A two-stage metal valorisation process from electric arc furnace dust (EAFD)

Un proceso de valorización de metales en dos etapas a partir de polvo de horno de arco eléctrico (EAFD)

En este trabajo se demuestra la posibilidad de recuperar por separado el zinc y el plomo de las pellas compuestas de carbón, formadas por EAFD con otros residuos y subproductos ferrosos sinérgicos (cascarilla de laminación, polvo de pirita, concentrado de magnetita), mediante un proceso en dos etapas. Los resultados muestran que en la primera etapa, realizada a baja temperatura en un horno electrorresistente, la eliminación del plomo es posible debido a la presencia de cloruros en el sistema. En la segunda etapa, realizada a temperaturas más elevadas en un horno de plasma de corriente continua (CC), se lleva a cabo la valorización del zinc. Mediante este proceso se obtuvieron varios productos finales, entre ellos un óxido de zinc de mayor pureza que, por sus propiedades, corresponde al óxido Waelz lavado.

INTRODUCCIÓN

La producción de acero en hornos de arco eléctrico se considera la mejor técnica disponible para la industria siderúrgica secundaria [1]. Un subproducto inevitable de la producción de acero secundario es el polvo, EAFD, que se forma en un sistema de desempolvado en una cantidad de 15 a 20 kg por tonelada de acero líquido [2]. Se calcula que cada año se producen unos 3,7 millones de toneladas de EAFD en todo el mundo [3].

Los EAFD se caracterizan como residuos peligrosos (características H11/H12/H13) [4], con el número asignado 10 02 07*. La eliminación de este tipo de residuos no se considera una opción favorable, no sólo por los efectos económicos y medioambientales negativos, sino también por el mayor contenido de metales valiosos. Aunque en las últimas décadas se ha investigado intensamente la reutilización de los DEA como materia prima valiosa, todavía no existe una solución sencilla, económica, técnica y ambientalmente aceptada para el procesamiento de los DEA [5].

Según [1], un tercio de la producción mundial de DEA se elimina, un tercio se trata mediante el proceso Waelz para la recuperación de zinc y un tercio se trata mediante otros procesos. Una planta Waelz típica consta de varias unidades: una unidad de preparación de materias primas, una unidad Waelz y una planta de lavado. Aunque los óxidos Waelz brutos contienen ~ 60% de zinc en forma de óxido, siguen estando contaminados por niveles relativamente altos de halógenos y compuestos de plomo. La planta de lavado se instala para eliminar los halógenos y aumentar la calidad del óxido de zinc bruto; mediante el lavado, el contenido de halógenos alcanzado podría ser Cl < 0,1 % y F < 0,15 % [6]. Aunque el proceso Waelz ha demostrado ser la mejor técnica disponible [1], este proceso presenta algunas desventajas, como el consumo intensivo de energía, la no recuperación de hierro, la inviabilidad financiera si la capacidad es inferior a 50.000 t/año o el contenido medio de zinc en el EAFD es < 15 % [7], y requiere nuevas mejoras [8].