專利名稱：含有氧化物的廢棄物的處理方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以氧化物狀態(tài)含有鋅和鉛的廢棄物的處理方法及其裝置。
由于工業(yè)生產(chǎn)而產(chǎn)生各種廢棄物，其中尤其是含鋅、鉛等的廢棄物，必須對(duì)其進(jìn)行安全上沒有問題的處理。例如，由電爐產(chǎn)生的煉鋼粉塵，通常以鐵為基質(zhì)，還含有氧化物狀態(tài)的鋅、鉛。例如，投入電爐的原料是廢車的碎屑時(shí)，由于汽車用鋼板是鍍鋅鋼板，因此含有鋅，燃料箱鍍有鉛和錫，因此含有鉛。
以接近純金屬狀態(tài)含有鋅的汽車鋼板的沖壓廢料的情況下，如特開平4-346681號(hào)公報(bào)中所公開的那樣，對(duì)鍍鋅鋼板廢屑進(jìn)行真空加熱即可從鋼中蒸發(fā)和除去鋅，但像煉鋼粉塵等那種以氧化物狀態(tài)含有鋅、鉛的廢棄物，用特開平4-346681號(hào)公報(bào)的方法將鋅、鉛作為金屬原料回收、再利用是不可能的。
作為從廢棄物中除去鋅的方法，其它還有通過回轉(zhuǎn)窯方式，用燃燒器加熱到1200℃以上，使焦炭或煤等和ZnO進(jìn)行還原反應(yīng)而將其除去的方法。然而，由于需要加熱至極高的溫度，因而存在耗費(fèi)能量費(fèi)用，而且Zn在回收時(shí)會(huì)再氧化，不能再利用的問題。此外，還有通過等離子體的高溫處理使Zn蒸發(fā)并用Pb噴濺冷凝器(プラツシェコンデンサ)金屬回收Zn的方法。然而，這種方法也存在一旦進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理則難以避免給環(huán)境帶來壞影響的問題。因此，含有Zn，Pb等重金屬的廢棄物，目前的現(xiàn)狀是考慮立法規(guī)制進(jìn)行管理填埋處理。
然而，采用填埋方法的廢棄物處置，產(chǎn)生填埋地不足，以及處理成本高的問題，最近的將來就可見到走到盡頭的勢(shì)態(tài)。而且，采用填埋方法的廢棄物處理，由于不是將鐵、鋅、鉛等全部材料進(jìn)行再循環(huán)而是將其廢棄掉，因此從節(jié)約材料方面考慮是不經(jīng)濟(jì)的。
本發(fā)明的目的在于提供一種從含氧化物狀態(tài)的鋅、鉛的廢棄物中，以金屬狀態(tài)回收蒸汽壓低的鋅、鉛，并能將鋅、鉛作為金屬原材料進(jìn)行再循環(huán)的廢棄物處理方法及裝置。
能夠達(dá)到上述目的的本發(fā)明方法及裝置如下所述。
(1)一種含有氧化物的廢棄物的處理方法，它包括以下工序?qū)⒑趸餇顟B(tài)的鋅、鉛的廢棄物和還原劑裝入熱處理爐中的工序，和然后，對(duì)熱處理爐抽真空并同時(shí)加熱，在大致是真空中將鋅、鉛的氧化物還原的同時(shí)，使處于純金屬狀態(tài)的鋅、鉛蒸發(fā)并用與熱處理爐連通的回收器將其回收的工序。
(2)(1)中所述的含氧化物的廢棄物的處理方法，其中，將上述含氧化物狀態(tài)的鋅、鉛的廢棄物和還原劑，預(yù)先進(jìn)行粉狀混合后使其形成團(tuán)塊。
(3)(1)中所述的含氧化物的廢棄物的處理方法，其中，蒸發(fā)的鋅、鉛在大致成真空的上述回收器中一旦熔融，即將其固化。
(4)(3)中所述的含氧化物的廢棄物的處理方法，鋅、鋁的再熔融是在上述回收器中進(jìn)行，固化是在與回收器不同的另一個(gè)錠模中進(jìn)行，從上述回收器到錠模的鋅、鉛的轉(zhuǎn)移是在大致真空中進(jìn)行的。
(5)一種含氧化物的廢棄物的處理裝置，它包括爐子，和加熱上述爐子的加熱器，和將含有氧化物狀態(tài)的鋅、鉛的廢棄物和還原劑以分別或混合狀態(tài)投入上述爐內(nèi)的廢棄物和還原劑的投入設(shè)備，和與上述爐子連通的、將在上述爐內(nèi)蒸發(fā)的鋅、鉛冷凝后回收的回收器，和與上述爐內(nèi)連通的真空泵。
(6)(5)中所述的含氧化物的廢棄物的處理裝置，其中，上述爐子由回轉(zhuǎn)爐構(gòu)成。
(7)(6)中所述的含氧化物的廢棄物的處理裝置，其中，上述回轉(zhuǎn)爐是間歇式回轉(zhuǎn)爐。
按上述(1)的含氧化物的廢棄物處理方法，由于將廢棄物和還原劑一起裝入熱處理爐內(nèi)，因此在爐內(nèi)進(jìn)行真空加熱時(shí)，廢棄物中的氧化鋅、氧化鉛盡管是在真空中，但仍然被還原劑還原，各自成為純金屬鋅、鉛。而且，鋅、鉛在各自的真空中的沸點(diǎn)(比大氣壓下的沸點(diǎn)低得多)下蒸發(fā)，并在與熱處理爐連通的回收器中冷凝后回收。鋅、鉛作為各自的金屬原料再循環(huán)。在熱處理爐內(nèi)，殘留有除去鋅、鉛后的殘?jiān)?。此外，由于處理富含鐵的廢棄物時(shí)，或者使用鐵系還原劑處理時(shí)殘留的殘?jiān)缓F，因而從處理爐中取出，投入電爐中，可作為鋼原料再循環(huán)。
按上述(2)的含氧化物的廢棄物處理方法，由于含氧化物狀態(tài)的鋅、鉛的廢棄物和還原劑預(yù)先以粉狀混合后形成團(tuán)塊，因此不會(huì)有細(xì)的粉塵或還原劑侵入泵和密封部位。
按上述(3)的含氧化物的廢棄物處理方法，由于蒸發(fā)的鋅、鉛在大致呈真空的回收器中一旦熔融然后將其固化，因而回收的金屬(鋅、鉛)可錠塊化。
按上述(4)的含氧化物的廢棄物處理方法，由于熔融鋅、鉛轉(zhuǎn)移到錠模中是在大致真空中進(jìn)行，因此可以防止熔融鋅、鉛的再氧化。
按上述(5)的含氧化物的廢棄物處理裝置，它具有按照上述(1)的含氧化物的廢棄物處理方法的作用。
按上述(6)的含氧化物的廢棄物處理裝置，由于所述爐子是由回轉(zhuǎn)爐構(gòu)成，因而可以連續(xù)處理，還可以通過爐的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌。
按上述(7)的含氧化物的廢棄物處理裝置，由于所述爐子是由間歇式回轉(zhuǎn)爐構(gòu)成，因此還原劑難以露出表面，從而可以防止僅只有還原劑在先進(jìn)行反應(yīng)。
以下，以制鋼時(shí)產(chǎn)生的煉鋼粉塵作為含氧化物的廢棄物例子進(jìn)行說明。但含氧化物的廢棄物不只限于煉鋼粉塵，例如也可以是廢車的碎屑粉等。


圖1示出實(shí)施本發(fā)明第1、2、4實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理方法的裝置，圖2示出實(shí)施本發(fā)明第3實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理方法的裝置，圖3示出本發(fā)明第4實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理方法中所用的還原劑的成分，圖4表示將本發(fā)明第5實(shí)施例含氧化物的廢棄物處理方法中所用的團(tuán)塊投入后處于進(jìn)行處理狀態(tài)的本發(fā)明第8實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理裝置，圖5和圖6示出實(shí)施本發(fā)明第6實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理方法的裝置，圖7示出實(shí)施本發(fā)明第7實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理方法的裝置。本發(fā)明的全部實(shí)施例中共同的構(gòu)成部分所用的符號(hào)在全部實(shí)施例中都相同。
首先，參照?qǐng)D1說明本發(fā)明的全部實(shí)施例中共同使用的方法及裝置的構(gòu)成和作用。本發(fā)明實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理方法，包括將以鐵為基質(zhì)另外還含有氧化物狀態(tài)的鋅、鉛的廢棄物(例如，煉鋼粉塵)1和還原劑2裝入熱處理爐3中的第1工序和；然后用真空泵4將熱處理爐3內(nèi)抽成大致真空，同時(shí)進(jìn)行加熱，使鋅、鉛的氧化物在大致真空中還原的同時(shí)使處于蒸氣壓低的純金屬狀態(tài)的鋅、鉛蒸發(fā)，用與熱處理爐3連通的回收器5回收的第2工序。
本發(fā)明實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理裝置，包括爐子(熱處理爐)3和，對(duì)爐子3內(nèi)的物料進(jìn)行加熱的加熱器9和，將含氧化物狀態(tài)的鋅、鉛的廢棄物和還原劑以分別或混合狀態(tài)投入爐子3內(nèi)的廢棄物和還原劑的投入設(shè)備10(圖4)和，與爐子3連通的、使?fàn)t子3內(nèi)被蒸發(fā)的鋅、鉛冷凝后回收的回收器5和，與爐子3內(nèi)連通的真空泵4。
來自電爐的煉鋼粉塵1，當(dāng)投入電爐的原料例如是由廢車的粉碎屑組成時(shí)，其結(jié)果是，由于汽車車身鋼板是鍍鋅鋼板而使生成的煉鋼粉塵中含有鋅，由于汽車的燃料箱鍍有鉛和錫，因而在煉鋼粉塵中含有鉛。而且，煉鋼粉塵1中的鋅、鉛各自呈氧化鋅、氧化鉛狀態(tài)。
表1的中間一行有關(guān)粉塵欄中示出了作為煉鋼粉塵中的代表性成分的一例。
表1(未投入還原劑) (％)
作為以金屬狀態(tài)從試驗(yàn)材料中回收鋅(Zn)等的方法，已有不使用還原劑而在真空熱處理爐中進(jìn)行處理的方法(特開平4-346681號(hào))。因此，對(duì)上述粉塵也進(jìn)行同樣的處理試驗(yàn)。表1末行的真空試驗(yàn)欄中示出了處理后的殘?jiān)煞值姆治鼋Y(jié)果。使用50kg的試驗(yàn)材料，處理?xiàng)l件是溫度為850℃，壓力為0.06Torr，處理時(shí)間為6小時(shí)。從其結(jié)果可清楚地看出，含處于氧化物狀態(tài)的鋅、鉛的煉鋼粉塵，即使進(jìn)行真空處理其組成也不會(huì)變化，不能以金屬狀態(tài)回收鋅、鉛。
因此，按照本發(fā)明的處理方法，為了還原處于氧化物狀態(tài)的鋅、鉛，使用還原劑2。還原劑2被摻混在煉鋼粉塵1中，為的是將煉鋼粉塵中以氧化物狀態(tài)存在的鋅、鉛還原成金屬狀態(tài)的鋅、鉛。還原劑2，盡管熱處理爐3內(nèi)處于真空狀態(tài)，但為了更好地混合、接觸而進(jìn)行還原作用，希望是粉狀、粒狀、小片狀、或蒸汽狀、液狀。但是，為了防止侵入泵和密封部位，最好是預(yù)先將其與煉鋼粉塵摻混，做成團(tuán)塊狀再投入熱處理爐3內(nèi)。
熱處理爐3，備有加熱器9，將熱處理爐3內(nèi)還原的處于純金屬狀態(tài)的鋅、鉛在大致為真空狀態(tài)下加熱(主要通過輻射和材料間的熱傳導(dǎo))至各自在真空下的沸點(diǎn)以上的溫度(例如，600℃～1100℃)。該加熱器9，在還原劑2是固體的情況下，例如是由石墨加熱器構(gòu)成；還原劑2是水蒸汽的情況下例如是由輻射發(fā)熱管型加熱器(在耐熱性管內(nèi)噴射火焰通過輻射傳熱加熱被加熱物類型的加熱器)構(gòu)成。在石墨加熱器的情況下，由于是在大致真空中，因此加熱器不會(huì)燃燒；在輻射發(fā)熱管型加熱器的情況下，水、水蒸汽不與加熱器反應(yīng)。
關(guān)于真空度，希望是比10Torr更高的高真空，例如優(yōu)選0.06Torr(1Torr＝1.33322×102Pa)，以使還原成純金屬狀態(tài)的爐內(nèi)粉塵不會(huì)再次與爐內(nèi)的氧在高溫下反應(yīng)而被氧化。加熱保持時(shí)間，希望大約為30分鐘以上，以使粉塵被加熱到大致均勻的溫度，而且鋅、鉛大致完全蒸發(fā)。但是，長(zhǎng)時(shí)間的保持會(huì)使粉塵處理效率降低，因此希望最多約為10小時(shí)，實(shí)用時(shí)優(yōu)選約為6小時(shí)以下。
作為上述共同構(gòu)成的作用，由于加入還原劑2后進(jìn)行真空加熱，從而使煉鋼粉塵1中的ZnO、PbO被還原劑2還原而成為Zn、Pb，呈純金屬狀態(tài)。ZnO、PbO的沸點(diǎn)高，真空下即使加熱至約1500℃也不蒸發(fā)，但處于純金屬狀態(tài)的Zn、Pb如果在約0.06Torr真空下加熱至600℃以上即可使其蒸發(fā)并因此將其除去。在約0.06Torr真空下，具有600℃以上加熱能力的熱處理爐3，按試驗(yàn)規(guī)模(可收容約300kg廢棄物)能很容易地制作，即使是實(shí)用規(guī)模以合理的成本也能制作。
蒸發(fā)的鋅、鉛以金屬狀態(tài)凝附在約400℃的回收器5的內(nèi)面上，并回收之，作為純度高的鋅、鉛各自的原料再循環(huán)。表2示出，用還原劑處理具有表1成分的煉鋼粉塵(例如使用為鐵系還原劑的研磨屑進(jìn)行處理，進(jìn)而用為碳系還原劑的舊輪胎進(jìn)行連續(xù)處理)結(jié)果所獲得的回收物成分。而且，除去鋅、鉛的煉鋼粉塵，作為煉鋼原料投入電爐內(nèi)，進(jìn)行再循環(huán)。
表2(回收物成分)(％)
以下，說明本發(fā)明各實(shí)施例中的特有方法及其作用。
本發(fā)明的第1實(shí)施例中，使用圖1所示裝置，作為還原劑，采用為鐵系還原劑2A的切削屑。表3的上一行中示出其成分。粉塵1和切削屑的重量比規(guī)定為1∶1。作為鐵系還原劑2A，可以使用鋼、氧化鐵(FeO、Fe2O3)、切削屑和研磨屑中的鐵(鐵+SiO2、MgO等即使溫度升高至900℃以上也不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染問題的氧化物)、鑄鐵等的粉、粒、小片等。
在本發(fā)明的處理方法中，使用鐵系還原劑時(shí)發(fā)生的還原反應(yīng)如下所示。
按此反應(yīng)，ZnO、PbO被還原，成為金屬狀態(tài)的Zn、Pb，金屬狀態(tài)的Zn、Pb在600℃以上，比10Torr更高的真空條件下蒸發(fā)，而且在圖1中將回收器5設(shè)定在約400℃以下，因而能夠以金屬狀態(tài)凝固、回收。使用鐵系還原劑時(shí)的處理中的溫度，希望規(guī)定在800℃以上。因?yàn)槿绻陀谠摐囟龋瑫?huì)使還原反應(yīng)減慢，從而使獲得的去除率降低。
試驗(yàn)條件是900℃時(shí)1Torr，處理時(shí)間定為2小時(shí)，將煉鋼粉塵1和還原劑2A預(yù)先充分混合，處理后殘余的殘?jiān)煞址治鼋Y(jié)果示于表3中。從表3中可確認(rèn)，由于使用切削屑作為鐵系還原劑，因而可以除去Zn、Pb。
由于將切削屑、研磨屑、氧化鐵屑等這類以前花費(fèi)成本卻廢棄掉的物質(zhì)作為還原劑而被利用，自身還混入處理后的殘?jiān)凶鳛闊掍撛隙辉倮?，因此不需特意購入還原劑也行，而且不必花了成本卻被廢棄，因而工業(yè)價(jià)值很大。
表3(鐵系還原劑的情況下) (％)
本發(fā)明的第二實(shí)施例中，使用圖1所示裝置，作為還原劑，使用為碳系還原劑2B的活性碳粒劑(含碳率為99％以上)。煉鋼粉塵1和活性碳粒劑的混合比(重量比)規(guī)定為1∶1。作為碳系還原劑2B，可以使用碳黑、碳、活性碳、鋸屑、木屑、舊輪胎等。
在本發(fā)明的處理方法中，使用鐵系還原劑時(shí)發(fā)生的還原反應(yīng)如下所示。
按此反應(yīng)，ZnO，PbO被還原，成為金屬狀態(tài)的Zn、Pb。金屬狀態(tài)的Zn、Pb由于在600℃以上，比10Torr更高的真空條件下蒸發(fā)，并且由于圖2中將回收器5設(shè)定在400℃以下，因而能夠以金屬狀態(tài)凝固、回收。使用碳系還原劑時(shí)的處理中的溫度，希望規(guī)定在700℃以上。因?yàn)槿绻陀谠摐囟?，?huì)使還原反應(yīng)減慢，降低獲得的去除率。
試驗(yàn)條件是750℃時(shí)0.15Torr，處理時(shí)間定為6小時(shí)。將煉鋼粉塵1和還原劑2預(yù)告充分混合，處理后殘余的殘?jiān)煞址治鼋Y(jié)果示于表4中。從表4中可確認(rèn)，由于使用活性碳粒劑作為碳系還原劑，因而可以除去Zn、Pb。
雖然本實(shí)施例中示出的是使用活性碳的實(shí)施例，但也可以使用其它的如鋸屑、木屑、舊輪胎等。這些物質(zhì)都是以前花費(fèi)成本卻廢棄掉的物質(zhì)，如果可作為還原劑利用，則可不需特意購入還原劑，而且不必花了成本卻被廢棄，因而工業(yè)價(jià)值很大。
表4(碳系還原劑的情況下；(％)
本發(fā)明的第3實(shí)施例中，如圖2所示在還原劑中，使用水或水蒸汽(H2O)2C。此種情況下，為了防止水和加熱器反應(yīng)，在加熱器9中使用輻射發(fā)熱管型加熱器。6表示水注入管子，7表示閥口。試驗(yàn)機(jī)是在能處理300kg粉塵的熱處理爐3中，將煉鋼粉塵1裝入金屬制料罐8中后插入，用真空泵4將爐內(nèi)抽成真空，用加熱器9加熱。
作為試驗(yàn)，是在加熱減壓至850℃、壓力為0.06Torr的爐3中，加入水2C，此時(shí)恢復(fù)壓力至1Torr，但再次減壓至0.06Torr后，再回到常溫常壓。這一連串試驗(yàn)耗費(fèi)6小時(shí)。
按照該工序，如表5所示，可清楚地看出，能夠蒸發(fā)、去除粉塵中的Zn、Pb，并可在回收器5中回收金屬狀態(tài)的Zn、Pb。
作為還原劑的水極容易獲得，如果使水和碳組分發(fā)生反應(yīng)生成CO，則可促進(jìn)還原作用，因而利用價(jià)值極大。
表5(還原劑是水的情況下) (％)
以下對(duì)其它的實(shí)施例(例如實(shí)施例4)進(jìn)行說明，這些實(shí)施例示出本發(fā)明可以用上述各種還原劑進(jìn)行處理。表6及圖3(圖3最上一行的輪胎屑的例子和表6表示相同)示出其結(jié)果，示出還原劑的種類、處理溫度、煉鋼粉塵在處理前后的含Zn率和去除率。試驗(yàn)中所用的裝置與上述第1、2實(shí)施例相同，處理是在全部處理時(shí)間為2小時(shí)、真空度為1Torr的條件下進(jìn)行的。
表6
從表6及圖3可清楚地看出，本發(fā)明可以使用各種還原劑，在適宜的條件下進(jìn)行，就可獲得90％以上的高去除率。還可得知，在使用鐵系還原劑的情況下，750℃的溫度會(huì)降低若干去除率。也就是，在較高的處理溫度(例如800℃)下進(jìn)行則可獲得高的去除率，得到理想的結(jié)果。
本發(fā)明的第5實(shí)施例中，如圖4所示，含氧化物狀態(tài)鋅、鉛的廢棄物和還原劑預(yù)先粉狀混合后經(jīng)過固結(jié)形成團(tuán)塊11，由以團(tuán)塊狀態(tài)投入的設(shè)備即料斗10，投入爐3內(nèi)。由于煉鋼粉塵是大小為1mm以下的細(xì)粉狀，不適于用一般卡車等運(yùn)輸。因此，要用特殊卡車運(yùn)輸，運(yùn)輸費(fèi)用升高。而且，細(xì)粉狀廢棄物附著在真空爐的密封面和真空泵上，容易引起密封劣化和泵性能惡化。然而，按照本發(fā)明實(shí)施例，由于做成團(tuán)塊狀，這些問題都可得到解決。但為了解決運(yùn)輸?shù)膯栴}，應(yīng)在粉塵產(chǎn)生的工場(chǎng)就進(jìn)行團(tuán)塊化。利用壓縮進(jìn)行團(tuán)塊化時(shí)，由于粉塵和還原劑以高的接觸率接觸，因此可獲得穩(wěn)定的反應(yīng)。
團(tuán)塊化的方法，在能得到像壓縮機(jī)那樣高的壓力時(shí)，可利用壓縮機(jī)來壓縮粉塵。在只能利用低壓力的情況下，則可將粘合劑混入粉塵中而成形。粘合劑的添加量為粉塵量(容積)的5～15％。不足5％時(shí)，粘合劑太少而難以成形，一旦超過5％，由于粘合劑蒸發(fā)，而導(dǎo)致團(tuán)塊的強(qiáng)度過低。作為粘合劑，優(yōu)選淀粉和膨潤(rùn)土，作為有機(jī)類材料的苯酚和呋喃、水玻璃等也可以使用。如果是淀粉或膨潤(rùn)土，處理中即使有揮發(fā)的情況也沒有問題，但如果是有機(jī)類材料，往往產(chǎn)生煙和臭氣等問題，在這種情況下，在處理廠中需要排氣裝置。
本發(fā)明的第6實(shí)施例中，如圖5、圖6所示，在爐3中蒸發(fā)的鋅、鉛在大致呈真空的回收器5中熔融，其后固化成為錠塊。之所以將其形成錠塊，是因?yàn)楸阌谄浜蠡厥战饘俚睦谩?br> 回收器5中設(shè)有加熱器12和水冷管13，并且可以控制回收器溫度。在回收器5的底部設(shè)有錠模14。錠模14和回收器5本體部分的連接是法蘭連接，如圖6所示，在該部分介裝有金屬密封片15。在爐3內(nèi)蒸發(fā)的鋅、鉛導(dǎo)入回收器5中，而通過將加熱器12和水冷管13和回收器5內(nèi)的溫度控制在100～500℃，而使蒸發(fā)的鋅、鉛呈熔融狀態(tài)(在鋅、鉛冷凝的情況下須將其再熔融，然后保持鋅、鉛為熔融的狀態(tài))，流下進(jìn)入錠模14內(nèi)，在錠模14內(nèi)固化，成為錠塊。
本發(fā)明的第7實(shí)施例中，如圖7所示，在爐3內(nèi)蒸發(fā)的鋅、鉛在大致呈真空的回收器5中一旦熔融，其后固化成為錠塊。如上所述，之所以形成錠塊，是因?yàn)楸阌谄浜蠡厥战饘俚睦谩?br> 回收器5中設(shè)有高頻線圈16和水冷管13，并可以控制回收器溫度。在回收器5的底部設(shè)有錠模14?；厥掌?和錠模14是分離的。而且，回收器5和錠模14被收容在將內(nèi)部抽成大致呈真空的真空箱17中，從而防止了由于空氣通過回收器5和錠模14之間的間隙進(jìn)入回收器5和爐3中而引起的鋅、鉛再氧化。
在爐3內(nèi)蒸發(fā)的鋅、鉛被導(dǎo)入回收器5中，通過將高頻線圈16和水冷管13和回收器5內(nèi)的溫度控制在100～500℃，蒸發(fā)的鋅、鉛呈熔融狀態(tài)(在鋅、鉛冷凝的情況下須將其再熔融，然后保持鋅、鉛為熔融的狀態(tài))，流下進(jìn)入錠模14內(nèi)，在錠模14內(nèi)固化，成為錠塊。
本發(fā)明的第8實(shí)施例中，如圖4所示，爐3是由一端開放的回轉(zhuǎn)爐構(gòu)成，由軸承18支承并可旋轉(zhuǎn)。由于回轉(zhuǎn)爐3，材料得以攪拌，其結(jié)果是，能使材料混合，材料均勻加熱，快速的材料加熱。爐3被收容在作為靜止構(gòu)件的絕熱套19內(nèi)，利用加熱器9從爐3的外部加熱(例如，700℃以上)。來自料斗10的廢棄物和還原劑的團(tuán)塊11，當(dāng)設(shè)在料斗10下部的閥門20打開時(shí)，通過貫通絕熱套19的粉塵后從爐的開放端投入爐3內(nèi)。絕熱套19內(nèi)，用真空泵4使回收器5內(nèi)抽成大致真空(例如，10Torr以下)。更詳細(xì)地說，當(dāng)溫度為700℃的情況下，希望壓力在10-2Torr以下，當(dāng)壓力為10Torr的情況下，希望溫度在900℃以上。
爐子3通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置23進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。這種旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，為了降低旋轉(zhuǎn)速度，則希望是間歇旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。其理由是，如果速度快，粉塵、還原劑是非團(tuán)塊狀時(shí)，由于比重差還原劑容易冒出表面，只有還原劑在先進(jìn)行反應(yīng)，因此要防止這一現(xiàn)象出現(xiàn)。基本上，15分鐘內(nèi)旋轉(zhuǎn)1/4轉(zhuǎn)左右就能充分?jǐn)嚢?，可以防止只有還原劑的浮出。關(guān)于旋轉(zhuǎn)數(shù)，處理期間轉(zhuǎn)2～3圈就行。
在爐3的內(nèi)面設(shè)有螺旋狀的翼片24，翼片24在爐3旋轉(zhuǎn)時(shí)將投入內(nèi)部的材料送向出口。爐3是由回轉(zhuǎn)爐構(gòu)成，而且由翼片24自動(dòng)輸送材料，因此，可以對(duì)材料進(jìn)行連續(xù)處理。
從爐3的出口到回收器5的通路途中，分出通路21，用于將除去鋅、鉛的殘余鐵系材料取出，打開設(shè)在通路21上的閥門22即可取出鐵系材料，作為鐵源再循環(huán)。
鋅、鉛被回收到回收器5中。
以上，根據(jù)處理煉鋼粉塵的實(shí)施例說明了本發(fā)明的特征，但本發(fā)明還可以對(duì)其它的廢棄物，例如溶化的爐渣，進(jìn)行與煉鋼粉塵同樣的處理。而且，本發(fā)明還適用于含有其它重金屬的工業(yè)廢棄物或一般廢棄物、混凝土原料等的處理。
按照權(quán)利要求1的方法，由于投入還原劑后對(duì)廢棄物進(jìn)行真空加熱，因此可將鋅、鉛的氧化物還原成純金屬狀態(tài)后蒸發(fā)并回收，作為金屬原材料回收廢棄物中所含的大部分鋅、鉛，并再循環(huán)之。
按照權(quán)利要求2的方法，作為上述權(quán)利要求1效果的附加效果，由于含氧化物狀態(tài)的鋅、鉛的廢棄物和還原劑預(yù)先粉狀混合后形成團(tuán)塊，因此可防止細(xì)的粉塵或還原劑侵入泵和密封部件。
按照權(quán)利要求3的方法，作為上述權(quán)利要求1效果的附加效果，由于蒸發(fā)的鋅、鉛在大致呈真空的回收器中一旦熔融其后被固化，因此可使回收金屬(鋅、鉛等)錠塊化。
按照權(quán)利要求4的方法，作為上述權(quán)利要求1效果的附加效果，由于熔融鋅、鉛轉(zhuǎn)移到錠模的過程是在大致真空中進(jìn)行，因此可以防止熔融的鋅、鉛再氧化。
按照權(quán)利要求5的裝置，可獲得根據(jù)權(quán)利要求1的方法所得效果的效果。
按照權(quán)利要求6的裝置，作為權(quán)利要求5效果的附加效果，由于爐子是由回轉(zhuǎn)爐構(gòu)成，因此可以連續(xù)處理，通過爐子的旋轉(zhuǎn)還可進(jìn)行攪拌。
按照權(quán)利要求7的裝置，作為權(quán)利要求6效果的附加效果，由于爐子是由間歇回轉(zhuǎn)爐構(gòu)成，因此還原劑難以冒出表面，可防止只有還原劑在先進(jìn)行反應(yīng)。
以下簡(jiǎn)單地說明附圖。
圖1是實(shí)施例本發(fā)明第1、2、4實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理方法的裝置的概略截面圖。
圖2是實(shí)施本發(fā)明第3實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理方法的裝置的概略截面圖。
圖3所示曲線表示本發(fā)明第4實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理方法的試驗(yàn)結(jié)果。
圖4是表示用本發(fā)明第5實(shí)施例的方法團(tuán)塊化的材料的、本發(fā)明第8實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理裝置的概略截面圖。
圖5是實(shí)施本發(fā)明第6實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理方法的裝置的概略截面圖。
圖6是圖5裝置的回收器和錠模的連接部位的放大截面圖。
圖7是實(shí)施本發(fā)明第7實(shí)施例的含氧化物的廢棄物處理方法的裝置的概略截面圖。
圖中符號(hào)說明如下。
1含氧化物的廢棄物，例如煉鋼粉塵2還原劑3熱處理爐4真空泵5回收器9加熱器10材料投入設(shè)備(料斗)11團(tuán)塊12加熱器13水冷管
14錠模15金屬密封片16高頻線圈17套箱19絕熱材料套20、22閥門23旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置24翼片
權(quán)利要求
1.一種含有氧化物的廢棄物的處理方法，它包括以下工序?qū)⒑趸餇顟B(tài)的鋅、鉛的廢棄物和還原劑裝入熱處理爐中的工序，和然后對(duì)熱處理爐內(nèi)抽真空并同時(shí)加熱，在大致呈真空中將鋅、鉛的氧化物還原的同時(shí)，使處于純金屬狀態(tài)的鋅、鉛蒸發(fā)并用與熱處理爐連通的回收器將其回收的工序。
2.權(quán)利要求1所述的含氧化物的廢棄物的處理方法，其中，將上述含氧化物狀態(tài)的鋅、鉛的廢棄物和還原劑預(yù)先進(jìn)行粉狀混合后使其形成團(tuán)塊。
3.權(quán)利要求1所述的含氧化物的廢棄物的處理方法，其中，蒸發(fā)的鋅、鉛在大致呈真空的上述回收器中一旦熔融，然后將其固化。
4.權(quán)利要求3所述的含氧化物的廢棄物的處理方法，其中，鋅、鉛的再熔融是在上述回收器中進(jìn)行，固化是在與回收器不同的另一個(gè)錠模中進(jìn)行，從上述回收器到上述錠模的鋅、鉛的轉(zhuǎn)移是在大致真空中進(jìn)行的。
5.一種含氧化物的廢棄物的處理裝置，它包括爐子，和加熱上述爐子的加熱器，和將含有氧化物狀態(tài)的鋅、鉛的廢棄物和還原劑以分別或摻混狀態(tài)投入上述爐內(nèi)的廢棄物和還原劑的投入設(shè)備，和與上述爐子連通的、將在上述爐內(nèi)蒸發(fā)的鋅、鉛冷凝后回收的回收器，和與上述爐內(nèi)連通的真空泵。
6.權(quán)利要求5所述的含氧化物的廢棄物的處理方法，其中，上述爐子是由回轉(zhuǎn)爐構(gòu)成。
7.權(quán)利要求6所述的含氧化物的廢棄物的處理方法，其中，上述回轉(zhuǎn)爐是由間歇回轉(zhuǎn)爐構(gòu)成的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種從含氧化物狀態(tài)的鋅、鉛的廢棄物中除去并回收鋅、鉛的方法及裝置。其構(gòu)成為在含氧化物狀態(tài)鋅、鉛的廢棄物、如煉鋼粉塵中混入還原劑2后，裝入熱處理爐3內(nèi)，將爐3抽真空、加熱后還原鋅、鉛成為純金屬，并使之蒸發(fā)、回收。最好將廢棄物和還原劑混合、團(tuán)塊化后再投入爐3內(nèi)?；厥掌?中設(shè)有錠模14。最好將回收的鋅、鉛錠塊化。爐3優(yōu)選是回轉(zhuǎn)爐，優(yōu)選為間歇旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)爐。
文檔編號(hào)C22B7/02GK1147021SQ9610778
公開日1997年4月9日 申請(qǐng)日期1996年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月31日
發(fā)明者岡田裕二, 白川博一, 岡田政道, 原敏勝, 笹本博彥, 鈴木和弘 申請(qǐng)人:愛知制鋼株式會(huì)社, 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社, 豐金株式會(huì)社