DE3719583A1

DE3719583A1 - Method for reprocessing Zn- and Pb-containing wastes

Info

Publication number: DE3719583A1
Application number: DE19873719583
Authority: DE
Inventors: Hartmut B Dr Pietsch; Manfred Schmidt; Harry Dr Serbent
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1987-06-12
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1988-12-29

Abstract

The zinc and lead content of the wastes is very largely volatilised in a rotary furnace with addition of solid carbon-containing reductants and is discharged as rotary-furnace oxide with the off-gas. The residue is discharged as rotary-furnace slag from the rotary furnace, the rotary-furnace oxide is leached with sodium hydroxide solution, the residue is separated from the solution and recycled into the rotary furnace. From the solution, lead is precipitated and separated by cementation with zinc, and from the solution, zinc is deposited by electrolysis.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Zn- und Pb-haltigen Abfallstoffen, wobei die Abfallstoffe mit Natriumhydroxidlösung gelaugt werden, der unlösliche Rückstand von der Lösung abgetrennt wird, aus der Lösung Blei durch Zementation mit Zink ausgefällt und abgetrennt wird, und aus der Lösung durch Elektrolyse Zink abgeschieden wird.The invention relates to a method for working up Zn- and Pb-containing waste materials, the waste materials be leached with sodium hydroxide solution, the insoluble Residue is separated from the solution from the solution Lead precipitated and separated by cementing with zinc and zinc from the solution by electrolysis is deposited.

Solche Abfallstoffe fallen insbesondere als eisenhaltige Stäube bei der Reinigung von Abgasen der Hüttenindustrie an, wie z.B. im Gichtgas von Hochöfen, im Abgas von Blaskonvertern der Stahlherstellung und im Abgas von Elektroöfen. Diese Stäube können nicht rezirkuliert werden, da sich sonst der Zink- und Bleigehalt ständig anreichern würden. Außerdem liegen sie in sehr feinkörniger Form vor. Ihre Deponie stellt infolge des Gehaltes an NE-Metallen und ihrer Feinheit ein großes Umweltproblem dar.Such waste materials fall especially as ferrous Dusts when cleaning exhaust gases from the metallurgical industry such as in blast furnace blast furnace gas, in Blow converters of steel production and in the exhaust gas from Electric ovens. These dusts cannot be recirculated be otherwise the zinc and lead content constantly would enrich. They are also very much fine-grained shape. As a result of the A high content of non-ferrous metals and their fineness Environmental problem.

Aus der EP-A-00 40 659 und "Recycle and Secondary Recovery of Metals", P. R. Taylor, H. Y. Solm, N. Jarret, Metallurgical Soc. AIME, 1985, Seiten 195-201, ist es bekannt, solche Hüttenwerksstäube mit einer Natriumhydroxidlösung zu laugen, den eisenhaltigen Rückstand abzutrennen, aus der Lösung das Blei durch Zementation mit Zinkstaub auszufällen und abzutrennen und aus der alkalischen Lösung das Zink durch Elektrolyse abzuscheiden. Die Lösung aus der Elektrolyse wird aufgestärkt und wieder in die Laugung zurückgeführt. Bei der Laugung werden jedoch nur etwa 75 bis 85% des Blei und Zinkgehaltes gelöst, so daß der Rückstand noch beträchtliche Gehalte dieser beiden Metalle enthält und der feuchte Schlamm ein Deponieproblem darstellt. Eine zweistufige Laugung mit einer thermischen Behandlung des Rückstandes nach der ersten Laugung mit Na₂CO₃ oder Kohlenstoff als Reduktionsmittel führt zwar zu geringeren Zinkgehalten im Rückstand, ist aber sehr aufwendig. Auch die Abtrennung des schwer-laugbaren Zinkferrits durch Magnetscheidung und seine getrennte Laugung verbessern zwar etwas das Ausbringen, sind aber sehr aufwendig und der Rückstand enthält noch zuviel NE-Metalle für eine gefahrlose Deponie.From EP-A-00 40 659 and "Recycle and Secondary Recovery of Metals", PR Taylor, HY Solm, N. Jarret, Metallurgical Soc. AIME, 1985, pages 195-201, it is known to leach such metallurgical dusts with a sodium hydroxide solution, to separate the iron-containing residue, to precipitate and separate the lead from the solution by cementing with zinc dust and to separate the zinc from the alkaline solution by electrolysis. The electrolysis solution is strengthened and returned to the leach. During leaching, however, only about 75 to 85% of the lead and zinc content is dissolved, so that the residue still contains considerable amounts of these two metals and the moist sludge is a landfill problem. A two-stage leaching with a thermal treatment of the residue after the first leaching with Na ₂ CO ₃ or carbon as a reducing agent leads to lower zinc contents in the residue, but is very expensive. The separation of the hard-to-leachable zinc ferrite by magnetic separation and its separate leaching improve the application somewhat, but are very complex and the residue still contains too much non-ferrous metals for a safe landfill.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ausbringen an Zink und Blei so weit zu erhöhen, daß der Rückstand entweder gefahrlos deponiert oder wieder in die Hüttenindustrie eingesetzt werden kann und dieses in möglichst wirtschaftlicher Weise erfolgt.The invention has for its object the application of zinc and lead so far that the residue either deposited safely or back in the Metallurgical industry can be used and this in done as economically as possible.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Zink- und Bleigehalt der Abfallstoffe in einem Wälzofen unter Zusatz von festen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln weitestgehend verflüchtigt und als Wälzoxid mit dem Abgas ausgetragen wird, der Rückstand als Wälzschlacke aus dem Wälzofen ausgetragen wird, das Wälzoxid mit Natriumhydroxidlösung gelaugt wird, der Rückstand von der Lösung abgetrennt und in den Wälzofen zurückgeführt wird, aus der Lösung Blei durch Zementation mit Zink ausgefällt und abgetrennt wird, und aus der Lösung Zink durch Elektrolyse abgeschieden wird. Die Luft wird durch das Austragsende in den Ofen gesaugt. Die Abfallstoffe werden vor der Aufgabe gemischt und eventuell rolliert. Als Reduktionsmittel werden vorzugsweise Braunkohlenschwelkoks und Koksgrus mit den Abfallstoffen in das Beschickungsende des Wälzofens chargiert. Die Beschickung wird auf eine Temperatur von etwa 1000 bis 1250°C aufgeheizt. Der Zinkgehalt der Wälzschlacke kann auf etwa 0,06% und der Bleigehalt auf unter 0,1% gesenkt werden. Der Eisengehalt kann zu etwa 97 bis 98% metallisiert werden. Das aus dem Abgas abgeschiedene Wälzoxid enthält mindestens 40% Zink und Blei. Ein solches Wälzverfahren ist in "Stahl und Eisen" 96 (1976), Seiten 1233 bis 1238, beschrieben. Das Wälzoxid wird nach den eingangs beschriebenen Verfahren in Natriumhydroxidlösung bei erhöhter Temperatur gelaugt und der Rückstand von der Lösung abgetrennt. Der Rückstand wird in den Wälzofen zurückgeführt. Dadurch wird der restliche Zink- und Bleigehalt des Rückstandes auf die obengenannten Werte gesenkt.According to the invention, this object is achieved by that the zinc and lead content of the waste materials in one Rolling furnace with the addition of solid carbonaceous Reducing agents largely evaporated and as Wax oxide is discharged with the exhaust gas, the residue as Rolling slag is discharged from the rolling furnace, the Wax oxide is leached with sodium hydroxide solution Residue separated from the solution and in the roller oven is returned from the lead solution by cementation precipitated and separated with zinc, and from the Zinc solution is deposited by electrolysis. The air is in the oven by the discharge end sucked. The waste materials are mixed before the task and possibly rolled. As a reducing agent preferably brown coal and coke breeze with the Waste materials in the loading end of the rolling furnace charged. The feed is at a temperature of heated to about 1000 to 1250 ° C. The zinc content of the Rolling slag can drop to about 0.06% and the lead content can be reduced below 0.1%. The iron content can be about 97 to 98% can be metallized. That from the exhaust deposited rolling oxide contains at least 40% zinc and Lead. Such a rolling process is in "steel and iron" 96 (1976), pages 1233 to 1238. The rolling oxide is described in Sodium hydroxide solution leached at elevated temperature and the residue was separated from the solution. The residue is returned to the rolling furnace. This will make the residual zinc and lead content of the residue on the lowered the above values.

Die Erfindung wird anhand eines Beispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using an example.

Embodiment 1 (prior art)

Ein Staub aus einer Elektroofenanlage enthielt 20% Zn und 6% Pb. Durch Behandlung mit einer Natronlauge von 300 g/l NaOH (4 h, 90°C) ließen sich ca. 85% sowohl des Zinks als auch des Bleies in Lösung bringen. Der verbleibende Rückstand mit ca. 3% Zn und 0,9% Pb würde nach dem beschriebenen Stand der Technik auf Halde gehen müssen. Dust from an electric furnace system contained 20% Zn and 6% Pb. Treatment with a sodium hydroxide solution of 300 g / l NaOH ( 4 h, 90 ° C.) was able to dissolve approximately 85% of both the zinc and the lead. The remaining residue with approximately 3% Zn and 0.9% Pb would have to be dumped according to the prior art described.

Embodiment 2 (invention)

Der gleiche Staub wie im Beispiel 1 wurde unter Zusatz von Braunkohlenschwelkoks in einem Wälzofen bei 1200°C nach dem Wälzverfahren behandelt. Das aus dem Abgas abgeschiedene Wälzoxid enthält 58% Zn und 12% Pb.The same dust as in Example 1 was added Lignite hot coke in a roller oven at 1200 ° C the rolling process. That from the exhaust deposited rolling oxide contains 58% Zn and 12% Pb.

Dieses Wälzoxid (104 g) wurde mit 300 g/l NaOH gelaugt (4 h, 90°C). Dabei wurden 7 g Rückstand mit 40,0% Zn und 4,1% Pb erhalten, was einem Ausbringen von 95,4% Zn und 97,7% Pb entspricht.This rolling oxide (104 g) was leached with 300 g / l NaOH (4 h, 90 ° C). 7 g of residue with 40.0% Zn and 4.1% Pb obtained, which corresponds to an output of 95.4% Zn and Corresponds to 97.7% Pb.

Der Laugerückstand wurde dem Wälzofen zugeführt und zusammen mit frischem Elektroofenstaub zu Wälzoxid verarbeitet (s. oben). Die aus dem Wälzofen ausgetragene Schlacke enthält ca. 0,06% Zn und weniger als 0,1% Pb. Sie ist ohne Gefahr einer Umweltverschmutzung deponierbar.The lye residue was fed to the roller oven and together with fresh electric furnace dust to form rolling oxide processed (see above). The one discharged from the rolling furnace Slag contains approximately 0.06% Zn and less than 0.1% Pb. It can be deposited without risk of environmental pollution.

Außerdem ist das Ausbringen an Zink und Blei praktisch vollständig, da nur die oben genannten geringen Zn- und Pb-Gehalte in der Schlacke verlorengehen.The application of zinc and lead is also practical completely, since only the low Zn and Pb levels in the slag are lost.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß nur ein relativ kleiner Teil der Abfallstoffe in Form von Wälzoxid in die Laugung eingesetzt werden muß, die Wälzoxide in gut laugbarer Form vorliegen, der Rückstand der Laugung ebenfalls weitestgehend von Zink und Blei befreit wird und dadurch als Rückstand nur eine Wälzschlacke anfällt, die gefahrlos deponiert werden kann oder - wenn ihr Eisengehalt entsprechend hoch ist - in die Eisen- und Stahlherstellung eingesetzt werden kann.The advantages of the invention are that only one relatively small part of the waste material in the form of rolling oxide must be used in the leach, the rolling oxides in good leachable form, the residue of the leaching is also largely freed of zinc and lead and this leaves only a dross as residue, which can be deposited safely or - if you Iron content is correspondingly high - in the iron and Steel production can be used.

Claims

Process for working up waste containing Zn and Pb, the waste being leached with sodium hydroxide solution, the insoluble residue being separated from the solution, lead being precipitated and separated from the solution by cementing with zinc, and zinc being separated from the solution by electrolysis is characterized in that the zinc and lead content of the waste materials is largely evaporated in a roller furnace with the addition of solid carbon-containing reducing agents and is discharged as rolling oxide with the exhaust gas, the residue is discharged from the roller furnace as rolling slag, the rolling oxide is leached with sodium hydroxide solution, the residue is separated from the solution and returned to the roller furnace, lead is precipitated and separated from the solution by cementation with zinc, and zinc is separated from the solution by electrolysis.