[发明专利]废料处理炉及方法

说明书

发明目的

本发明涉及废料处理炉及方法，特别适于诸如炼钢粉尘、铝渣和 铝屑、电子废弃物、含贵金属的废料、或惰性有害材料如石棉纤维的 废料的增值。

废料被倒入熔融金属床，实际上在熔融金属床的表面上执行所述 废料的全部处理。这种处理例如允许回收包含在废料中的金属成分 (fraction)。

背景技术

用于处理来自不同工业的废料的工艺是基于包括炉在内的大型设 施的例子，在所述大型设施中，对有待回收、惰性化或消除的废料进 行熔炼、玻璃化或挥发，这些设施通常昂贵而且能效相当低，由此使 废料回收处理变成非常昂贵的工艺。

使用熔融金属时，密度比熔融金属密度低的废料的处理是复杂的， 因为这样的废料由于其表面上存在渣层而没有被引入熔融金属中，所 述渣层的较低密度阻止废料与熔融金属的接触。

同样地，废料通常纳入来自不同混合类别的材料，诸如塑料、金 属和在熔炼时能引起难以处理的污染气体或烟雾的其它材料。这意味 着必须执行预先的废料分离或选择处理。

要处理的一种废料类型将是例如炼钢粉尘，其含有大量的Zn、Pb 或Cd并且在炼钢工艺中的精炼和熔炼操作中生成，收集在烟雾净化系 统中，并主要由于Pb或Cd的存在而形成有害废料。

目前，以不同方式来处理炼钢粉尘：

-倒入用于有害产品的堆料场。这是使用最少的选择，因为其昂 贵并且有其它更好的替代方案。

-借助于能够产生密封的混合凝结添加剂进行惰性化，该密封允 许通过法律规定的浸出试验。

-通过热处理及分离和净化包含挥发性金属的气体来回收可蒸发 金属。

有相当多的为处理炼钢粉尘而特别设计的方法，其意图达到借助 于应用各种各样的技术来回收包含在所述废料中的金属的目的。因此， 例如专利US6322745、US5942023和US6494933描述了其中所使用的 技术和获得的结果均基本上根据所应用的工艺而不同的处理方法。所 述专利包含目前实行的现有技术，因为其包括通过三种全世界使用最 多的方法来处理炼钢粉尘。

在这些工艺中，在所有情形中均是通过供入作为还原剂元素的含 碳材料来实现还原包含在炼钢粉尘中的铁氧化物。差别在于将材料引 入炉的方式和时机、炉的几何形状以及所使用的加热系统。

所述差别可以特别地在不同工艺所具有的操作限制中看到。作为 例子可以提及加热系统。所述专利分别以指示顺序使用通过氧气喷吹 而执行的碳燃烧、DC等离子体弧和通过吹入空气而执行的碳燃烧。

使用氧气喷吹和等离子体获得高的工艺温度，这引起炉耐火材料 或反应器中严重的劣化问题。对面板和制冷系统的迫切需要直接影响 降低能效。

使用空气吹扫时温度较低，但包含在炼钢粉尘中的铁的可变部分 未被还原，并且所获得的材料必须在电弧炉中进一步再处理，因为没 有达到将允许直接提取铁的金属熔炼温度。

另一种难以处理的废料将是铝屑，其具有与熔融金属相比非常小 的密度，使得这些屑片难以熔炼并且由于它们与空气接触时易于生锈 从而同样存在问题。专利US6,036,745中描述了用于处理这些废料的 设备。该案件描述了与两个互连槽连通的大型炉，借助于泵或泵单元， 将熔融金属从炉输送到所述两个互连的槽。在第一槽中，一方面从外 部引入固体金属颗粒，另一方面从炉引入熔融金属，这样形成的混合 物随后被输送到第二槽，从该第二槽，将来自熔池的杂质、浮渣和炉 渣输送往外部，将熔融金属返回到炉。

这个炉在其一侧具有小出口以便借助于泵使金属流向分流器位于 其中的第一槽，产生有利于废料颗粒浸入金属流中的螺旋环流，用于 随后使这个金属流通过位于所述第一槽底部的管道，到达其中如前所 述浮渣、炉渣和杂质被释放的第二槽，然后该金属流被引入炉中。

因此，借助于产生将屑片从熔融金属的表面拖到其内部的向下螺 旋流通过浸入包含在第一槽中的金属中来执行铝渣或铝屑的处理。

这是一种大型炉，其通过需要大电压的电阻来加热，并且其要求 有大的长度，基本上使其在大型废料处理设施中是成本有效的。

该设备由于一方面结合了炉并且另一方面结合了互连槽和连通管 道而具有复杂的几何结构，增加了维护、关闭、开启和排空该设备的 复杂性。

同样必须指出在该专利的设备主题中，使用浸没式泵来移动熔融 金属，这具有其维护所隐含的复杂性。