Всеки тон стомана, произведена в електродъголова печка, генерира 15-25 кг прах - фини прахови частици, уловени от ръкавния филтър. За топилня с капацитет 500 000 тона годишно това са 7500 до 12 500 тона прах годишно. Този прах е класифициран като опасен отпадък в повечето страни, тъй като съдържа тежки метали - предимно цинк, олово и кадмий - които могат да попаднат в подпочвените води, ако бъдат депонирани.
MONTE INTELLIGENCE се занимава със системи за обработка на прах от електродъгови печи (EAF) повече от десетилетие. Проблемът с праха е едновременно екологично задължение и икономическа възможност, тъй като прахът от EAF обикновено съдържа 15-30% цинк - концентрации, по-високи от много находища на цинкова руда, които се добиват в момента.
Съставът на праха от електродъждовна фурна отразява състава на скрапа. Прахът от инсталации, топещи поцинкован скрап, може да съдържа 25-35% цинк. Прахът от инсталации, топещи предимно тежък скрап и битов скрап, може да съдържа само 8-15% цинк. Съдържанието на цинк определя икономическата жизнеспособност на рециклирането: над около 15% цинк, рециклирането на прах обикновено води до положителна възвръщаемост. Под 10% цинк, разходите за рециклиране могат да надвишат стойността на възстановения цинк и стабилизирането, последвано от депониране, се превръща в икономически рационален избор, въпреки че регулаторните тенденции са против тази опция.
Съдържанието на олово в праха от електродъждовна печка заслужава внимание, защото влияе както върху процеса на рециклиране, така и върху продаваемостта на регенерирания цинков продукт. Типичното съдържание на олово варира от 1 до 5%. Оловото и цинкът са химически достатъчно сходни, така че разделянето им икономически е трудно. Процесът на велцова пещ, доминиращата технология за рециклиране, произвежда цинков оксиден продукт, който обикновено съдържа 0,5-2% олово. Това е приемливо за цинкопреработвателната промишленост, която може допълнително да рафинира материала. По-строгите спецификации за олово на някои пазари обаче може да изискват допълнителни стъпки за пречистване, които увеличават разходите.
Процесът на Вельцовата пещ е работният кон на рециклирането на прах от електрообработваща печка (EAF), като обработва приблизително 80% от целия рециклиран прах в световен мащаб. Пещта е въртяща се цилиндрична пещ, обикновено с дължина 40-60 метра и диаметър 3-4 метра, наклонена на 2-3 градуса от хоризонталата. Прахът от EAF се смесва с въглероден редуктор - обикновено коксов бриз или въглища - и се подава в пещта. Докато шихтата се движи през пещта чрез въртене и гравитация, температурите достигат 1100-1300°C.
При тези температури цинковият оксид в праха се редуцира от въглерод до метални цинкови пари: ZnO + C → Zn(g) + CO. Цинковите пари излизат от пещта с отходящия газ и се реокисляват до цинков оксид чрез въздух, вкаран над шихтата: 2Zn(g) + O2 → 2ZnO. Цинковият оксид се събира в ръкавен филтър след пещта. Продуктът, наречен велцоксид, обикновено съдържа 55-65% цинк и се продава на цинкови топилни пещи като вторичен изходен материал.
Нелетливият остатък от пещта на Вельц — шлаката — съдържа железен оксид, вар, силициев диоксид и остатъчни тежки метали. Тази шлака в миналото е била депонирана на сметища, но все по-често се използва като инертен материал в пътното строителство или като суровина в производството на цимент. Шлаката трябва да премине тестове за излужване (като например теста TCLP в Съединените щати или EN 12457 в Европа), за да отговаря на условията за тези полезни приложения.
Алтернативните технологии на Вельцовата пещ включват ротационна пещ с под (RHF), многоподова пещ (MHF) и плазмени процеси. RHF използва плоско въртящо се подово пространство вместо наклонен цилиндър, което позволява по-кратко време на престой и по-прецизен контрол на температурата. MHF използва подредени подови пространства с разпръскващи рамена за преместване на материала между нивата. Плазмените процеси използват електрическа дъга или плазмена горелка за постигане на високите температури, необходими за изпаряване на цинка, с предимството да се използва електричество вместо изкопаемо гориво като източник на енергия.
Всяка технология има своите недостатъци. Пещта на Велц е вариантът с най-ниски капиталови разходи за висок капацитет (над 50 000 тона годишно), но има по-високи оперативни разходи поради потреблението на кокс. Пещта с реактивен ток (RHF) има по-добра енергийна ефективност и по-ниски емисии, но изисква по-равномерно захранване. Плазмените процеси имат най-нисък екологичен отпечатък, но най-високи разходи за електроенергия, което може да бъде предимство, ако е налична нисковъглеродна електроенергия и е в сила ценообразуване на въглеродните емисии.
Степента на възстановяване на цинка в търговските велцпещи обикновено варира от 90 до 95%. Степента на възстановяване под 90% обикновено показва проблем в процеса - недостатъчни редукционни условия в пещта, твърде кратко време на престой или лошо смесване на прах и редуктор. Степента на възстановяване над 95% е постижима с оптимизирана работа на пещта, но пределните разходи от последните няколко процентни пункта може да не са оправдани от стойността на допълнително възстановения цинк.
Богатата на желязо шлака от пещта е материален поток, който заслужава повече внимание, отколкото обикновено получава. Вельцова пещ, преработваща 100 000 тона прах от електрообработваща печка годишно, произвежда около 60 000 тона шлака. Тази шлака съдържа 30-40% желязо, което може да бъде възстановено и върнато в процеса на производство на стомана. Няколко технологии за извличане на желязо от велцова шлака са в процес на разработка, включително магнитно разделяне и редукция на топене, но нито една от тях все още не е постигнала широко търговско приложение.
MONTE INTELLIGENCE доставя системи за обработка и кондициониране на прах за електродъгови печки, включително пневматично транспортиране, пелетизиране и съхранение. Предлагаме и консултации относно стратегията за рециклиране на прах – независимо дали да инвестираме в рециклиране на място, да го транспортираме до централна пещ Waelz или да сключим договор с трета страна за преработка.
Свържете се с helenxu@cnlymonte.com за оценка на вашите възможности за управление на праха от електрообработващата печка.
