El proceso Waelz es un método de recuperación de zinc y otros metales con puntos de ebullición relativamente bajos a partir de desechos metalúrgicos (normalmente polvo de chimeneas de hornos de arco eléctrico ) y otros materiales reciclados utilizando un horno rotatorio ( horno Waelz ).
El producto enriquecido con zinc se denomina óxido waelz y el subproducto de zinc reducido, escoria waelz .
El concepto de utilizar un horno rotatorio para la recuperación de zinc por volatilización data al menos de 1888. [1] Un proceso fue patentado por Edward Dedolph en 1910. Posteriormente, la patente de Dedpolph fue retomada y desarrollada por Metallgesellschaft (Frankfurt) con Chemische Fabrik Griesheim-Elektron pero sin conducir a un proceso listo para escala de producción. En 1923, Krupp Grusonwerk desarrolló de forma independiente un proceso (1923), llamado el proceso Waelz (del alemán Waelzen , una referencia al movimiento de los materiales en el horno); las dos empresas alemanas colaboraron más tarde y mejoraron el proceso comercializándolo bajo el nombre de Waelz-Gemeinschaft (en alemán, asociación Waelz). [2]
El proceso consiste en tratar material que contiene zinc, en el que el zinc puede estar en forma de óxido de zinc , silicato de zinc , ferrita de zinc , sulfuro de zinc junto con un reductor/combustible que contiene carbono, dentro de un horno rotatorio a 1000 °C a 1500 °C. [1] El material de alimentación del horno que comprende "residuos" de zinc, fundentes y reductor (coque) generalmente se granula antes de agregarlo al horno. [3] El proceso químico implica la reducción de compuestos de zinc a zinc elemental (punto de ebullición 907 °C) que se volatiliza, que se oxida en la fase de vapor a óxido de zinc. El óxido de zinc se recoge del escape de salida del horno mediante filtros/precipitadores electrostáticos/cámaras de sedimentación, etc. [4] [3]
El tamaño típico del horno es de 50 por 3,6 metros (164 por 12 pies) de largo/diámetro interno, con una velocidad de rotación de alrededor de 1 rpm. El polvo recuperado ( óxido de Waelz ) se enriquece con óxido de zinc y es un producto de alimentación para fundiciones de zinc, el subproducto reducido con zinc se conoce como escoria de Waelz . Las características subóptimas del proceso son el alto consumo de energía y la falta de recuperación de hierro (y escoria rica en hierro). [3] El proceso también captura otros metales de bajo punto de ebullición en el óxido de Waelz, incluidos plomo, cadmio y plata. [5] Los compuestos halógenos también están presentes en el óxido del producto. [6]
El aumento del uso de acero galvanizado ha dado lugar a mayores niveles de zinc en la chatarra de acero, lo que a su vez conduce a mayores niveles de zinc en los polvos de combustión de los hornos de arco eléctrico . A partir de 2000, el proceso Waelz se considera una " mejor tecnología disponible " para la recuperación de zinc de los polvos de combustión y el proceso se utiliza a escala industrial en todo el mundo. [7]
A partir de 2014, el proceso Waelz es el proceso preferido o más utilizado para la recuperación de zinc del polvo de horno de arco eléctrico (90%). [8]
Los procesos alternativos de producción y recuperación de zinc a escala experimental incluyen el tratamiento en solera rotatoria de polvo granulado que contiene zinc ( plantas Kimitsu , Nippon Steel); [9] [10] el proceso SDHL (Saage, Dittrich, Hasche, Langbein), una modificación de eficiencia del proceso Waelz; [3] el "proceso DK", un proceso de alto horno modificado que produce arrabio y polvo de zinc (óxido) a partir de polvos de alto horno, lodos y otros desechos; [11] y el proceso PRIMUS (horno de volatilización de zinc de múltiples etapas). [12] [13]
