Bei der Herstellung von Stahl im Elektrolichtbogenofen (EAF) entsteht ein Nebenprodukt namens EAF-Stäube. Diese Flugstäube aus der Stahlproduktion werden in den meisten Industrieländern als gefährliche Rückstände eingestuft, da die darin enthaltenen Schwermetalle dazu neigen, bei leicht sauren Regenbedingungen auszulaugen. Gleichzeitig enthalten sie jedoch Zinkspezies, die als Quelle für die Gewinnung wertvoller Nebenprodukte dienen können.Die vorliegende Untersuchung ergab Ergebnisse zur Aufbereitung eines EAF-Flugstaubs mit Ammoniumcarbonatlösungen.
zusammen mit anderen Verunreinigungen (z. B. Cadmium und Kupfer) werden diese durch Zementierung mit metallischem Zink aus der Zinklösung entfernt. Die gereinigte Zinklösung wurde eingedampft (destilliert), bis eine Zinkcarbonatspezies ausfiel, die dann kalziniert wurde, um ein hochwertiges Zinkoxid zu ergeben. Für den nicht angegriffenen Staubrückstand aus der Laugung, der hauptsächlich aus Zinkferrit besteht, können mehrere Optionen in Betracht gezogen werden: Rückführung in den Ofen, weitere Behandlung durch Natriumhydroxidverarbeitung oder eine sicherere Entsorgung aufgrund seiner relativen Inertheit.
(1) EAF-Stahlstaub wird per Straße oder Schiene zu einer Stahlstaub-Recyclinganlage transportiert.
(2) Die Futtermittel werden entweder trocken kompakt-feucht oder pelletiert bereitgestellt. Die kompakten und pelletierten Feuchtstoffe, groben Flussmittel und Koks werden in Boxen gelagert, während der Trockenstaub über pneumatische Fördersysteme zu Rohstoffsilos transportiert wird.
(3) Der Waelz-Ofen ist normalerweise 55 Meter lang und hat einen Durchmesser von vier Metern. Er hat eine leichte Neigung von 2–3 % und eine Rotationsgeschwindigkeit von ungefähr 1,0 U/min. Während sich das feuchte Material durch den Drehrohrofen bewegt, wird es durch das im Gegenstrom strömende Ofengas getrocknet und vorgewärmt. In der Reaktionszone erfolgt die Reduktion der Metalloxide bei etwa 1200 °C, während das Zink als Metalldampf in das Gasreinigungssystem verdampft. Anschließend erfolgt die Reoxidation des Zinks in der Ofenatmosphäre, die mit Luftüberschuss betrieben wird (Prozesslufteinblasung vom Ofenende her). Chlor und Alkalien verflüchtigen sich gemeinsam mit den Schwermetallen und das staubbeladene Abgas wird in einer nachgeschalteten Abgasanlage aufbereitet.
(4B) In der ersten Stufe werden mechanisch mitgerissene grobe Partikel in einer Staubabscheidekammer abgeschieden und in den Ofen zurückgeführt. Das heiße, staubbeladene Abgas wird gekühlt und Waelz-Zinkoxid wird in einem Hochleistungskollektor abgetrennt.
(4A) Das Nebenprodukt, das Waelz-Eisenprodukt, kann direkt im Straßenbau, im Tiefbau (Hinterfüllung) oder bei der Zementherstellung verwendet oder wiederaufbereitet werden, um den Eisengehalt, der derzeit erforscht und entwickelt wird, noch aufzuwerten.
(5) Das staubfreie Abgas wird anschließend aufbereitet, gefiltert und abgeführt.
(6) Die abgegebene Luft erfüllt problemlos die strengen US-amerikanischen und europäischen Umweltvorschriften und ist ein wichtiger unterstützender Faktor in den USA – der EPA-Auszeichnung als beste demonstrierte verfügbare Technologie und der EU-Auszeichnung als beste verfügbare Technik.
(7) Waelz-Zinkoxid, das Hauptprodukt des Prozesses, wird zur Zinkproduktion an Zinkhütten geliefert.
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