C - Chemistry – Metallurgy – 22 – B
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
22
B
C22B 7/00 (2006.01) C22B 5/10 (2006.01) C22B 5/12 (2006.01) C22B 5/16 (2006.01) C22B 7/02 (2006.01) C22B 7/04 (2006.01) F23G 5/08 (2006.01)
Patent
CA 2065319
Metallurgical waste materials, which are environmentally unacceptable for such applications as land fill, storage in open dumps and plastic lined ponds, because of the contamination of the ground water, may be processed to recover the useful and valuable materials (Zn, Cd, Pb, Ag), and bind the toxic elements (As, Sb, Bi) as an environmentally acceptable slag. The waste material contains (a) at least one iron compound, which may be an iron or mixed oxide, (haematite, goethite, ferrites and jarosites), (b) at least one heavy metal, (Zn, Pb, Cd), which is recoverable under strongly reducing conditions and volatilization and (c) at least one toxic element, (As, Sb, Bi), which is separated from the iron and stabilised in the matte or speiss phase. This waste material is subjected to a smelting operation in chamber (12) of a top submerged lance reactor (1) or bottom blown reactor, in the presence of a carbonaceous reductant, such as coal or char, charged through inlet (16) via rotary controller (14), by submerged injection through a lance (20) or tuyeres, of a fuel (oil, natural gas or fine coal), and an oxygen bearing gas, (air, oxygen enriched air, oxygen, oxygen & inert gas). Strongly reducing conditions prevail at the surface of the melt (22) to cause volatilisation of Zn, Pb and Cd. The toxic elements, (As, Sb, Bi), are stabilised in the matte or speiss layer of the melt (22), together with some Zn, some Pb, Ag. Au, Cu, Ni and Co. As the melt circulates around the end of the lance (24) and the oxidising combusion zone associated therewith, the toxic elements, (As, Sb, Bi) are oxidised and volatilised, and exit with flue gases through offtake (18), either as the metal or (by oxidation above the melt) as the oxide. Furnace (10) has a slag notch (26), from which an environmentally acceptable slag, with low levels of toxic elements, may be tapped periodically or continuously. Lance (20) is shielded from its surroundings by a protective layer of slag (28) formed during the process.
Des matériaux métallurgiques résiduels, qui ne sont pas écocompatibles avec des applications comme le déversement en décharge contrôlée ou le déversement à ciel ouvert ou dans des bassins recouverts de plastique, en raison de la contamination de la nappe phréatique, peuvent être traités pour récupérer les éléments utiles (Zn, Cd, Pb, Ag), et fixer les éléments toxiques (As, Sb, Bi) sous forme de scories écocompatibles. Les matériaux résiduels renferment : a) au moins un composé du fer, qui peut être un oxyde simple ou mixte de fer (hématite, goethite, ferrites et jarosites); b) au moins un métal lourd (Zn, Pb, Cd), récupérable dans des conditions fortement réductrices et par volatilisation; c) au moins un élément toxique (As, Sb, Bi), séparé du fer et stabilité dans la matte ou le speiss. Ce matériau résiduel est soumis à une opération de fusion dans le compartiment (12) d'un réacteur (1) à lance immergée par le haut ou d'un réacteur à alimentation d'air par le fond, en présence d'un réducteur carbonacé, comme du charbon ou un produit de carbonisation, chargé par l'entrée (16) à l'aide d'un régulateur rotatif (14), par injection immergée via une lance (2) ou des tuyères, d'un combustible (huile, gaz naturel ou fines de charbon), et d'un gaz fournissant de l'oxygène (air, air enrichi d'oxygène, oxygène, oxygène et gaz inerte). Des conditions fortement réductrices à la surface de la masse en fusion (22) entraînent la volatilisation de Zn, Pb et Cd. Les éléments toxiques (As, Sb, Bi) sont stabilisés dans la couche de matte ou de speiss de la masse en fusion (22), avec un peu de Zn, un peu de Pb, Ag. Au, Cu, Ni et Co. € mesure que la masse en fusion circule autour de l'extrémité de la lance (24) et de la zone de combustion oxydante qui y est associée, les éléments toxiques (As, Sb, Bi) sont oxydés et volatilisés, et s'échappent avec les gaz de carneau par la tuyauterie d'aspiration (18), soit sous forme de métal ou (par oxydation au-dessus de la masse fondue) d'oxyde. Le four (10) possède un trou à scories (26), d'où les scories écocompatibles, à faible teneur en éléments toxiques, peuvent être soutirées périodiquement ou en continu. La lance (20) est protégée du milieu environnant par une couche protectrice de scories (28), se formant lors du procédé.
Baldock Brian Ross
Floyd John Millice
Lightfoot Brian William
Robilliard Kenneth Roland
Ausmelt Pty. Ltd.
Sim & Mcburney
LandOfFree
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