PROCEDIMIENTO METALÚRGICO Y PLANTA PARA EL MISMO.

La presente invención se refiere a un procedimiento metalúrgico para la producción y / o el tratamiento de al menos un metal o mineral en un reactor a partir del cual una corriente de gas residual cargada con partículas fundidas y / o elementos constitutivos en forma de vapor es descargada a través de un conducto de gas residual y sometida a un postratamiento para suministrar al menos un gas de enfriamiento o una mezcla de gas de enfriamiento. La presente invención se refiere, así mismo, a una planta para llevar a cabo este procedimiento. En los procedimientos metalúrgicos, los gases residuales procedentes de electrohornos o reactores similares, frecuentemente contienen partículas fundidas y / o elementos constitutivos en forma de vapor, las cuales, tras el enfriamiento y / o la oxidación tienden a formar partículas sólidas muy finas las cuales pueden atascar el conducto de gas residual por la formación de costras. Dichos problemas derivados del atasco de gas residual se saben que se producen, por ejemplo, en hornos de limpieza de escorias en la industria del cobre, en electrohornos en la industria metalúrgica secundaria, (cobre, plomo), o en hornos de plasma en la produccón de escoria de dióxido de titanio (escoria de TiO2). El documento DE 35 10 723 A1 divulga un procedimiento para prevenir las deposiciones de polvo o las acumulaciones en canales de descarga gaseosa mediante el soplado de un gas adicional dentro de los canales de descarga gaseosa del horno en posiciones en las que se producen normalmente las acumulaciones de polvo. Mediante la inyección tangencial de una corriente de gas adicional se provoca una espiral de gas entre la pared interna de los canales de descarga gaseosa del horno y el polvo que contiene la descarga gaseosa del horno caliente. La espiral de gas evita el contacto de las partículas calientes con la pared. Así mismo, la corriente de gas que forma la espiral de gas puede arrastrar depósitos de polvo. Cualquier contacto entre las descargas gaseosas del horno y la pared del horno se evita mediante la capa de gas adicional aplicada sobre la entera longitud de la pared. El documento EP 0 805 327 A tiene por objeto un dispositivo de evacuación para electrohornos de arco para crear una circulación forzada de los humos alojados dentro del horno. Ello provocará que al menos parte de la escoria y de los polvos acarreados por los humos sean depositados mediante un procedimiento de decantación. Para impedir la formación de costras se ha propuesta añadir aire a la corriente de gas residual del conducto de gas residual de una forma controlada o no controlada. Dicho procedimiento es conocido, a partir del documento EP 0 661 507 A1, en el que una corriente parcial enfriada de un gas limpio es añadida a la corriente de gas residual antes de su entrada en una planta de limpieza de gas. De acuerdo con el documento EP 0 661 507 A1, las partículas de polvo pueden ser introducidas además dentro del gas residual, las cuales sirven como núcleos de condensación. Mediante la condensación de compuestos metálicos volátiles sobre las partículas de polvo, enfriando al mismo tiempo el gas residual, por debajo de una temperatura que puede llevar a que las partículas sean sintereadas sobre la superficie de la pared interior de los conductos de gas, debe evitarse que los condensados se depositen sobre estas superficies de la pared interior. En la práctica, sin embargo, este procedimiento no ha conducido a resultados satisfactorios, de manera que los depósitos de los conductos de gas residual todavía tienen que se retirados mediante labores de minería a intervalos regulares. Por consiguiente, constituye un objetivo de la presente invención proponer un procedimiento mejorado y una planta destinada a este fin, los cuales evitan en gran parte la creación de costras sobre la superficie de la pared interior de un conducto de gas residual de un reactor metalúrgico mediante partículas fundidas y / o los elementos constitutivos en forma de vapor arrastrados dentro de la corriente de gas residual. De acuerdo con la invención, este objetivo se alcanza mediante un procedimiento según lo divulgado en las reivindicación 1. Sobre el lado del conducto de gas residual encarado hacia el reactor, un gas de enfriamiento o una mezcla de gas de enfriamiento, cuya temperatura es inferior a la de la corriente de gas residual, es inyectado en el conducto de gas residual a una gran velocidad y de forma sustancialmente tangencial. El conducto de gas residual actúa así como un enfriador gas - gas, mediante el cual el gas residual caliente puede ser enfriado a una temperatura por debajo de una temperatura de condensación y sublimación de los elementos constitutivos en forma de vapor de la corriente de gas residual y por debajo de la temperatura de fusión de las partículas fundidas. Mediante la inyección tangencial del gas de enfriamiento de la mezcla de gas de enfriamiento, la corriente de gas residual caliente se mantiene alejada de la superficie de la pared interior del conducto de gas residual mediante la formación de una capa estable de gas de enfriamiento entre la superficie de la pared interna y la corriente de gas residual, con lo que se evita la formación de costras. La alimentación tangencial de un gas de enfriamiento de una mezcla de gas de enfriamiento dentro de un conducto de gas residual presenta la ventaja adicional de que el material del conducto de gas residual está expuesta a una carga térmica considerablemente menor. Esto permite la utilización de materiales no costosos en el conducto de gas residual, de manera que el procedimiento de la invención no solo es particularmente favorable debido a los costes operativos de mantenimiento menores, sino que también permite una fabricación menos costosa de los componentes de la planta. 2 E09720639 22-12-2011   De acuerdo con una forma de realización preferente de la invención, el gas de enfriamiento o la mezcla de gas de enfriamiento inyectado en el conducto de gas residual es aire y / o un gas residual. Es recomendable el empleo de aire ambiental, dado que puede disponerse de dicho aire a bajo coste con una temperatura comparativamente baja. Si no debe emplearse aire ambiente para enfriar la corriente de gas residual, por ejemplo para evitar reacciones de la corriente de gas residual con el oxígeno atmosférico, es preferente, sin embargo, en algunas aplicaciones utilizar un gas residual limpio, y , en particular, enfriado, para enfriar la corriente de gas residual del conducto de gas residual. Si el gas residual que va a ser utilizado como gas de enfriamiento tiene una temperatura más baja que el gas residual procedente del reactor metalúrgico, puede, así mismo, ser utilizado sin enfriamiento / lavado / limpieza. En una forma de realización específica de la invención, un gas de enfriamiento o unas mezclas de gas de enfriamiento es utilizado para enfriar, cuyas propiedades, composición, capacidad térmica o viscosidad, están adaptadas de acuerdo con los condicionamientos. Por ejemplo, un gas residual limpio y enfriado, saturado con agua, puede ser utilizado con fines de enfriamiento. Así mismo, el contenido de vapor de agua del gas puede ser ajustado, por ejemplo, mediante la adición específica de gotículas de agua. El gas residual limpio puede, así mismo, ser enfriado con aire o con gases o con gases residuales enfriados procedentes de otras partes de la planta. De acuerdo con una aplicación de la invención, es preferente inyectar el gas de enfriamiento o la mezcla de gas de enfriamiento dentro del conducto de gas residual, de tal manera que al menos en una zona del conducto de gas residual encarada hacia el reactor, se forme una capa de gas de enfriamiento o de la mezcla de gas de enfriamiento sobre la superficie de la pared interior de dicho conducto. De esta manera, el gas de enfriamiento o la mezcla de gas de enfriamiento que enfría la corriente de gas residual mantiene la corriente de gas residual no solo alejada de la superficie de la pared interior del conducto de gas residual, sino que forma una capa que impide un contacto directo entre la corriente de gas residual y la superficie de la pared interior. Esto determina una reducción particularmente eficiente de la formación de costras en el conducto de gas residual, dado que las partículas pegajosas y pastosas no llegan hasta la superficie de la pared interior. Así mismo, la temperatura de la propia pared es muy baja y próxima a la temperatura del gas de enfriamiento, de manera que las partículas de polvo que se adhieren a la pared no se funden o se hacen pegajosas en contacto con la pared. De acuerdo con la invención, el gas de enfriamiento o la mezcla de gas de enfriamiento inyectado en el conducto de gas residual tiene una temperatura de menos de aproximadamente 200º C, de modo preferente por debajo de aproximadamente 80º C. En la práctica, se ha encontrado... [Seguir leyendo]

1.- Un procedimiento metalúrgico para la producción y / o el tratamiento de al menos un metal en un reactor (1, 3) a partir del cual una corriente de gas residual cargada con partículas y / o con elementos constitutivos en forma de vapor es descargada a través de un conducto de gas residual (7) y sometida a un postratamiento para alimentar al menos un gas de enfriamiento o una mezcla de gas de enfriamiento, caracterizado porque, sobre el lado del conducto del gas residual (7) encarado hacia el reactor (1, 3) un gas de enfriamiento o una mezcla de gas de enfriamiento (9), cuya temperatura es inferior que la de la corriente de gas residual, es inyectado en el conducto de gas residual (7) a gran velocidad y de forma sustancialmente tangencial con respecto a la dirección de flujo principal del gas residual, porque el gas o la mezcla de gas (9) es inyectado en el conducto de gas residual (7) de tal manera que al menos en una región del conducto de gas residual (7) encarado hacia el reactor (1, 3) una capa del gas o de la mezcla de gas (9) se forma sobre la superficie de la pared interior del conducto de gas residual, porque la temperatura del gas o de la mezcla de gas (9) inyectado en el conducto de gas (7) es al menos de 100 K, de modo preferente, al menos de 500 K por debajo de la temperatura de la corriente de gas residual en la salida del reactor, y porque la cantidad de gas de enfriamiento o de la mezcla de gas de enfriamiento (9) inyectado en el conducto de gas residual (7) se ajusta a la temperatura y a la cantidad de la corriente de gas residual y / o a las propiedades materiales de las partículas fundidas y / o de los elementos constitutivos en forma de vapor de la corriente de gas residual, de tal manera que la temperatura de la mezcla de la corriente de gas residual y del gas de enfriamiento de la mezcla de gas de enfriamiento (9) está por debajo de la temperatura de fusión de las partículas fundidas y / o por debajo de la temperatura de condensación de los elementos constitutivos en forma de vapor de la corriente de gas residual. 2.- El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el gas de enfriamiento o la mezcla de gas de enfriamiento (9) inyectado en el conducto de gas residual (7) es aire y / o un gas residual. 3.- El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la temperatura del gas o de la mezcla de gas (9) inyectado en el conducto de gas (7) es inferior a aproximadamente 200º C, en particular entre aproximadamente 0º C y aproximadamente 160º C, de modo preferente por debajo de 80º C. 4.- El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la velocidad del gas de enfriamiento o de la mezcla de gas de enfriamiento (9) inyectado en el conducto de gas residual (7) oscila entre aproximadamente 20 y 100 m/s, en particular entre 30 y 90 m/s y, de modo preferente, entre 40 y 60 m/s. 5.- El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la reacción tiene lugar en un horno de limpieza de escoria o en un horno de plasma. 6.- El procedimiento de acuerdo cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la reacción tiene lugar en un electrohorno de resistencia, en un electrohorno de arco, en un convertidor, en un alto horno o en un horno de reducción por fusión. 7.- Una planta para llevar a cabo un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes con un reactor (1, 3) para el tratamiento de minerales y / o metales, con el cual está asociada una etapa de postratamiento (7, 8) de gas residual para enfriar y / o limpiar una corriente de gas residual cargada con partículas fundidas y / o con elementos constitutivos en forma de vapor procedentes del reactor (1, 3), en el que, para formar un enfriador de gas - gas la etapa de postratamiento (7, 8) de gas residual incluye al menos un medio de alimentación para alimentar gas de enfriamiento o una mezcla de gas de enfriamiento (9) dentro de un conducto de gas residual (7) para la corriente de gas residual, en el que el medio de alimentación está conformado y dispuesto de tal manera que al menos en una porción del conducto de gas (7) encarada hacia el reactor (1, 3) el gas de enfriamiento o la mezcla de gas de enfriamiento (9) constituye una capa de gas que envuelve la corriente de gas residual sobre la superficie de la pared interior del conducto de gas residual (7), en el que el medio de alimentación incluye un montaje de tobera y / o un confusor (10) para inyectar gas de enfriamiento o una mezcla de gas de enfriamiento (9) en el conducto de gas residual (7) a gran velocidad, y en el que el montaje de tobera y / o el confusor (10) están alineados con respecto al conducto de gas residual (7) de tal manera que el gas o la mezcla de gas (9) puede ser inyectado en el conducto de gas residual de manera sustancialmente tangencial, en el que la longitud del conducto de gas residual (7) está conformada de tal manera que la corriente de gas residual y el gas de enfriamiento o la mezcla de gas de enfriamiento se han mezclado sustancialmente en el extremo de la porción sustancialmente recta del conducto de gas residual, y en el que el conducto de gas residual (7) presenta una longitud de al menos de 4 a 8 veces el diámetro. 7 E09720639 22-12-2011   8.- La planta de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque al menos una primera porción corriente arriba del medio de alimentación, el conducto de gas residual (7) está conformada de manera sustancialmente recta. 9.- La planta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada porque una máquina soplante para alimentar aire fresco o del procedimiento y / o gas residual a gran velocidad está asociada con el medio de alimentación. 10.- La planta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque la longitud del conducto de gas residual (7) está conformada de tal manera que el perfil de temperatura radial sobre el lado orientado frente al reactor ofrece una diferencia, entre el punto más caliente y el más frío, de no más de 100 K, de modo preferente, de no más de 60 K. 8 E09720639 22-12-2011   9 E09720639 22-12-2011