Resumen

El artículo presenta los resultados de pruebas de laboratorio sobre el proceso de reducción térmica del polvo de horno de arco eléctrico (EAFD) en el intervalo de temperaturas de 1273 a 1473 K. Antes de proceder a las pruebas experimentales, se realizó un análisis termodinámico mediante el programa informático FactSage® con el fin de determinar las condiciones óptimas para que se produjera la reacción de reducción de los componentes del polvo. Se presentan los resultados de las pruebas realizadas, respectivamente, en condiciones de presión atmosférica y de presión reducida, en las que se utilizó como reductor carbono en forma de grafito y polvo de alto horno (que contiene aproximadamente un 40 % de carbono). Los resultados de las pruebas representan el efecto de la presión reducida sobre el potencial de intensificación del proceso de extracción de zinc del polvo. El grado de extracción de zinc fue considerablemente superior en comparación con los resultados de las pruebas realizadas en condiciones de presión atmosférica.

INTRODUCCIÓN

Debido a su contenido en zinc y plomo, el polvo de acería forma parte de los residuos tecnológicos de considerable nocividad medioambiental, pero, sobre todo, es un material portador de metales que podría reutilizarse. A pesar del considerable desarrollo de los métodos de tratamiento de los polvos de acería, que utilizan, bien el horno de parrilla giratoria (DryIron Process), el horno multitierra (Primuss Process) u otros hornos de diseño especial (como el VHR, Kawasaki, Ausmelt, Tetronic, Rausmelt, Recumet, Flash Reactor Process y otros), se están llevando a cabo intensas investigaciones encaminadas a su desarrollo y mejora y a la búsqueda de nuevas soluciones [1-4]. El presente trabajo se ocupa de determinar el efecto de la presión reducida sobre el potencial de intensificación de los procesos de extracción de zinc a partir de polvo de acería, utilizando un reductor en forma de grafito y la adición de polvo de alto horno que contiene un 40 % de carbono.

Las reacciones de reducción de los principales componentes del polvo de acería, que se producen durante el tratamiento térmico del polvo de acería utilizando carbono, se representan mediante las ecuaciones (1-4) que figuran a continuación [5-7].

ZnO_(s) + C_(s)  Zn_(g) + CO_(g) (1)

ZnO·Fe2O3_(s) + 2C_(s)  Zn_(g) + 2Fe_(s) + 2CO2_(g) (2)

Fe2O3_(s) + C_(s)  2FeO_(s) + CO_(g) (3)

PbO_(s) + C_(s)  Pb₍₁₎ + CO_(g) (4)

La figura 1 muestra la variación de la entalpía libre estándar △G° a una presión constante de 1 atm para las reacciones de los principales óxidos metálicos presentes en el polvo de acería con el reductor de carbono en fase sólida, según los cálculos realizados utilizando la base de datos del programa FactSage®.

• Materias:Propiedades termodinámicas Hornos Extracción Tratamiento térmico
• Subjects:Thermodynamic properties Furnaces Extraction Heat treatment
• Palabras claves:EAFD; Recuperación de zinc; Presión reducida
• Keywords:EAFD; Zinc recovery; Reduced pressure