Уловленная в системах газоочисток пыль после соответствующей подготовки и окускования подлежит возврату в сталеплавильный процесс. При этом некоторые цветные металлы снова перейдут в пыль, т.е. будет организован их рециклинг. Использование пылевыноса в шихте сталеплавильных печей с помощью технологии рециклинга позволяет обогатить его до более высоких содержаний цветных металлов, так как любая циркуляционная система приводит к накоплению циркулирующего элемента и стабилизации переносящего потока на более высоком уровне. Через определенное число циклов происходит насыщение пылевыноса цветными металлами, и его необходимо выводить из цикла для дальнейшей переработки и извлечения металлов.
Высокое содержание цинка нарушает процессы пылеулавливания и собственно выплавки, что является основной проблемой при рециклинге пыли.
Для утилизации цинксодержащей пыли наибольшее распространение получили пирометаллургические методы обработки железосодержащих отходов. Они обеспечивают высокую степень удаления вредных примесей с одновременной металлизацией готового железосодержащего продукта, что определяет их широкое промышленное применение. При этом, основным направлением улучшения технико-экономических показателей пирометаллургических методов обработки отходов является использование в качестве топлива и восстановителя недефицитных ископаемых видов твёрдого топлива вместо коксовой мелочи или электроэнергии.
Гидрометаллургические способы обесцинкования основаны на обработке шламов кислотами и щелочами. Несмотря на возможность получения высококачественного цинксодержащего продукта, гидрометаллургические способы неприемлемы для широкого промышленного внедрения. Это связано с высокими эксплуатационными затратами, дефицитом кислот и щелочей, тяжелыми условиями труда, загрязнением окружающей среды.
Наиболее эффективны высокопроизводительные пирометаллурги-ческие процессы, для которых объем перерабатываемого сырья составляет 50 тыс. т и более. В то же время зачастую объем образования пыли на отдельном предприятии меньше, чем минимально необходимый для обеспечения окупаемости такого процесса. К высокопроизводительным процессам переработки пыли ДСП относятся: велц-процесс, FASTMET, FASTMELT, Oxycup, PRIMUS, Paul Wurth, отличающиеся типом используемого агрегата (вращающаяся печь, кислородная вагранка, многоподовая печь в комплексе с плавильной печью).
Осуществляются и процессы по переработке небольших объемов (до 50 тыс. т) пыли ДСП: CONTOP, D.S.M., PIZO, EZINEX и др.
Одним из рациональных ресурсо-энергосберегающих способов извлечения цветных металлов из цинксодержащих пылей может быть использование физического тепла жидких сталеплавильных шлаков, количество которого составляет в среднем 2 ГДж/т шлака, или в пересчете около 70 кг условного топлива.
Для переработки обогащенного пылевыноса на заводах цветной металлургии достаточно иметь содержание 12-15 % цинка. Предлагается осуществлять рециклинг пылевыноса до накопления содержания цинка в районе 12-15 %, далее производить обработку пыли жидкими сталеплавильными шлаками. При этом будем получать возгоны цинка – сырье для цветной металлургии.
Принципиальная технологическая схема обработки отходов жидкими шлаками с очисткой газов и улавливанием возгонов цинка представлена на (рис 3.2.)
Сталеплавильный шлак из шлаковой чаши (1) сливается по стационарному желобу (2) в шлаковую чашу (3) с крышкой (4). Окускованные цинксодержащие пыль и шлам с необходимой добавкой углерода дозируются из бункера (5) на желоб при сливе шлака.
Рисунок 3.2 - Принципиальная схема обработки отходов жидкими шлаками
Возгоны цинка улавливаются в рукавном фильтре (6), накапливаются в бункере (7), загружаются в мешки или контейнеры (8) для отгрузки на заводы цветной металлургии. Подсосом воздуха между чашей (3) и крышкой (4) регулируется степень окисления цинка. Газы от реактора отсасываются дымососом (9). По данной схеме можно окусковывать другие железосодержащие отходы, которые дозируются из бункера (10).
Одной тонной жидких шлаков с начальной температурой 1400 °С и конечной температурой гранулированной смеси 1000 °С можно обработать 0,6 - 1,0 т различных отходов производства.