Eaf Baca Tozlarının Pirometalurjik Değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, toz halindeki Elektrik Ark Fırını baca tozlarının içerdiği çinko, kurşun, kadmiyumun, oksit karışımı olarak, demir oksitlerin de metalik demir olarak geri kazanılmasına yönelik olarak farklı sıcaklık ve farklı ilave karbon miktarlarına göre redüksiyon davranışı incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, Elektrik Ark Fırınıyla çelik üretimi yapan bir firmadan temin edilen baca tozlan iki farklı oranda kok tozu ile karıştırılmış ve peletlenmiştir. Hazırlanan peletler, 800°C, 900°C, 1000°C ve 1100°C sıcaklıklarda, döner bir fırın içinde redüklenmiştir. Redüksiyon sonucunda peletlerden uzaklaştırılan Zn, Pb, Cd miktarları ve metalleşen demir miktarları, kimyasal analiz sonuçlarına göre irdelenmiştir. Elektrik Ark Fırını baca tozlarının kok tozu ile redüklenmesinde, demirin metalleşme oranlarının artan kok miktarları ile ve yükselen sıcaklıkla birlikte arttığı, 1 saat redüklenme süresi sonunda en yüksek metalleşme oranına ulaştığı belirlenmiştir. Çinkonun redüklenerek peletlerden uzaklaşma oranının artan kok miktarları ve yükselen sıcaklıkla arttığı ve bu artışta yükselen sıcaklığın daha etkin olduğu belirlenmiştir. Çinko uzaklaşmasının, redüksiyonun 1. saatinde tamamlandığı ve daha sonra uzaklaşmanın devam etmediği belirlenmiştir. Kadmiyumun peletlerden uzaklaşmasının, artan kok oranlan ve yükselen sıcaklıkla arttığı ve kadmiyum miktarının tamamının redüklenerek uzaklaştığı belirlenmiştir. Kurşunun, diğer metallerin redüklenerek uzaklaştığı ilk 1 saat içinde uzaklaşma oranının düşük olduğu ve diğer metallerin redüksiyonunun devam etmediği, düşük redüktan koşulların başladığı, daha sonraki sürelerde uzaklaştığı belirlenmiştir. Elektrik Ark Fırını Baca Tozlarının yeniden değerlendirilmesinin, kok tozu ile yapılan redüksiyonla, mümkün olduğu, ancak kurşunun tamamının redüktan şartlarda uzaklaştılamadığı belirlenmiştir. Bu nedenden dolayı kurşunun, tozların redüklenmesinden önce redükleyici olmayan şallarda kavrularak oksit olarak uzaklaştırılmasını ve redüklemenin kursunun uzaklaştırıldığı tozlara uygulanmasını kapsayan iki kademeli işlemlemlerin daha uygun olabileceği sonucuna varılmıştır.

Durch die umfangreichen Massnahmen zur Reinhaltımg der Luft fallen in den Industriebetrieben grösere Mengen zumeist sehr feinkörniger Staeube und Schlaeme an. Aufgrund der staubförmigen öder schlammartigen Könsistenz sind diese Stoffe verfahrenstechnisch schwierig zu handhaben. Deshalb wurden Verfestigungsmethoden entwickelt, um diese Stofife besser transportierten, umschlagen, deponieren oder teilweise verwerden zu können. Bei dieser Verfahrenweis bleiben nutzbare Inhaltsbare jedoch unberücksichtigt und gehen sowohl bei einer Deponierung als auch bei einer Verwertung ausserhalb metallurgischer Betriebe fur eine Wiedergewinnung verloren. Staeube und Schlaeme aus den Entstaubungssystemen der Huttenwerke enthahen haeufîg über 50 % Metalloxide. Dies sind neben den Eisenoxiden vor allem Zink, Blei, und ( bei den Staeuben und Schlaemen aus der Edelstahlerzeugung ) Chrom, Nickel, und Molybdaenoxide. Von den etwa 1.2 Mio. T Staeuben und 0.7 Mio. T Schlaemen, die 1978 in den Hiittenwerken anfielen, wurden etwa 40 % deponiert. Auch wenn in der Zwischenzeit weiter daran gearbeitet wurde, Möglichkeiten einer Verwertung dieser nichtgenutzen StoflFe zu entwickeln, bleiben heute noch immer grossere Mengen Staeube und Schlaeme mit mittleren Gehalten an ruckgewinbaren. Waehrend Staeube und Schlaeme mit niedrigen Gehalten an ruckgewinbaren Metallen vielfach über die Sinteranlage wieder in den metallurgischen Prozess zürückgeführt werden können und solche mit ausreichend hohen gehalten in metallhütten als EinsatzstofFe zur gewinnung der Entsprechenden Metalle verwendet werden, liegen die Gehalte bei vielen Staeuben und Schlaemen in einem Konzentrasyonbereich, der diese beiden Einsatzmöglichkeiten ausschliesst. Es ist zu erwarten, dass in Zukunft auch die Flugstaeube und Schaeleme aus Hochofen, Sinterband, Stahlkonverteren so wie Abwasseraufbereitung aufgearbeitet werden müssen. Die ELO flugstaeuben, als pyrometallirgische verwertungs Methode, werden mit dem KohlenstofF zusatzredüziert und Schwermetalle, die Staeuben enhalt, werdenverfluchtet können. Bei dieser Methode, der wichtigste Punkt ist Erreichung hohe Metallisierungsgrade und eine praktisch quantative Verfliltichtigung von Schwermetallen bei aussergewohnlich kurzen Redüktionzeiten. ix Bei der Reduktion, die carbotermische redüktion Reaksıonen der Flugstaeuben laeuft nach folgende ab : FeO + CO = C02 ZnO + CO = Z%) + C02 CdO + CO = Cd(g) + C02 Die Pyrometallurgie der Elektro Lichtbogen Ofen Flugstaeuben abhaenging von Temperatur und C gehalt In diesem Arbeit wurden der Einfluss von Reduktionstemperatur, und Kohlenstoflfgehalt auf den Metallisierungsgrad von Eisenoxide und Verflüctigung von Zink, Blei, Kadmiyum untersucht. Die Versuchen wurden ELO Flustaeuben, aus die einem Stahlwerk genommen, mit eine Labor-Drehrohrofen hergestelt. Die enthaltung der Staube, die versuchen verwendet wurde, nach folgende Tabel ab: Zunaechst wurden die Staeben, mit zwei verschidene fein gemahlene Kok zusatz (-325 mesh) und mit als BindungsstofT 1% Bentonit vermischt und dann in einem Labor-Pelletierungdisk mit einsprechende Wasser einsatz pelletiert. Die vertigen GrOnpellets wurden getrocken und in den Drehrohrofen bei den 800°C, 900°C, 1000°C, 1100°Ctemperatureneingetraegt. Wegen der Redüktion, wurden die Proben von dem Drehrohrofen ausgetraegt und in non oxidant Kondition gekült und chemische analiziert. Bei den durchgefUhrte Versuchen, die ergebnisse für die maximale Metallisierungsgrad wurde bei 1100°C temperatur und die erste ein halbe Stunde der Reduktion bei Kok zusatz von 25 % Kok pro Staub als Gewichtenheit erreicht. Die Metallisationsgrad von Eisenoxid ist mehr abhaenging von Temperatur als Koks zusatz (Bild 1). Zeit, stunde (a) -800°C -900°C ?lOOO-C ?1100°C Bild 1.:Die Metallisationsgrad von Eisenoksid bei der verschidener Temperaturen a) 20%.Koks Zusatz. b) 25% Koks Zusatz Die Reduktion von Zinkoxid wurde bei der erste stunde des Experiment beendet. Die Menge des verflüchtigenden Zink wurde erhöht mit den erhöhenden Temperatur und Koks zusatz (Bild 2). XI 20% 20% 20% 20% 25% 25% 25% 25% Koks Koks Koks Koks Koks Koks Koks Koks 800°C 900°C 1000"C HOO-C 800°C 900°C lOOO^C 1 100°C Bild 2.:Die Veraendenıngen der Zn Gehalt mit 20% und 25% Koks Zusatz bei der verschiedener Temperaturen. Das Kadmium bei experimentel Konditionen, die 25% und 20 % Kok zusatz 900°C, 1000°C, 1100°C Temperatur sind, wurde leicht Reduziert. Die Kadmium inhalt von Pellets volstaendig verflücht bei der erste halben Stunde(Bild.3). 0,08 Bild 3.:Die Veraendenıngen der Cd Gehalt mit 20% und 25% Koks Zusatz bei der verschiedener Temperaturen. Xll Für aile Experimentel Konditionen, die redüktive Character von ofen gas Atmosphere wurden, nachdem der erste Stunde verringt. Nachdem diesen Verringerung das Blei wurde anfangen zu Verflüchen und bei keine experiment Kondition vollstaendig verflücht. Das Blei bei Reduktionen Konditionen wurde nicht effektvoll verftilücht können, weil das metallischen Blei von 1740°C Temperatur verfluchtbare ist. Das Blei, das bei experimental Konditionen verflüct wurde, war Bleioxideformig (Bild.4). -20% -20% -20% -20% -25% -25% -25% -25% Koks Koks Koks Koks Koks Koks Koks Koks 800*0 900°C 1000'C 1 100-C 800°C 900»C IO00°C Bild 4.:Die Veraenderungen der Pb Gehalt mit 20% und 25% Koks Zusatz bei der verschiedener Temperaturen.