BATBrykietowanie pyłu na gorąco i recykling z odzyskiem pelet wzbogaconych wysoką zawartością cynku Zn do zewnętrznego wykorzystania.doc

EP.4 Brykietowanie pyłu na gorąco i recykling z odzyskiem pelet wzbogaconych wysoką zawartością cynku Zn do zewnętrznego wykorzystania

Opis: W przypadku, gdy stosuje się suche odpylanie elektrostatyczne jako środek oczyszczania gazu konwertorowego powstającego przy wdmuchiwaniu tlenu,  wytwarzany jest pył. Pył ten posiada wysoką zawartość żelaza (40-65%) i może być stosowany jako wartościowy surowiec w przypadku, gdy pyły są prasowane na brykiety. Chociaż pył gruboziarnisty i pył drobnoziarnisty są brykietowane w tych samych zakładach, są one ładowane oddzielnie z powodu ich różnych własności (patrz tabela 8.9). Brykiety z pyłu gruboziarnistego zawierają około 70% żelaza metalicznego i mogą być stosowane jako substytut złomu w konwertorze tlenowym. Brykiety z pyłu drobnoziarnistego zawierają około 7% żelaza metalicznego i mogą być stosowane jako uzupełnienie dla rudy chłodzącej [Auth, 1988]. Brykietowanie na gorąco jest przeprowadzane w zakładzie brykietowania na gorąco (brykietowni) (rysunek 8.24). W pierwszym etapie pyły są podgrzewane przez gorące powietrze do temperatury 750°C na ruchomym łożu reaktora i przez reakcje adiabatyczne. W etapie drugim brykiety są formowane w prasie cylindrycznej.

Rysunek 8.24: Urządzenia do brykietowania pyłu ze stalowni konwertorowo tlenowych - [EUROFER (Europejska Konfederacja Przemysłu Żelaza i Stali), Zasadowy konwertor tlenowy, 1997]

Recyrkulowanie pyłu stopniowo zwiększa stężenie cynku. Gdy brykiety pyłu osiągną średnią zawartość cynku na poziomie co najmniej 17% wagi, są one transportowane do zewnętrznych zakładów przetwórczych w celu przeprowadzenia operacji odzysku cynku.

Ponieważ cynk zawarty w pyle wewnątrz tego zamkniętego systemu jest nierównomiernie rozłożony, pyły z zawartością cynku powyżej 17% wagi również przedostają się do opisanego tutaj cyklu. Prowadzi to do niepotrzebnego przenoszenia w trakcie procesu znacznych ilości cynku, który jest wielokrotnie redukowany, odparowywany, utleniany i brykietowany w każdym kolejnym cyklu.

Taka zasada krzywej cyklicznej kolejnego wzbogacania i zubażania pyłów prowadzi do dużych fluktuacji wsadu brykietowego w konwertorze tlenowym. To z kolei nie tylko wpływa na procesy metalurgiczne (tworzenie żużlu, narastanie osadów pyłów w przewodzie spalinowym), lecz również ma znaczny wpływ na równowagę termiczną (gorący metal/złom). Konieczne jest prowadzenie regularnej kontroli analitycznej w celu zapewnienia, że jakość wyprodukowanej stali i żużla nie zostanie pogorszona przez żaden nadmierny wzrost zawartości cynku Zn.

Aby zoptymalizować proces opracowano technikę bieżącego wyznaczania poziomu cynku w pyle w czasie rzeczywistym. Ta nowa technologia nazywana jest LIBS (wzbudzana laserowo spektroskopia rozpadu). Przyrząd mierzy w sposób ciągły zawartość cynku w pyle na przenośniku. Znając zawartość cynku w pyle można go w razie potrzeby selekcjonować na pył przeznaczony do usunięcia, peletyzacji lub transportu do powtórnego przetworzenia.

Rysunek 8.25 przedstawia schematyczny przegląd zoptymalizowanego cyklu obiegu pyłu w stalowni konwertorowo tlenowej.

Rysunek 8.25: Schematyczny przegląd działań optymalizujących recykling pyłów z konwertora tlenowego - [Heiss, 1997]

Powodem stosowania peletyzacji drobnego pyłu jest fakt, że nawet przy zastosowaniu środków wiążących pył nie może być brykietowany. Oprócz tego pelety generalnie lepiej spełniają wymagania klientów takie, jak badania, zachowanie trwałości przy magazynowaniu, brak zapylenia, łatwość transportu i łatwość w przenoszeniu. Poza tym pelety wykonane z pyłu mogą być dalej ulepszane do dalszego przerobu przez dodanie środków redukujących lub innych dodatków.

Główne osiągnięte poziomy emisji: Unika się składowania odpadów stałych na hałdach oraz odzyskuje się wartościowe surowce. Ilość przetwarzanego pyłu wynosi około 10 do 20 kg na tonę wyprodukowanej płynnej stali. Całkowity uzysk żelaza zwiększa się o około 1%. Można osiągnąć 100% wielkość recyklingu pyłów.

Zastosowanie: Metodę tą stosuje się tylko wtedy, gdy do oczyszczania gazu konwertorowego zastosowano suche odpylanie elektrostatyczne. W przyszłości możliwe będzie również oczyszczanie szlamów z płuczek zwężkowych, jednakże będzie to wymagało dodatkowej energii potrzebnej na odparowanie wody.

Oddziaływanie na środowisko: Zakład brykietowania na gorąco zużywa energię, lecz pozwala na oszczędność surowców.

Przykładowe zakłady:

Stalownia LD 3, Voest - Alpine Stahl AG, Austria – Linz (w tej stalowni praktykuje się odzysk cynku w postaci pelet wykorzystywanych później na zewnątrz);

Stalownia Kwangyang Works, POSCO Iron and Steel Company, Republika Korei;

Stalownia Baoshan Iron and Steel Company, Chińska Republika Ludowa;

Dneprovsky Metallurgical Combinate (DMK), Ukraina;

Stalownie LD1, LD2, Thyssen Krupp Stahl AG, Niemcy – Duisburg

BHP, Newcastle, Australia

Dane eksploatacyjne: Niedostępne

Dane ekonomiczne: Niedostępne

Cel wdrożenia: Głównymi celami wdrożenia są ograniczone możliwości i wysokie koszty likwidacji/usuwania pyłów.

Bibliografia: [Auth, 1988; Komisja Gospodarcza ONZ ds. Europy, 1996; Rentz, 1996; Heiss, 1997]

EP.5  Oczyszczanie ścieków z procesu odpylania na mokro

Opis: W większości stalowni konwertorowo tlenowych do redukcji emisji do powietrza z pierwotnego strumienia gazu (gazu konwertorowego) stosuje się płuczki (patrz PI.1). Rozwiązanie to potencjalnie przenosi zanieczyszczania z powietrza do wody, a wytwarzane ścieki są zwykle recyrkulowane i oczyszczane przed ich odprowadzeniem.

Woda z płuczek zawiera głównie zawiesinę, a cynk i ołów są głównymi występującymi w niej metalami ciężkimi.

Większa część zawiesiny w układzie wody płuczkowej może być usunięta za pomocą hydrocyklonowania i/lub wytrącania. Po korekcie pH większość wody może być zawracana do obiegu ( patrz również 8.2.2.3.1).

Pozostały po zawiesinie roztwór może być przed odprowadzeniem oczyszczany za pomocą wytrącania i/lub filtrowania.

Główne osiągnięte poziomy emisji:

W tablicy 8.13 podano przykłady jednostkowych emisji do wody z systemów odpylania na mokro w stalowniach konwertorowo tlenowych.

٭ emisje w Zakładach Hoogovens dotyczą wartości z roku 1994.

Tabela 8.13: Przykłady jednostkowych emisji do wody z urządzeń odpylania na mokro w stalowniach konwertorowo tlenowych - [InfoMil, 1997]

Najbardziej skuteczne przedsięwzięcia minimalizujące ilość odprowadzanych ścieków to:

1.      Zwiększenie szybkości recyrkulacji wody płuczkowej;

Wysoki stopień recyrkulacji może być osiągnięty dzięki dwuetapowej sedymentacji w strumieniu wody płuczkowej za pomocą wtrysku dwutlenku węgla (CO2) przed drugim etapem sedymentacji w celu wzmocnienia procesu wydzielania węglanów. Należy zauważyć, że wtrysk CO2 jest możliwy tylko w systemach pracujących przy spalaniu tłumionym.

2.      Oczyszczanie roztworu pozostałego po zawiesinie;

Chociaż można osiągnąć skuteczną recyrkulację, odsączanie jest niezbędne, aby uniknąć gromadzenia się niektórych minerałów/soli. Taki roztwór zawiera zawiesinę (łącznie z cynkiem, ołowiem itp.), która jest najważniejszą substancją zanieczyszczającą środowisko. Roztwór po zawiesinie jest oczyszczany przez sedymentację i filtrowanie.

Zastosowanie: Wysoki stopień recyrkulacji i dalsze oczyszczanie może być stosowane zarówno w nowych, jak i istniejących zakładach.

Oddziaływanie na środowisko: Podczas hydrocyklonowania i/lub sedymentacji zawiesiny w obwodzie wody płuczkowej wytwarzany jest szlam. Taki szlam może być w 100% recyrkulowany w procesie wytwarzania surówki i stali. Jednakże jest to możliwe tylko wtedy, gdy wprowadzanie cynku poprzez złom jest ściśle ograniczone. W wielu innych stalowniach na świecie, szlam ze stalowni nie może być wykorzystany i jest magazynowany lub usuwany. (patrz również PI.2 i EP.4).

Przykładowe zakłady: Wysoki stopień recyrkulacji i oczyszczania roztworu po hydrocyklonowaniu i/lub wytrącaniu zawiesiny:

Sidmar, Belgia – Gent; Thyssen AG, Niemcy-Duisburg; LTV Steel Cleveland Works, USA

Dane eksploatacyjne i ekonomiczne: Niedostępne

Bibliografia: [Theobald, 1997; InfoMil, 1997]

EP.6  Oczyszczanie ścieków z ciągłego odlewania

Opis: W urządzeniach do ciągłego odlewania do bezpośredniego chłodzenia kęsów płaskich, kęsisk kwadratowych i kęsów stosowana jest woda, co prowadzi do wytworzenia strumienia skażonej wody. W wielu przypadkach takie ścieki są oczyszczane razem ze strumieniami ścieków z walcowni. Po oczyszczeniu woda jest zawracana do układu.

Krystalizator do ciągłego odlewania i wewnętrzna część rolek są zwykle chłodzone wodą w obwodzie zamkniętym i nie są tutaj rozpatrywane.

Głównymi substancjami zanieczyszczającymi środowisko są zawiesina i olej. Główne działania podejmowane w celu zredukowania wielkości ich odprowadzania do wody to wysoki stopień recyrkulacji połączony z sedymentacją i/lub filtrowaniem roztworu powstałego z odsączania zawiesiny. Do usunięcia oleju można zastosować zbiorniki odtłuszczające.

Główne osiągnięte poziomy emisji: W tabeli 8.14 podano przykłady jednostkowych emisji do wody z ciągłego odlewania.