas innehållande minst 99,5 procent oxygen. Konvertern roterades med ca 1 varv per minut tills brännaren med full effekt hade värmt slaggen och smält aluminiumet, varvid temperaturen hos materialet i konvertern var ca 750°C.

Därefter minskades brännarens effekt till ca 200 kW och konvertern bringades att rotera kontinuerligt med en hastig- het av 8 varv per minut. När materialet i konvertern hade upphettats med den reducerade effekten under 20 minuter var metalliskt aluminium separerat från slaggen, som låg som ett täcke över metallen.

Den erhållna metallmängden var 711 kg rent aluminium, vilket motsvarar ett utbyte av 57 procent och en verknings- grad för processen av 88 procent (satsat metalliskt alumi- nium/erhållet rent aluminium. Förbrukningen bränsle var 252 kWh per ton insatt slagg och oxygenför- brukningen 44 normalkubikmeter per ton insatt slagg. Den totala behandlingstiden uppgick till 32 minuter. Den erhållna restprodukten bestod av rena oxider av de angivna metallerna av fossilt och aluminium.

Utmärkta resultat har erhållits när det för utvinning chargerade materialet. partiellt har innehållit skrot in- nehållande samma metall som slaggen.

Vid chargering av enbart avfall, speciellt av aluminium, är det på grund av denna metalls egenskap att lätt oxideras nödvändigt, understökiometriskt. Vid periodiskt uppehåll av tillförseln av heta förbränningsgaser är det speciellt nödvändigt att man förhindrar att. atmosfärens oxygen tränger fram till metallen. Lämpligen upprätthålles ett övertryck i konvertern genom tillförsel av skyddande argon. att förbränningen för energialstringen sker S011!

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. Sätt att återvinna en icke-järnmetall ur ett utgångs- Vilket inför utgångsmaterialet i en material bestående av slagg, som innehåller denna, sätt innefattar, roterugn eller roterbar konverter med ett eldfast foder, att man värmer utgångsmaterialet till en temperatur över metallens smältpunkt under kontinuerlig eller intermittent rotation av ugnen och avlägsnar den erhållna smälta metallen från kvarvarande och/ eller bildad fast slaggåterstod, kännetecknat därav, att man värmer utgångsmaterialet i frånvaro av ett skyddande saltskikt med en så kallad oxy-fuel-brännare, som matas med ett fossilt bränsle och med en gas innehållande minst 80 procent oxygen, varvid ugnen roterar med en hastig- het av högst 5 rpm.

2. Sätt enligt krav 1, uppnådd temperatur över smälttemperaturen för metallen sänker kännetecknat därav, att man efter brännarens effekt med 50-90 procent och ökar ugnens roter- hastighet till 5-25 rpm och fortsätter energitillförseln tills metallen smält.

3. Sätt enligt krav 2, kännetecknat därav, att man tillför värme med den reducerade effekten intermittent under fortsatt rotation av ugnen med 5-25 rpm och att man under avbruten värmetillförsel tillsätter en inert gas genom brännaren eller genom en lans.

4. Sätt enligt krav 3, kännetecknat därav, att den inerta gasen är argon.

5. Sätt enligt krav ett eller flera av kraven 1-4, känne- tecknat därav, att man vid värmetillförsel matar oxy-fuel- brännaren med ett bränsle och oxygen i förhållande eller med ett oxygenunderskott av högst 20 stökiometriskt procent.

6. Sätt enligt ett eller flera av kraven 1-5, kännetecknat därav, att man upprätthåller ett övertryck av förbrännings- gaser i roterugnen eller konvertern.

7. Sätt enligt ett eller flera av kraven 1-6, kännetecknat därav, att man avslutar värmningen och tappar metallen när dess temperatur ligger inom intervallet 750-950%L

8. Sätt enligt ett eller flera av kraven 1-6, kännetecknat f' 501 022 7 därav, att man avslutar värmningen och tappar metallen efter 5-60 minuter efter ökningen av rotationshastigheten.