处理混有金属基成分的细碎物料的方法技术

处理混有多种金属基成分的细碎物料的方法，该方法包括：使物料颗粒化；干燥颗粒；在一定的温度和停留时间下烧结颗粒以产生很结实的颗粒，在此温度下从颗粒中除去挥发性的第一成分；在还原剂存在下加热颗粒，由此一种或多种第二成分还原为挥发物形态，并被驱除，留下一种或多种还原的第三成分；其特征在于易于使颗粒发生熔合的细碎物被从还原相中排除，由此在还原时所用的温度下颗粒得以保持它的完整性。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及处理混有一系列的金属基成分的细碎物料的方法。本专利技术特别适用于处理电孤炉炼钢所产生的烟灰，但也不排除其它用途。在典型的电弧炉或其它的炼钢炉中，每年要产生几千吨的烟灰。烟灰的成分随电孤炉原料的情况而变化，电孤炉原料通常由广泛范围的废金属组成包括废旧汽车的金属。烟灰可以含有约40％的有色金属化合物，约50％的黑色金属化合物(主要是氧化物)其余成分是脉石。有色金属成分通常主要是氧化铅和氧化锌，但是典型地也包括某些氯化锌，氯化铜，氯化镉，氯化钾，氯化钠和氧化镉。也可能存在着钾和钠的氧化物。来自氧气吹炉的烟灰通常含有较高比例的黑色金属化合物，但是仍含有相当大比例的有色金属物质。历史上，烟灰是丢弃的，但是丢弃烟灰涉及到大量的经费开支，并且由于许多的成分具有毒性从环境的角度来看，丢弃烟灰也是不可取的。本专利技术特别涉及从某种物料例如烟灰中回收多种成分的方法。本专利技术方法可以看作避免处置污染物的方法，或者看作为提取有价值有色金属的方法，或者看作为供炼钢过程再使用的再生铁的方法。首要目的视情况而定。EP 275863A已知将烟灰与固体含碳物料以及有机粘结剂混合，使这种混合物造粒，并加热这些颗粒。此时某些成分被除去，而铁和铅还原为金属形态，并以液体金属形式倒出。据说铅能靠重力与铁分离，但是铁溶体中必定残留铅。此外必须使用很高的温度来获得熔化状态的铁，提取熔化状态的金属需要一种能使转炉倾斜的装置，并且不适于连续操作。本专利技术目的是提供处理烟灰或其它细碎物料的方法，可以用更实用的方式分离出其中的成分。本专利技术涉及处理混有多种金属基成分的细碎物料的方法，该方法包括使物料成粒，干燥该颗粒，在一定的温度和停留时间下烧结颗粒以产生很结实的颗粒，在此烧结温度下从颗粒中除去挥发性的第一成分；在还原剂存在下加热颗粒，籍此使一种或多种第二成分还原为挥发形式并被除去，而留下一种或多种已还原的第三成分。该方法的特征在于易于熔化该颗粒的细碎物料从还原相除去，由此在用于还原的温度下，颗粒仍保留了它们的完整性。避开细碎物料就可以允许选择足够高的有效还原温度而不会使颗粒熔合在一起。这反过来又导致了物料很易于操作运行本方法的装置有较长的寿命。还原及烧结优选地在回转窑中进行。为除去细碎物料，在烧结工段和还原工段之间可以使颗粒进行筛分。如果使用固体还原剂例如无烟煤，重要的是避免细碎的还原剂，例如使用洗过的无烟煤。本专利技术可以适用于来自炼钢炉的烟灰，在这种情况下，主要的即实质上唯一的第三成分通常将是铁。这种铁将呈现海绵铁的形态，海绵铁便于操作，也便于向炼钢炉再供料。在典型的场合下，在烧结期间除去的挥发性成分，即第一成分是不同的金属氧化物和氯化物。主要的成分可能是氧化铅和氯化铅。锌的氧化物通常留在颗粒中。在还原工段，氧化锌还原为金属形态，和在它再次氧化时被除去，可以以氧化锌灰的形式被收集。这种收集的物料可以含有约90％的氧化锌，余下的东西绝大部分是煤灰。这种纯度的氧化锌商业上是有用的产品，无需任何进一步的处理。下面参照附图来说明本专利技术的一个实施方案，附图是实施本专利技术的全套装置的图示说明。本专利技术已经在远离钢厂的中试的基础上成功地实施了，附图是基于在钢厂使用的中试规模的简单改造。生产全套装置比图示的中试装置更完善。该全套装置实质上包括了三个工段，即造粒工段P，烧结工段S和还原工段R。料斗11收集来自电弧炼钢炉的灰，从料斗11向造粒转盘12供应灰，同时一起供应粘结剂13和水14。膨润土是合适的粘结剂，占混合物4％(重量)是膨润土适合的比例。所得到的未烧结的颗粒送往筛网15，筛网将不合尺寸的颗粒分离出来并返回到造粒器，选出直径约10～15毫米的较大颗粒供进一步处理。为了向颗粒化物料随后的处理提供一定程度的均匀性，颗粒具有一定范围的粒度是重要的。烟灰的预洗可以任选地在洗涤装置10中进行。预洗涤的要求或需要将在下面进行讨论。然后未烧结的颗粒在干燥器16中进行干燥，典型地使用了约300～400℃的热空气，这种热空气是由装置的其它部分的废热加热的。烧结工段S主要由回转窑21组成，回转窑的轴与水平成1度或几度倾斜，以使在回转期间，在较高的输入端送入的颗粒逐渐地向下运行通过回转窑而到达较低的输出端。回转窑是通过中央燃烧器22的煤气在回转窑的输出端点火燃烧的。可以使用任何其它的燃料来代替煤气。向回转窑提供过量的空气，以使回转窑的气氛倾向于氧化而不是还原。在回转窑中所获得最高温度将约是1050-1200℃。在回转窑的输入端给出了废气防护罩23，但是在回转窑的输出端也可以有类似的废气防护罩。为了节省能源和减少热冲击，优选地仍处于高温的干燥颗粒送入回转窑21的输入端。颗粒的温度随着它们通过回转窑而上升。这种加热量使颗粒发生烧结，并使颗粒变得很结实，具有很高的在本专利技术方法下一工段所需要的抗降解作用。可以利用美国材料试验协会(ASTM)的高炉颗粒翻滚试验的标准方法来测量强度，在标准试验后要求95％的颗粒无损伤，通过比较，中试中硬化的95％的颗粒在这个标准试验中仍旧是完整无损失的。高炉颗粒的最低要求可能就是本专利技术供使用的实际最低限度。可是，基本的要求是让颗粒在下述的方法的其余工段中保持它们的完整性。在氧化气氛中进行烧结。随着颗粒的加热，在原先烟灰中在1050～1200℃的温度下呈挥发性的那些成分被除去。通常方法是物理蒸发，但是某些物料可以以金属形态除去，和在回转窑的气氛中被氧化。形成颗粒第一成分的这些物料被废气带到洗涤器或袋式过滤器供收集，和净化的废气释放到大气中。第一成分可以进行随后有价值物质的提取，或者可以使用常规的技术，在未示出的装置的其它部分分离出有价值的物质。根据中试所用的烟灰，氧化铅和氯化铅占烧结工段颗粒去除的物质的50％。在第一成分中大量存在的其它的挥发性物质是镉、铜、钙、钾、钠和锌的卤化物、氧化物和硫酸盐。也可以有少量的氧化钾和氧化钠。氧化锌也是烟灰中一种重要的物质，但是通常氧化锌不是挥发性的，仍旧留在颗粒中。少量的氧化锌可以同烧结工段的废物一道收集，这大概是由于少量的锌是以挥发形态存在的。原始烟灰中大量氯化物的存在可能导致需要采取特别的措施，以抑制dioxins的形成与逸出。烟灰中存在的典型的金属氯化物包括氯化铅，它是可溶的，因此在较早期工序可以使此种氯化物从物料中清洗掉。发现烟灰的一个实例是在洗涤前含有2.1％的氯，但是在洗涤后仅含0.1％的氯。洗涤过的烟灰可以压缩，以除去大部分水，然后仅含有适合于造粒的水量。为了除去全部或大部的在考虑之中的挥发性金属化合物，颗粒应在一定的温度或接近于1100℃保持几小时。在某些情况下，在900和1200℃之间的其它温度也是可以接收的。回转窑的长度和倾斜度，它的转速和沿回转窑的温度梯度应进行调节，以获得将所有大量挥发性物质驱除掉的结果。除了离开回转窑21的烧结颗粒外，还有其它的物质可通过研磨和碾压而从颗粒中除去。这种疏松的物质在筛网25中与颗粒分离，以完成烧结工段S的工作。还原工段R是依靠另一个倾斜回转窑31进行工作，该回转窑在两端具有废气收集防护罩32和33来自料斗34的烧结颗粒，来自料斗35的无烟煤以及某些白云石的细料送入回转窑的输入段(上段)，其比例约是2份重量的颗粒对一份重量的无烟煤。无烟煤是一种很适合的价格低廉的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：A·D·克拉克，
申请(专利权)人：金属还原流程有限公司，ASW有限公司，菲力普国际发展公司，
类型：发明
国别省市：