Procedimiento de tratamiento de escorias de acero inoxidable y escorias de acería para la recuperación del metal.

Procedimiento de tratamiento de escorias de acero inoxidable y escorias de acería para la recuperación del metal,

en el que las escorias de acero inoxidable o escorias de acerías se alimentan a un proceso de trituración, desaglomeración, cribado y clasificación y se produce una fracción metálica y al menos una fracción de silicato, habiéndose sometido las escorias de acería previamente a un tratamiento químico y reductor y alimentándose como escorias de acería modificadas, usándose para la trituración y desaglomeración un molino de rodillos con una pista de molido y cilindros molturadores que giran sobre un lecho de molido, alimentándose las escorias de acero inoxidable o escorias de acería modificadas al molino de rodillos con un tamaño de grano de alimentación de como máximo 150 mm y

llevándose a cabo la trituración y la desaglomeración en función del tipo de escoria, del contenido de metal de la escoria, del grado de adherencias y del grado de pureza deseado de las fracciones de metal y de silicato y el tamaño de grano del producto con una presión de trabajo en el intervalo de 150 a 4500 kN/m2, con respecto a la superficie del diámetro medio del rodillo proyectada perpendicularmente sobre la bandeja de trituración, con mantenimiento de la forma de las partículas metálicas.

Procedimiento de tratamiento de escorias de acero inoxidable y escorias de acería para la recuperación del metal

La invención se refiere a un procedimiento de tratamiento para escorias de acero inoxidable y escorias de acería (escorias LD, escorias de horno de arco de luz, etc.) o a escorias de acería modificadas para la recuperación de metal con obtención simultánea de una fracción de silicato como producto con un tamaño de grano de producto definido y propiedades definidas.

Las escorias de acero inoxidable son escorias que se producen en la fabricación de aceros muy aleados como subproducto. Las escorias de acero inoxidables están constituidas ampliamente (aproximadamente del 80 al 90 % en peso) por una matriz de silicato, cuyo componente principal es silicato dicálcico, y por una porción metálica procedente de acero y de elementos de aleación adicionales tales como cromo, níquel, manganeso, molibdeno, vanadio, etc. y está presente como metal puro en forma de metal granulado o en forma de aglomerados, diversas aleaciones y óxidos rodeada por la matriz de silicato y encerrada por la misma. El contenido metálico en las escorias de acero inoxidable varía en función del procedimiento metalúrgico y de las materias primas añadidas y puede ser de aproximadamente el 5 al 10 % en peso. Después de un enriquecimiento previo, el contenido en metal de las escorias de este tipo es del 20 al 30 % en peso.

Para escorias de acero inoxidable, por ejemplo escorias de LD y de horno de arco de luz, hay presencia de hierro unido ampliamente de forma química. Para el tratamiento y obtención de los ingredientes metálicos y una fracción de silicato se someten las escorias de acero inoxidable antes del tratamiento de forma química a un tratamiento reductor y están presentes como escorias de acero inoxidable modificadas, en las que están presentes de forma ampliamente metálica los ingredientes metálicos. Los ingredientes metálicos de escorias de este tipo varían generalmente entre el 10 y el 30 % en peso.

Los metales están parcialmente libres, pero en su mayor parte como adherencias con la matriz de silicato. Para la obtención de los metales es necesario realizar una disgregación o un tratamiento. El tratamiento comprende procesos de trituración, cribado y clasificación.

Una recuperación eficaz de los metales a partir de las escorias de acero inoxidable o las escorias de acería modificadas para la realimentación en la producción de acero inoxidable o la producción de acero se proporciona bajo el aspecto de escasez de materias primas y los costes relativamente altos, por ejemplo para los metales de aleación de los aceros inoxidables. Además, debe ser posible un uso lo menos limitado posible de la fracción de silicato como material de construcción.

Se logran procedimientos de tratamiento con los que puede obtenerse una fracción metálica casi exenta de silicato y una fracción de silicato ampliamente exenta de metal. El reciclaje de los componentes de las escorias de acero inoxidable o de las escorias de acería modificadas se logra también en relación con un vertido de otro modo necesario de escorias de este tipo que está asociado a costes y puede tener como consecuencia problemas para el medio ambiente. Además, una fracción de silicato con un tamaño de grano de producto definido y propiedades definidas representa un producto comercializable.

Un tecnología de tratamiento conocida prevé procesos en húmedo continuos para las etapas de trituración, cribado y clasificación (documento US-A 5 427 607) . La trituración fina de las escorias previamente molidas se realiza generalmente en molinos de barras o de bolas, para el cribado están previstos tamices o hidrociclones y para la clasificación por densidad se usan cribas hidráulicas, separadores de hélice o dispositivos de cribado de tornillo. El tratamiento en húmedo posibilita una recuperación de metales de aproximadamente el 80 %.

Las desventajas del tratamiento en húmedo conocido son una disponibilidad necesaria de agua, que no puede proporcionarse en todas las regiones, y unos costes relativamente altos para el tratamiento de agua y los circuitos de agua y, en particular, para la trituración a un tamaño de grano, por ejemplo, < 6 mm. Otra desventaja del tratamiento mediante procedimientos en húmedo es la elución de los metales pesados y el riesgo potencial para el medio ambiente provocado por los mismos.

Por el documento DE 10 2004 005 535 A1 se conoce un procedimiento de tratamiento con etapas de trituración, en primer lugar en seco y después en húmedo, cribado y clasificación. La escoria bruta se tritura con trituración por impacto selectiva, tamices, separadores magnéticos, separación con corriente turbulenta e inductiva, así como introducción de aire para dar un producto con un tamaño de grano < 20 mm y después se separa en una primera fracción de grano con un tamaño de grano > 2 mm y una segunda fracción de grano < 2 mm. La primera fracción de grano se alimenta a un aparato de agitación y se separa en una fracción metálica, una fracción de material intermedia y una fracción mixta en grano. La fracción metálica representa el producto final, el producto intermedio se reconduce a la unidad de trituración y el producto mixto en grano es un producto comercializable para trabajos de construcción. La segunda fracción en grano se alimenta a una etapa de purificación de material fino que consiste en una etapa de concentración, un molino de bolas y dos tornillos de deshidratación.

Se conocen también procedimientos de tratamiento que operan en seco, en los que las etapas de trituración, cribado y clasificación se llevan a cabo exclusivamente en seco. Para la clasificación se usa un separador magnético que

aprovecha la magnetizabilidad de los componentes metálicos de las escorias como criterio de separación. Además, se conocen clasificadores por densidad, por ejemplo mediante máquinas de introducción de aire que se basan en la diferencia de densidad entre metal y matriz de silicato. También se conocen técnicas de clasificación por sensores en las que los metales son reconocidos por medio de sensores inductivos y se retiran mediante aire a presión (documento WP 2009/077425 A1) .

En estos procesos puramente en seco se realiza una trituración de las escorias brutas en molinos de martillo o molinos por impacto que posibilita básicamente una trituración selectiva de las escorias. Las velocidades de giro relativamente altas de los rotores de esos molinos, así como las posibilidades limitadas de los ajustes, representan una desventaja. Además de un desgaste específico alto se produce una alta proporción del grano más fino, asociado a un esfuerzo y a una deformación de las partículas metálicas, que después puede llegar también a la fracción de grano fino y del grano más fino. Una disminución de la energía de impacto tiene como consecuencia, de otro modo, una disgregación mecánica de las escorias insuficiente, de modo que las partículas metálicas no se liberan totalmente. Debido a que el producto total solo se criba y se clasifica después de un proceso de trituración, no se descargan porciones metálicas irrelevantes con la fracción de silicato. Asociados a ello se producen un empeoramiento de la calidad de la fracción de silicato y, de forma correspondiente, un aprovechamiento reducido de los metales presentes en la fracción metálica. Esto solo se puede solucionar con una clasificación posterior, cara, de la fracción de grano fino y del grano más fino.

Por el documento US 2008/0148902 A1 se conoce la trituración de escorias de acería mediante distintos tipos de molinos.

Por el documento EP 0 292 739 A2 se conoce el uso de una combinación de molinos para moler un material de molido.

En el documento WO 2007/022837 A1 se describe otro procedimiento mediante un molino de rodillos verticales para la trituración de material. De un modo similar, se conocen por los documentos US 4.747.547, JP 05245405 y CN 101152636 A procesos de trituración mediante el uso de molinos.

La invención se basa en el objetivo de lograr un procedimiento de tratamiento continuo que opere en seco para la recuperación de metales a partir de escorias de acero inoxidable y escorias de acería modificadas que garantice una trituración con pocas adherencias y con un consumo eficaz de energía de la matriz de silicato con disgregación de las partículas metálicas y una separación selectiva de las partículas metálicas o de la porción metálica y de la porción de silicato de las escorias de acero inoxidable o escorias de acería modificadas, y que pueda adaptarse a diferentes composiciones de escorias de partida y a diferentes exigencias con respecto... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de tratamiento de escorias de acero inoxidable y escorias de acería para la recuperación del metal,

en el que las escorias de acero inoxidable o escorias de acerías se alimentan a un proceso de trituración, desaglomeración, cribado y clasificación y se produce una fracción metálica y al menos una fracción de silicato,

habiéndose sometido las escorias de acería previamente a un tratamiento químico y reductor y alimentándose como escorias de acería modificadas, usándose para la trituración y desaglomeración un molino de rodillos con una pista de molido y cilindros molturadores que giran sobre un lecho de molido, alimentándose las escorias de acero inoxidable o escorias de acería modificadas al molino de rodillos con un tamaño de grano de alimentación de como máximo 150 mm y

llevándose a cabo la trituración y la desaglomeración en función del tipo de escoria, del contenido de metal de la escoria, del grado de adherencias y del grado de pureza deseado de las fracciones de metal y de silicato y el tamaño de grano del producto con una presión de trabajo en el intervalo de 150 a 4500 kN/m2, con respecto a la superficie del diámetro medio del rodillo proyectada perpendicularmente sobre la bandeja de trituración, con mantenimiento de la forma de las partículas metálicas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1,

caracterizado porque se usa una combinación de molino de rodillos-dispositivo separador en la que se lleva a cabo la trituración y la desaglomeración y, en caso necesario, un secado, así como la separación en la fracción metálica y la fracción de silicato.

3. Procedimiento según la reivindicación 2,

caracterizado porque para la trituración, la desaglomeración, el cribado, la clasificación y el secado se usa un molino de rodillos con dispositivo separador integrado y porque la fracción metálica después de un enriquecimiento de las partículas metálicas libres y disgregadas sobre una bandeja de trituración o un plato de trituración y un elemento de transporte mediante el borde de una bandeja de trituración o plato de trituración o un borde de retención de la bandeja de trituración o del plato de trituración, se descarga en continuo hacia abajo, separándose con ello de la fracción de silicato.

4. Procedimiento según la reivindicación 1,

caracterizado porque para la trituración, la desaglomeración y el cribado se usa un molino de rodillos en modo rebose con cribado y clasificador externos y porque se transporta una mezcla de partícula metálicas libres y disgregadas de la fracción metálica y partículas de la fracción de silicato mediante el borde de un plato de trituración o de una bandeja de trituración o un borde de retención y usando en dispositivo de transporte se alimentan a un dispositivo separador o combinación de dispositivos separadores y se separa en la fracción metálica y la fracción de silicato.

5. Procedimiento según la reivindicación 3,

caracterizado porque la fracción de silicato y las partículas finas, así como adherencias, se transportan al dispositivo separador de forma neumática y se descargan partículas suficientemente trituradas como producto fino, mientras que las partículas más gruesas de la fracción de silicato y las partículas metálicas finas, así como adherencias, son rechazadas por el dispositivo separador y se alimentan de nuevo a la bandeja de trituración para una nueva trituración y desaglomeración.

6. Procedimiento según la reivindicación 4,

caracterizado porque el material de molido descargado del molino de rodillos de rebose constituido por una mezcla de partículas metálicas libres y adheridas y partículas de la fracción de silicato se alimenta a un dispositivo separador y

porque la fracción de silicato esencialmente exenta de metales se alimenta a una corriente gaseosa de un dispositivo separador dinámico para la separación de una fracción de silicato fina de grano grueso, mientras que la fracción metálica se descarga y dado el caso se alimenta posteriormente a una unidad de cribado o unidades de cribado para la separación de partículas metálicas gruesas de partículas metálicas finas.

7. Procedimiento según la reivindicación 5 o 6, caracterizado porque el tamaño de grano de la fracción de silicato se ajusta continuamente y se encuentra en la zona de

normalmente inferior a 5 mm y con una finura de 3500 a 15000 Blaine.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se usa un plato de trituración con un borde de retención con altura y perfil transversal predefinidos y porque se usa una bandeja de trituración con un borde de retención cuya altura se encuentra en el intervalo de 0 a

160 mm.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque el molino de rodillos se opera de modo que en el proceso de molido se forme sobre la pista de molido un lecho de molido con una disposición en capas comparable con una disposición en capas según la densidad, en la que se forma una capa inferior de partículas metálicas ampliamente no trituradas y enriquecidas sobre la pista de molido y una capa superior de las partículas más ligeras.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque la fracción metálica descargada a través del borde de retención y descargada en al menos una descarga de desecho o mediante un dispositivo de descarga desde un molino de rodillos con corriente de aire con dispositivo separador integrado o la fracción metálica descargada de un dispositivo separador conectado posteriormente a un molino de rodillos de rebose se somete a un cribado y se separa como un producto separado o como producto intermedio.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque en un molino de rodillos de corriente de aire se reúnen las etapas de proceso de trituración, desaglomeración, separación o cribado, clasificación y transporte, dado el caso también secado o en un molino de rodillos de rebose se llevan a cabo las etapas de trituración y desaglomeración y de forma externa se lleva a cabo el proceso de separación o de cribado, clasificación y dado el caso secado, y de este modo se producen productos de alta calidad de un tamaño de grano definido y una pureza definida con una fracción metálica ampliamente exenta de silicato y una fracción de silicato casi exenta de metal.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contenido de metal de las escorias de acero inoxidable o de las escorias de acería modificadas se

encuentra entre el 2 y el 30 % en peso.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque el grado de disgregación de las partículas metálicas se ajusta mediante el tiempo de permanencia del producto de molido sobre la bandeja de trituración y el grado de esfuerzo mecánico y esto se regula mediante el ajuste de la presión de trabajo, de la cantidad de alimentación, de la frecuencia de giro de la bandeja de trituración y de la altura del borde de retención.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque se ajusta la descarga de las partículas metálicas y la separación de la fracción de silicato usando la corriente volumétrica y el ajuste del dispositivo separador y/o la porción o la cantidad total de las partículas de producto grueso rechazadas por el dispositivo separador se descarga mediante un elemento de descarga adicional y se alimenta a una etapa de enriquecimiento posterior.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque en función de la calidad del producto deseada se ajusta la porción de las fuerzas de cizallamiento que pueden incorporarse por parte de las herramientas de molido en el producto de molido y se lleva a cabo una trituración a presión con una porción de cizallamiento o una trituración a presión exenta de cizallamiento.