Thu hồi kim loại từ xỉ, bụi, chất thải lò cao

Quy trình công nghệ và vận hành

– Chức năng: xử lý xỉ, bụi, chất thải lò luyện thiếc, kẽm, đồng,.. nhằm thu hồi các kim loại tương ứng.

– Tổng công suất 48 tấn/ngày, tương đương 2,0 tấn/giờ.

– Thời gian hoạt động 24 giờ/ngày.

– Số lượng: 01 hệ thống.

Hệ thống tái chế, thu hồi tại nhà máy

Thuyết minh quy trình công nghệ hệ thống

Thành phần xỉ, bụi lò cao trong các nhà máy luyện kim loại màu còn chứa một lượng các kim loại màu chưa được thu hồi được như Zn, Cu, Ni, Pb, Sn,..

1. Quá trình hoà tách:

Thực hiện các phản ứng hoá học để hoà tan các kim loại màu tồn tại trong bụi, xỉ vào dung dịch.

+ Khi cần thu hồi kim loại dưới dạng muối: Dung dịch hoà tách có thể là dung dịch axit H2SO4.

Các phản ứng hoá học xảy ra

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H20

FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O

PbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

+ Khi cần thu hồi kim loại dưới dạng oxit kim loại: dung dịch hoà tách là NH4OH. Các phản ứng hoá học xảy ra:

ZnO + 4NH3 + H2O = (NH3)Zn(OH)2

NiO + 4NH3 + H2O = (NH3)4Ni(OH)2

CuO + 4NH3 + H2O = (NH3)Cu(OH)2

CdO + 4NH3 + H2O = (NH3)Cd(OH)2

PbO + 4NH3 + H2O = (NH3)4Pb(OH)2

2. Lọc:

Dung dịch hoà tách được tách bã bùn nhờ thiết bị lọc ép khung bản;

Phần bã lọc sau khi rửa sạch được phối trộn với nguyên liệu và đưa về lò luyện để tận thu các kim loại còn lại trong bã lọc; phần dung dịch sau lọc được chuyển sang làm sạch

3. Làm sạch:

Dung dịch sau lọc cho phản ứng với bột kim loại (Zn) để tạo thành muối kim loại cần thu hồi (ZnSO4), đồng thời tách kim loại còn lại dưới dạng tự do (Cu, Pb, Cd)

CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4

NiSO4 + Zn = Ni + ZnSO4

CdSO4 + Zn = Cd + ZnSO4

(NH3)4Ni(OH)2 + Zn = Ni + (NH3)4Zn(OH)2

(NH3)4Cu(OH)2 + Zn = Cu + (NH3)4Zn(OH)2

(NH3)4Cd(OH)2 + Zn = Cd + (NH3)4Zn(OH)2

(NH3)4Pb(OH)2 + Zn = Pb + (NH3)4Zn(OH)2

Hệ thống thu hồi kim loại từ xỉ, bụi, chất thải lò cao

4. Thu hồi:

Lọc và đun cô dung dịch làm sạch, thu được muối kim loại (ZnSO4) hoặc oxit kim loại (ZnO) và đóng bao; còn kết tủa thu được (chứa Cu, Ni, Cd) được đưa ra qua hệ thống tách từng kim loại một

(NH3)4Zn(OH)2 = ZnO + 4NH3 + H2O

Trong trường hợp cần thu hồi kim loại, thực hiện điện phân dung dịch sau làm sạch,

Trong bể điện phân, cực âm được làm từ chính các kim loại cần thu hồi như đồng, kẽm, thiếc,… Cực dương làm bằng titan phù hợp kim MMO (Mixed metal oxide).

Bằng cách chỉnh cường độ dòng điện và chế độ tuần hoàn nước trong bể ta có thể thu được sản phẩm bám chắc trên bản cực âm bằng cách nhấc bản cực âm khỏi bể điện phân, mang đi rửa và để khô, cho vào bao bì tương ứng và chuyển về lò luyện kim loại.

Dung dịch sau điện phân có hàm lượng ion kim loại thấp và chứa các axit/bazơ được quay lại để hoà tan xỉ bụi lò cho mẻ sau.

Theo sơ dồ công nghệ đã nêu, hiệu quả thu hồi và muối kim loại kẽm khoảng 30%; lượng kim loại chuyển về lò luyện kim khoảng 33%, còn lại là lượng chất thải quay về tái chế lần 2 (khoảng 37%).

Kim loại kẽm và muối kim loại kẽm thu hồi không chứa thành phần nguy hại; có độ tinh khiết đạt trên 90%