La production d'acier dans un four à arc électrique (EAF) génère un sous-produit appelé poussières EAF. Ces poussières de combustion de l'industrie sidérurgique sont classées dans la plupart des pays industrialisés comme résidus dangereux car les métaux lourds qu'elles contiennent ont tendance à être lessivés dans des conditions de pluie légèrement acides. Cependant, ils contiennent en même temps des espèces de zinc qui peuvent être utilisées comme source pour obtenir des sous-produits précieux.La présente enquête a montré des résultats sur le traitement d'une poussière de combustion EAF à l'aide de solutions de carbonate d'ammonium.
avec d'autres impuretés (cadmium et cuivre), celles-ci sont éliminées de la solution de zinc par cémentation avec du zinc métallique. La solution de zinc purifiée a été évaporée (distillée) jusqu'à précipitation d'une espèce de carbonate de zinc, qui a ensuite été calcinée pour donner un oxyde de zinc de haute qualité. Pour les résidus de poussières non attaqués issus de l'opération de lixiviation, principalement composés de ferrite de zinc, plusieurs options peuvent être envisagées : un retour au four, un traitement ultérieur par un traitement à l'hydroxyde de sodium ou un déversement plus sûr en raison de leur relative inertie.
(1) Les poussières d’acier EAF sont transportées par route ou par rail vers une usine de recyclage des poussières d’acier.
(2) Les matières premières sont fournies sous forme sèche, compacte-humide ou granulée. Les matières humides compactes et granulées, les flux grossiers et le coke sont stockés dans des caisses tandis que la poussière sèche est transportée par des systèmes de transport pneumatique vers des silos de matières premières.
(3) D'une longueur typique de 55 mètres et d'un diamètre de quatre mètres, le four Waelz est légèrement incliné de 2 à 3 % et a une vitesse de rotation approximative de 1,0 tr/min. Lorsque le matériau humide se déplace dans le four rotatif, il est séché et préchauffé par le gaz du four, circulant à contre-courant. Dans la zone de réaction, la réduction des oxydes métalliques se produit à environ 1 200 °C lorsque le zinc est vaporisé sous forme de vapeur métallique dans le système d'épuration des gaz. Le zinc est ensuite réoxydé dans l'atmosphère du four qui fonctionne avec un excès d'air (l'air de traitement est injecté depuis l'extrémité du four). Le chlore et les alcalis se volatilisent conjointement avec les métaux lourds et les gaz d'échappement chargés de poussière sont traités dans un système d'évacuation des gaz en aval.
(4B) Dans la première étape, les grosses particules entraînées mécaniquement sont séparées dans une chambre de décantation des poussières et renvoyées au four. Les gaz d'échappement chauds et chargés de poussière sont refroidis et l'oxyde de zinc Waelz est séparé dans un collecteur à haute efficacité.
(4A) Le coproduit, Waelz Iron Product, peut être utilisé directement dans la construction de routes, la construction civile (remblai), la fabrication de ciment ou peut être retraité pour ajouter davantage de valeur à la teneur en fer qui fait actuellement l'objet de recherche et de développement.
(5) Les gaz résiduaires sans poussière sont ensuite traités, filtrés et évacués.
(6) L'air évacué répond facilement aux normes réglementaires environnementales américaines et européennes strictes et constitue un facteur de soutien majeur dans la désignation de l'EPA comme meilleure technologie disponible démontrée par les États-Unis et dans la désignation de l'UE comme meilleure technique disponible.
(7) L'oxyde de zinc Waelz, le principal produit du procédé, est livré aux fonderies de zinc pour la production de zinc.
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