Procedimiento para el reprocesado de polvos de derivación y productos que pueden obtenerse a partir del mismo.

Procedimiento para el tratamiento de polvos o gases de derivación procedentes de la fabricación de ladrillos,

cemento o clínker, que comprende poner en contacto polvo/gases de derivación con una fase acuosa, separándosea continuación componentes sólidos o insolubles mediante filtración o centrifugación y la fase acuosa obtenida seconcentra después de una etapa de separación de metales no deseados (As, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb,Sb, Sn, Te, Tl, V) para recuperar los componentes disueltos.

Procedimiento para el reprocesado de polvos de derivación y productos que pueden obtenerse a partir del mismo Introducción:

En la fabricación de cemento se producen grandes cantidades de polvos. Para la producción de 1 tonelada de cemento se trituran en el transcurso de la producción aproximadamente 2, 6 -2, 8 toneladas de materias primas, carbón, clínker de cemento, dado el caso otros componentes principales, así como yeso y/o anhidrita como reguladores de la solidificación. De los mismos, del 5 % al 10 % forman torbellinos en los secadores, molinos, hornos, refrigeradores y dispositivos de transporte. El polvo generado a este respecto se aspira en ubicaciones diferentes. De este modo, se generan corrientes de gas de desecho y de aire de desecho que contienen polvo, que según el procedimiento y el modo de operación constituyen de 6.000 a 14.000 m3 por cada tonelada de cemento. El polvo se separa en un separador de polvo de la corriente de gas o de aire y en general se recircula a la producción (F. W. Locher, "Zement: Grundlagen der Herstellung und Verwendung", Verl. Bau und Technik, Düsseldorf 2000.

Los polvos que se producen en las distintas unidades de producción de una fábrica de cemento se diferencian esencialmente en la composición y en la distribución del tamaño de grano. Se ordenan, por ello, de forma burda, en polvo de materia prima, polvo de harina cruda, polvo de horno de cemento (polvo de gas de desecho) , polvo de clínker, polvo de carbón y polvo de cemento. Exceptuando el polvo de cemento, todos los polvos tienen la misma composición química que el material de partida correspondiente. El polvo de cemento contiene proporciones variables de componentes de harina cruda, compuestos de clínker y sales de nueva formación y, en caso de usarlos, de otros componentes. Los componentes de la harina cruda son esencialmente calcita, dolomita, cuarzo, hematita y minerales de arcilla. Los compuestos de clínker son principalmente silicatos, además de CaO y el Ca (OH) 2 generado a partir del mismo. Como sales se consideran los sulfatos, cloruros, carbonatos e hidrocarbonatos de metales alcalinos o alcalinotérreos, así como cloruro de amonio. Estas son particularmente de grano fino y menos volátiles que otros componentes y, por lo tanto, difíciles de eliminar del polvo.

Además, los polvos contienen trazas de otros componentes que son en parte perjudiciales para la salud y/o el medio ambiente. En este contexto se pueden mencionar As, Be, Br, Cd, Cr, F, Hg, I, Ni, Pb, Tl, V y Zn. Los polvos contienen también Na2O y K2O.

Como ya se ha mencionado anteriormente, los polvos derivados se recirculan la mayor parte de las veces al procedimiento de fabricación. Esto puede provocar, sin embargo, efectos secundarios no deseados, debido a que, por ejemplo, un contenido alto de cloruros es desventajoso para la fabricación de cemento. Según la normativa, actualmente se permite el 0, 1 % de cloro como valor límite en el cemento. Además, los componentes volátiles mencionados Na2O, K2O, azufre o sulfatos, cloro o cloruros, carbonatos e hidrocarbonatos de metales alcalinos o alcalinotérreos, así como cloruro de amonio, provocan un aumento de los costes, debido a que tienden a formar corrientes circulares en el horno que favorecen la formación de aglomerados en la región de entrada al horno y en la chimenea de ventilación ascendente. Debido a las altas temperaturas en el horno giratorio se vaporizan generalmente, por ejemplo, los cloruros contenidos en el material de partida y en el combustible de sustitución. Cuando se extrae calor de los polvos de derivación calientes (por ejemplo, por medio de un intercambiador de calor conectado posteriormente) , los cloruros condensan de nuevo, por ejemplo en el intercambiador de calor. Tienen este problema particularmente instalaciones de intercambio de calor con o sin calcinador. Con ello, los cloruros forman una corriente circular que causa un enriquecimiento en el sistema horno/intercambiador de calor, lo que es desventajoso por los motivos mencionados anteriormente.

Hasta hace pocos años, los materiales de partida de la fabricación de cemento o clínker fueron la fuente principal de incorporación de sustancias secundarias no deseadas, tales como cloruros y sustancias que contienen azufre. La evolución de los costes en la industria del cemento condujo, sin embargo, al uso de combustibles de sustitución (tales como basuras de Punto verde, fracciones de basura clasificadas, harinas animales, neumáticos, disolventes, etc.) , que, de hecho, por una parte, reducen los costes de combustibles, pero por otra parte causan un aumento de la entrada de sustancias no deseadas. En procedimientos de producción de cemento, los cloruros forman, sin embargo, en combinación con los compuestos que contienen azufre, introducidos también en el procedimiento, una base para averías de funcionamiento en el procedimiento de fabricación. Por lo tanto, la recirculación de grandes cantidades de polvo enriquecido con cloruros no es deseable.

En este contexto debe tenerse en cuenta, además, que las emisiones de polvo son perjudiciales para el medio ambiente. Por lo tanto, en Alemania, existen limitaciones legales (por ejemplo, TA Luft) , que regulan la liberación de polvos. Por lo tanto, no es aceptable liberar los polvos cargados con las sustancias no deseadas al medio ambiente. Correspondientemente, se han propuesto una serie de procedimientos que se refieren a la separación de polvo o al procesamiento posterior de los polvos separados. Los dispositivos para separar el polvo pueden clasificarse esencialmente en separadores de fuerza de inercia, de filtro y eléctricos.

Los compuestos en forma de vapor pueden condensarse en las regiones más frías del horno, del precalentador o en las instalaciones conectadas posteriormente y precipitar como material combustible o polvo. Cuando la proporción precipitada de material combustible se lleva de nuevo a regiones calientes del horno y se evapora, forma las

denominadas corrientes circulares internas, es decir, corriente circulares dentro del horno, entre el horno y el precalentador y dentro del precalentador. Se genera otra corriente circular exterior cuando los componentes descargados de la región del horno/precalentador se separan en la instalación de purificación de gases, se añaden de nuevo al polvo de la harina cruda y de este modo se recirculan al sistema del horno. Las corrientes circulares internas y externas pueden evitarse mediante un esclusado hacia fuera de una parte de los materiales de la corriente circular, por ejemplo mediante una derivación o mediante la descarga parcial o total del polvo separado.

Una derivación provoca, por ejemplo, que una corriente parcial del gas del horno con el polvo contenido en el mismo y los componentes total o parcialmente condensados se descargue antes de la entrada al precalentador. Cuando se genera polvo en caliente, este se denomina derivación de gas en caliente. En este procedimiento es desventajosa la pérdida de calor de la instalación. La ventaja es un alto esclusado hacia fuera del cloruro. El gas caliente filtrado puede descargarse mediante una chimenea propia o alimentarse de nuevo a la corriente de gas de desecho principal. También es posible el uso del gas de desecho caliente en el secado de la harina.

La proporción del gas de derivación en la totalidad de la corriente del horno es en general del 3 – 15 %. Mediante la descarga de una cantidad reducida de gas y polvo se debe lograr una eficacia más elevada en la extracción de sustancias volátiles. A una tasa de descarga del 5 % se logra, a este respecto, habitualmente, un grado de reducción de aproximadamente el 80 % del cloro, <10 % de SO3, < 15 % de K2O y < 5 % de N2O (véase "Gas-Bypass-Anlagen zur Beherrschung von ChloridKreisläufen im Zementwerk", H. Schöffmann, obtenible en línea en el sitio de Internet de Montanuniversität Loeben) .

Los polvos/gases purificados o separados se agregan de nuevo, en general, a la harina cruda. En este caso es necesario retirar las sustancias separadas no deseadas en el procedimiento de combustión. Estas, habitualmente, se eliminan.

Otra posibilidad habitual para reducir sustancias perjudiciales en los productos de combustión, que, sin embargo, no debe entenderse, en rigor, como técnica de derivación, consiste en no mezclar más polvos de filtro con la harina cruda. En el sentido de la presente invención están comprendidos, no obstante, también los polvos que no se mezclan más con la harina cruda, en el concepto "polvos de derivación", siempre que procedan de un procedimiento de fabricación de cemento o clínker, en el que intervengan polvos/gases que contienen cloruros.

Como se ha descrito anteriormente, existe una pluralidad de posibilidades... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el tratamiento de polvos o gases de derivación procedentes de la fabricación de ladrillos, cemento o clínker, que comprende poner en contacto polvo/gases de derivación con una fase acuosa, separándose a continuación componentes sólidos o insolubles mediante filtración o centrifugación y la fase acuosa obtenida se concentra después de una etapa de separación de metales no deseados (As, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Te, Tl, V) para recuperar los componentes disueltos.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la puesta en contacto con la fase acuosa se realiza en una conducción de derivación.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que antes de la puesta en contacto con la fase acuosa se realiza una separación de los componentes no volátiles.

4. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que no se realiza ninguna separación de componentes no volátiles antes de la puesta en contacto con la fase acuosa.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 -4, en el que la puesta en contacto con la fase acuosa comprende la introducción del gas de derivación/del polvo de derivación en una fase acuosa.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 -5, en el que los componentes sólidos se someten a una extracción adicional con una fase acuosa.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 – 6, en el que los componentes sólidos o no disueltos del polvo de derivación/del gas de derivación después de la puesta en contacto con la fase acuosa se recirculan al procedimiento de fabricación de cemento o clínker.

8. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que los componentes separados antes de la puesta en contacto con la fase acuosa se recirculan al procedimiento de fabricación de cemento.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 – 8, en el que la fase acuosa contiene al menos un coadyuvante que está seleccionado de entre sustancias inorgánicas (preferentemente cloruros, nitratos, sulfuros y sulfatos de metales alcalinos o alcalinotérreos, así como también poli (sulfuro de amonio) ) y sustancias orgánicas (preferentemente ácidos quelantes de sales, tales como EDTA) .

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 – 9, en el que la fase acuosa usada para poner en contacto con el polvo de derivación/el gas de derivación se hace circular o se reemplaza continuamente o a intervalos y se reemplaza por fase acuosa procesada recién alimentada o de circulación.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 – 10, en el que el contenido en cloruro de los componentes sólidos o insolubles de la suspensión obtenida después de la puesta en contacto con la fase acuosa después de su separación es inferior al 20 %, preferentemente inferior al 10 %, de modo más preferente inferior al 5 % y del modo más preferente inferior al 2 % del contenido en cloruro de los materiales de partida usados para la fabricación de clínker, ladrillos y cemento.

12. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la recuperación de los componentes disueltos de la fase acuosa comprende una cristalización fraccionada.

13. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se lleva a cabo la separación de metales no deseados antes de un tratamiento posterior de la fase acuosa resultante después de la separación para obtener los componentes disueltos.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 – 13, en el que para el tratamiento posterior de la fase acuosa se usa energía térmica, que se extrae del gas de derivación/del polvo de derivación antes de la puesta en contacto con la fase acuosa.

15. Producto obtenido a partir de la recuperación de los componentes disueltos en la fase acuosa después de la puesta en contacto según el procedimiento de una de las reivindicaciones 1 -14.

16. Producto según la reivindicación 15, que está constituido esencialmente (es decir, preferentemente en más de un 80 % en peso, más preferentemente en más de un 90 % en peso) por cloruros de metales alcalinos y alcalinotérreos.

17. Uso de un producto según la reivindicación 15 o 16 como sal para esparcir, piedra para lamer, materia prima para electrolisis para la recuperación de cloro y/o hidróxido de metal alcalino, material ignífugo, aglutinantes de polvo, como componente de fertilizante o para la fabricación de vidrio o cerámica.