BRIQUETADO DE CASCARILLA DE LAMINACIÓN MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE PULPA DE PAPEL.

Procedimiento para la aglomeración de productos residuales que contienen óxido de hierro,

en el que se tritura pulpa de papel y dado el caso los productos residuales y se briquetea una mezcla a partir de productos residuales secos y pulpa de papel seca, caracterizado porque el contenido en agua de los productos residuales secos y de la pulpa de papel seca asciende en cada caso a menos del 5% en peso, la mezcla contiene del 15 al 35% en peso de pulpa de papel seca y el briqueteado se realiza a una temperatura de entre 70 y 350ºC.

Briqueteado de cascarilla de laminación mediante la utilización de pulpa de papel La invención se refiere a un procedimiento para la aglomeración de productos residuales que contienen óxido de hierro.

En la producción de acero se producen diferentes productos residuales, que a menudo contienen cantidades significativas de sustancias valiosas, en particular hierro en forma de óxidos de hierro. Los productos residuales de este tipo que contienen óxido de hierro son, por ejemplo, polvo de filtración procedente de acererías y altos hornos, fangos procedentes de purificaciones de gases y en particular cascarilla o cascarilla de laminación. En este caso se trata de una pérdida de material que se produce durante la elaboración de metales en la superficie metálica, que se atribuye a la acción del oxígeno a altas temperaturas. En el caso de la cascarilla de laminación se trata, por ejemplo, de las capas de oxidación, que se producen durante la laminación y el forjado de acero así como durante el trefilado. Durante la colada continua también se producen desechos similares. La capa de cascarilla es desventajosa para el proceso de laminación, por lo que habitualmente se retira con ayuda de un chorro de agua a alta presión. El agua residual, que contiene la cascarilla de laminación de grano fino, se acumula por debajo de la caja de laminación en la fosa de cascarilla, donde se deposita un fango, que no obstante además de óxido de metal y agua contiene otras impurezas, en particular en forma de grasas y aceites.

La cascarilla o cascarilla de laminación presenta en la mayoría de los casos un alto contenido en hierro de aproximadamente el 70%, tratándose de una mezcla de diferentes óxidos de hierro en forma de FeO (del 60 al 66%) , Fe3O4 (del 30 al 34%) y Fe2O3 (del 2 al 5%) . Además están contenidas cantidades reducidas de óxidos de metal no férreo y dióxido de silicio.

En Alemania, en la producción de acero se producen como promedio 56, 2 kg de residuos por tonelada de acero bruto. En la producción por la ruta de oxígeno se producen 61, 2 kg por tonelada de acero bruto, en la vía a través del horno eléctrico de arco voltaico 37, 6 kg por tonelada de acero bruto (Institut für Baustoff-Forschung FEhS, 2005) . La composición de los residuos es la siguiente.

En el pasado los productos residuales producidos en la producción de acero se almacenaban finalmente con frecuencia en vertederos de residuos, lo que sin embargo es problemático desde un punto de vista ecológico y en vista de unos valores límite de contaminación medioambiental cada vez más rigurosos. Sin embargo, este modo de proceder, en vista del volumen limitado y finito de los vertederos en relación con los residuos (tanto a cielo abierto como sumergidos) es sólo una solución transitoria limitada, que no estará disponible a largo plazo. Además una gran parte de la cascarilla de laminación va a la industria del cemento. Sin embargo, por su alto porcentaje en hierro el reciclado de productos residuales que contienen óxido de hierro tales como cascarilla y cascarilla de laminación también es interesante por motivos económicos.

Principalmente es posible el reciclado de productos residuales en plantas de sinterización. Sin embargo, precisamente con la cascarilla de laminación surge el problema de que el contenido en aceite residual en las plantas de sinterización debe ascender a menos del 0, 3% en peso, porque de lo contrario existe el riesgo de una combustión incandescente en el electrofiltro. Por ello, la cascarilla de laminación con un alto contenido en aceite residual no puede procesarse directamente en una planta de sinterización. Es posible una separación previa del aceite en el horno rotatorio, sin embargo, en el proceso de producción de acero sería deseable poder volver a introducir directamente los productos residuales en el horno eléctrico.

Sin embargo, no es posible la reutilización directa de cascarilla de laminación en la producción de acero en el horno eléctrico de arco voltaico, porque las partículas de óxido de hierro se extraerían con el gas de combustión o aumentarían la cantidad de escoria, lo que tiene un efecto negativo sobre el consumo de energía y el medio ambiente. Por este motivo es necesaria una aglomeración previa de los productos residuales en forma de un briqueteado o una peletización así como la adición de un portador de carbono o de un agente de reducción/aglutinante. Por el estado de la técnica se conocen diferentes procedimientos para el briqueteado de cascarilla y cascarilla de laminación, por ejemplo con ayuda de cemento (documento DE 23 60 595) , cal hidratada y melaza (documento EP 0 630 980 A1) o silicatos (documento WO 98/40523 A1) . Sin embargo, se ha encontrado que las briquetas fabricadas de este modo no presentan una resistencia suficiente. Sin embargo, una resistencia suficiente es de gran importancia en la introducción de los aglomerados en un horno eléctrico de arco voltaico, para que los aglomerados puedan penetrar profundamente en el proceso o la masa fundida, es decir también a una temperatura elevada los aglomerados tienen que resistir el choque térmico y las cargas mecánicas por el contacto con partes de chatarra no fundidas, para poder alcanzar el baño de acero con la menor interferencia posible. Los aglomerados deben estar realizados de tal manera, que atraviesen la capa de escoria presente sobre la superficie de la masa fundida de acero. De otro modo la descomposición temprana del aglomerado al estado en forma de polvo llevaría de nuevo a un aumento de la cantidad de polvo de gas de combustión y/o la cantidad de escoria. Además también es ventajosa una elevada resistencia, para que los aglomerados resistan otras solicitaciones, en particular en el transporte, almacenamiento y alimentación en el horno eléctrico de arco voltaico. Además los aglutinantes necesarios para la aglomeración no deben influir negativamente ni en el baño de acero ni en la capa de escoria. Finalmente ha de tenerse en cuenta que en la fusión de los aglomerados no se produzcan a ser posible contaminantes.

Además es ventajoso que los aglomerados presenten una elevada densidad (a ser posible > 2, 2 g/cm3) , para pasar a través de la escoria y a continuación alcanzar la superficie del baño de acero. El aglomerado debe descargar sus porcentajes metálicos en o dentro de la superficie de la manera más directa posible en la masa fundida.

Por el documento US 2.865.731 también se conoce ya un procedimiento, en el que se utilizan materiales de celulosa para briquetear óxido de hierro finamente distribuido, producido durante el lavado de hematita. En este caso se utilizan normalmente de 12 a 18 libras americanas de fibras de celulosa por tonelada de mineral fino de óxido de hierro. Sin embargo se ha encontrado que las briquetas fabricadas de este modo no cumplen con los requisitos para los aglomerados, tal como se requieren para volver a introducirlas en la producción de acero con ayuda de un horno eléctrico de arco voltaico.

Por el documento WO 01/94651 A1 se conoce un procedimiento, en el que se fabrican aglomerados a partir de productos residuales que contienen hierro y material de celulosa. El briqueteado tiene lugar a temperatura ambiente, a continuación se calientan los aglomerados de manera intensa hasta una temperatura entre 1.000 y 1.550º C.

Según el documento DE 26 05 215 A1 se fabrican briquetas a partir de virutas metálicas, etc. utilizándose cemento como aglutinante. Adicionalmente pueden utilizarse como aglutinantes también materiales fibrosos tales como papel, material textil, desechos o turba. El porcentaje del material fibroso asciende al 0, 5-3%.

Según el documento DE 2 531 457 A1 tiene lugar un briqueteado de sustancias de desecho que contienen hierro como cascarilla con aguas residuales de pasta de papel, ascendiendo el porcentaje en aguas residuales de pasta de papel al 1-5% en peso. El contenido en agua se encuentra entre el 8 y el 20% en peso.

En principio, en el estado de la técnica, también se conocen los briqueteados en caliente, por ejemplo por el documento DE 3 117 184 A1 y el documento US 3 960 543. Según la publicación mencionada en primer lugar particularmente se fabrican cuerpos prensados compuestos de metal con hulla como aglutinante, según la... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la aglomeración de productos residuales que contienen óxido de hierro, en el que se tritura pulpa de papel y dado el caso los productos residuales y se briquetea una mezcla a partir de productos residuales secos y pulpa de papel seca, caracterizado porque el contenido en agua de los productos residuales secos y de la pulpa de papel seca asciende en cada caso a menos del 5% en peso, la mezcla contiene del 15 al 35% en peso de pulpa de papel seca y el briqueteado se realiza a una temperatura de entre 70 y 350º C.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque es en el caso de los productos residuales que contienen óxido de hierro se trata al menos en parte de cascarilla o cascarilla de laminación.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la mezcla contiene del 50 al 95% en peso, en particular del 65 al 85% en peso de productos residuales.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la mezcla contiene más del 20, en particular más del 26% en peso de pulpa de papel seca.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el tamaño de grano para el 90% en peso de los productos residuales en la mezcla asciende a menos de 1 mm.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el tamaño de grano para el 90% en peso de la pulpa de papel seca y triturada asciende a menos de 1 mm.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el briqueteado se realiza a una temperatura de entre 90 y 250º C, preferiblemente entre 90 y 150º C.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el briqueteado se realiza a una presión de desde 10 hasta 500 MPa, preferiblemente de 30 a 350 MPa y de manera especialmente preferible de 100 a 200 MPa.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se añade a la mezcla como aglutinante adicional silicato de sodio, fosfato de aluminio, melaza, lejía sulfítica residual, cal hidratada y/o cal viva.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se añade a la mezcla aluminio, cobre, manganeso, magnesio, silicio, carburo de silicio, ferrocromo, ferromanganeso, ferrofósforo, ferrosilicio, ferrosilicio-magnesio, ferrotitanio, cromo, níquel, ferroníquel, molibdeno, ferromolibdeno, cobalto, ferrocobalto, óxido de zinc, circonio, volframio, vanadio y/o polvo procedente de acero rápido.

11. Aglomerado briqueteado, en particular briqueta o pélet, que puede obtenerse mediante un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, ascendiendo el contenido en pulpa de papel seca (productos fibrosos a base de celulosa) a del 15 al 35% en peso.

12. Uso de aglomerados según la reivindicación 11 en el marco de la producción de acero, en el que los aglomerados se introducen en un horno eléctrico, en particular un horno eléctrico de arco voltaico, un horno de inducción, un convertidor BOF/LD, un horno de cuba, un horno de cúpula, un recipiente de tratamiento, en particular una cuchara, o un alto horno.