Вельц процесс - Википедия - Waelz process

В Вельц процесс это метод восстановления цинк и другие металлы с относительно низкой температурой кипения из металлургических отходов (обычно дымовая пыль из ЭДП) и другие переработанные материалы с использованием вращающейся печи (вельц печь).

Продукт, обогащенный цинком, упоминается как вельц оксид, а побочный продукт восстановленного цинка как вельц шлак.

История и описание

Концепция использования вращающаяся печь для извлечения цинка испарением датируется по крайней мере 1888 годом.[1] Процесс был запатентован Эдвардом Дедольфом в 1910 году. Впоследствии патент Дедпольфа был принят и разработан компанией Metallgesellschaft (Франкфурт) с Chemische Fabrik Griesheim-Elektron но без перехода к готовому процессу в масштабе производства. В 1923 г. Krupp Grusonwerk независимо разработал процесс (1923 г.), названный Вельц процесс (от немецкого Waelzen, ссылка на движение материалов в печи); две немецкие фирмы позже сотрудничали и улучшили процесс маркетинга под названием Waelz-Gemeinschaft (Немецкий язык для ассоциации Waelz).[2]

Процесс состоит из обработки цинксодержащего материала, в котором цинк может находиться в форме оксид цинка, силикат цинка, феррит цинка, сульфид цинка вместе с углеродсодержащим восстановителем / топливом во вращающейся печи при температуре от 1000 ° C до 1500 ° C.[1] Сырье для печи, содержащее цинковые «отходы», флюсы и восстановитель (кокс), обычно гранулируется перед добавлением в печь.[3] Химический процесс включает восстановление соединений цинка до элементарного цинка (точка кипения 907 ° C), который улетучивается и окисляется в паровой фазе до оксида цинка. Оксид цинка улавливается из выпускного отверстия печи фильтрами / электрофильтрами / отстойниками и т. Д.[4][3]

Размер печи обычно составляет 50 на 3,6 метра (164 на 12 футов) в длину / внутренний диаметр, со скоростью вращения около 1 об / мин. Восстановленная пыль (Оксид вельца) обогащен оксидом цинка и является сырьем для цинковых заводов, побочный продукт с пониженным содержанием цинка известен как Вельц шлак. К неоптимальным характеристикам процесса относятся высокое потребление энергии и отсутствие извлечения железа (и богатого железом шлака).[3] Процесс также захватывает другие металлы с низкой температурой кипения в вельц оксид включая свинец, кадмий и серебро.[5] В оксиде продукта также присутствуют галогеновые соединения.[6]

Более широкое использование оцинкованный сталь привела к увеличению содержания цинка в стальном ломе, что, в свою очередь, приводит к более высокому уровню цинка в стальном ломе. электродуговая печь дымовая пыль - с 2000 года вельц-процесс считается "лучшая доступная технология «для извлечения цинка из дымовой пыли, и этот процесс используется в промышленных масштабах во всем мире.[7]

По состоянию на 2014 год вельц-процесс является предпочтительным или наиболее широко используемым процессом для извлечения цинка из электродуговая печь пыль (90%).[8]

Альтернативные производственные и экспериментальные способы извлечения цинка включают обработку гранулированного цинка, содержащего пыль (Кимицу работает, Nippon Steel);[9][10] процесс SDHL (Saage, Dittrich, Hasche, Langbein), модификация эффективности вельц-процесса;[3] «ДК процесс» - модифицированный доменный процесс, производящий чугунную и цинковую (оксидную) пыль из доменной пыли, шламов и других отходов;[11] и процесс ПРИМУС (многоступенчатая печь для испарения цинка).[12][13]

Рекомендации

  1. ^ а б Клей и Шунрад, 1976, п. 11.
  2. ^ Харрис 1936.
  3. ^ а б c d Стюарт, Дейли и Стивенс 2000, Восстановление оксида цинка из вторичного сырья: новые разработки вельц-процесса
  4. ^ Клей и Шунрад, 1976, стр.11, 13.
  5. ^ Антрекович и др. 2014 г., п. 118.
  6. ^ Антрекович и др. 2014 г., п. 119.
  7. ^ Стюарт, Дейли и Стивенс 2000, Восстановление оксида цинка из вторичного сырья: новые разработки вельц-процесса.
  8. ^ Антрекович и др. 2014 г. С. 117-118, 119.
  9. ^ Ода, Хироши; Ибараки, Тетсухару; Такахаши, Масахару (июль 2002 г.), «Технология переработки пыли с помощью печи с вращающимся подом» (PDF), Технический отчет Nippon Steel (86)
  10. ^ Ода, Хироши; Ибараки, Тетсухару; Абэ, Юичи (июль 2006 г.), «Система рециркуляции пыли с помощью печи с вращающимся подом» (PDF), Технический отчет Nippon Steel (94)
  11. ^ Хиллманн, Карстен; Сассен, Карл-Йозеф (2006), «Растворы для пыли и шлама конвертерного производства» (PDF), Stahl und Eisin, 126 (11)
  12. ^ J. L., Roth; R., Frieden; Hansmann, T .; Monai, J .; Солви, М. (ноябрь 2001 г.). «ПРИМУС, новый процесс переработки побочных продуктов и производства чистого железа». Revue de Métallurgie. 98 (11): 987–996. Дои:10.1051 / металл: 2001140.
  13. ^ «Процесс PRIMUS Пола Вурта: передовая технология утилизации побочных продуктов чугуна и стали путем прямого восстановления», www.innovation.public.lu, 3 августа 2003 г.

Источники

  • Clay, J.E .; Schoonraad, G.P. (Август 1976 г.), «Обработка силикатов цинка вельц-процессом» (PDF), Журнал Южноафриканского института горного дела и металлургии: 11–14
  • Харрис, Уильям Э. (1936), «Вельц-процесс», Транзакции AIME, 121 Металлургия свинца и цинка: 702–720
  • Стюарт, Дональд Л. (младший); Дейли, Джеймс С.; Стивенс, Роберт Л., ред. (2000), «Четвертый международный симпозиум по вторичной переработке металлов и технических материалов. Часть 1», Труды симпозиума, организованного Комитетом по рециклингу Отдела добычи и обработки легких металлов ТМС, 22-25 октября 2000 г.
  • Антрекович, Юрген; Штейнлехнер, Стефан; Унгер, Алоис; Рёслер, Гернот; Пихлер, Кристоф; Румполд, Рене (2014), «9. Вторичная переработка цинка и остатков», в Уоррелле, Эрнст; Рейтер, Маркус (ред.), Справочник по переработке: современное состояние для практиков, аналитиков и ученых

внешняя ссылка