Processo Waelz - Waelz process
O processo Waelz é um método de recuperação de zinco e outros metais de ponto de ebulição relativamente baixo de resíduos metalúrgicos (normalmente pó de combustão de EAF) e outros materiais reciclados usando um forno rotativo ( forno waelz ).
O produto enriquecido com zinco é referido como óxido de waelz e o subproduto de zinco reduzido como escória de waelz .
História e descrição
O conceito de usar um forno rotativo para a recuperação de zinco por volatilização data de pelo menos 1888. Um processo foi patenteado por Edward Dedolph em 1910. Posteriormente, a patente Dedpolph foi adquirida e desenvolvida pela Metallgesellschaft (Frankfurt) com a Chemische Fabrik Griesheim- Elektron, mas sem levar a um processo pronto para escala de produção. Em 1923, o Krupp Grusonwerk desenvolveu independentemente um processo (1923), denominado processo Waelz (do alemão Waelzen , uma referência ao movimento dos materiais no forno); as duas empresas alemãs colaboraram posteriormente e melhoraram o marketing de processo sob o nome Waelz-Gemeinschaft (alemão para associação Waelz).
O processo consiste em tratar material contendo zinco, no qual o zinco pode estar na forma de óxido de zinco , silicato de zinco , ferrita de zinco , sulfeto de zinco juntamente com um redutor / combustível contendo carbono, em um forno rotativo de 1000 ° C a 1500 ° C. O material de alimentação do forno compreendendo "resíduos" de zinco, fundentes e redutor (coque) é tipicamente peletizado antes da adição ao forno. O processo químico envolve a redução dos compostos de zinco a zinco elementar (ponto de ebulição 907 ° C) que volatiza, que oxida na fase de vapor em óxido de zinco. O óxido de zinco é coletado da exaustão da saída do forno por filtros / precipitadores eletrostáticos / câmaras de decantação, etc.
O tamanho do forno é tipicamente de 50 por 3,6 metros (164 por 12 pés) de comprimento / diâmetro interno, com uma velocidade de rotação de cerca de 1 rpm. O pó recuperado ( óxido de Waelz ) é enriquecido em óxido de zinco e é um produto alimentar para fundições de zinco, o subproduto reduzido de zinco é conhecido como escória de Waelz . Características subótimas do processo são alto consumo de energia e falta de recuperação de ferro (e escória rica em ferro). O processo também captura outros metais de baixo ponto de ebulição no óxido de waelz, incluindo chumbo, cádmio e prata. Compostos de halogênio também estão presentes no óxido do produto.
O aumento do uso de aço galvanizado resultou no aumento dos níveis de zinco na sucata de aço, o que, por sua vez, leva a níveis mais elevados de zinco em pós de combustão de forno elétrico a arco - em 2000, o processo waelz é considerado a " melhor tecnologia disponível " para poeira de combustão recuperação de zinco, e o processo é usado em escala industrial em todo o mundo.
Em 2014, o processo Waelz é o processo preferido ou mais amplamente utilizado para a recuperação de zinco de zinco a partir de pó de forno elétrico a arco (90%).
Os processos alternativos de produção e recuperação de zinco em escala experimental incluem o tratamento de forno rotativo de zinco peletizado contendo pó ( Kimitsu works , Nippon Steel); o processo SDHL (Saage, Dittrich, Hasche, Langbein), uma modificação de eficiência do processo Waelz; o "processo DK", um processo de alto-forno modificado que produz pó de ferro-gusa e zinco (óxido) de pós de alto-forno, lamas e outros resíduos; e o processo PRIMUS (forno de volatilização de zinco em vários estágios).
Referências
Fontes
- Clay, JE; Schoonraad, GP (agosto de 1976), "Tratamento de silicatos de zinco pelo Processo Waelz" (PDF) , Journal of the South African Institute of Mining and Metalurgy : 11-14
- Harris, William E. (1936), "The Waelz Process" , AIME Transactions , 121 Metallurgy of Lead and Zinc: 702–720
- Stewart, Donald L. (Jr.); Daley, James C .; Stephens, Robert L., eds. (2000), "Quarto Simpósio Internacional sobre Reciclagem de Metais e Materiais Engenharia. Parte 1", Proceedings of a Symposium organizado pelo Comitê de Reciclagem da Divisão de Extração e Processamento da Divisão de Metais Leves da TMS, 22-25 de outubro de 2000
- Antrekowitsch, Jürgen; Steinlechner, Stefan; Unger, Alois; Rösler, Gernot; Pichler, Christoph; Rumpold, Rene (2014), "9. Zinc and Residue Recycling", in Worrell, Ernst; Reuter, Markus (eds.), Handbook of Recycling: State-of-the-art for Practitioners, Analysts, and Scientists