Proceso de Waelz

El proceso Waelz es un método para recuperar zinc y otros metales con puntos de ebullición relativamente bajos a partir de residuos metalúrgicos (normalmente polvo de chimenea de hornos de arco eléctrico ) y otros materiales reciclados mediante un horno rotatorio ( horno Waelz ).

El producto enriquecido con zinc se denomina óxido de waelz , y el subproducto de zinc reducido, escoria de waelz .

El concepto de utilizar un horno rotatorio para la recuperación de zinc por volatilización data de al menos 1888. ^{[ 1 ]} Edward Dedolph patentó un proceso en 1910. Posteriormente, la patente de Dedolph fue retomada y desarrollada por Metallgesellschaft (Fráncfort) con Chemische Fabrik Griesheim-Elektron , pero sin llegar a un proceso listo para la producción a escala industrial. En 1923, Krupp Grusonwerk desarrolló de forma independiente un proceso (1923), denominado proceso Waelz (del alemán Waelzen , en referencia al movimiento de los materiales en el horno); las dos empresas alemanas colaboraron posteriormente y mejoraron el proceso, comercializándolo bajo el nombre de Waelz-Gemeinschaft (Asociación Waelz en alemán). ^{[ 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), se peletiza típicamente 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 y se oxida en la fase gaseosa a óxido de zinc. El óxido de zinc se recoge de los gases de escape de la salida del horno mediante filtros/precipitadores electrostáticos/cámaras de sedimentación, etc. ^{[ 4 ] [ 3 ]}

El tamaño típico del horno es de 50 x 3,6 metros (164 x 12 pies) de largo / diámetro interno, con una velocidad de rotación de alrededor de 1 rpm. El polvo recuperado ( óxido de Waelz ) está enriquecido en óxido de zinc y es un producto de alimentación para las fundiciones de zinc; el subproducto de zinc reducido 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 ]} También hay compuestos halogenados presentes en el óxido del producto. ^{[ 6 ]} 

El mayor uso de acero galvanizado ha dado lugar a un aumento de los niveles de zinc en la chatarra de acero, lo que a su vez conlleva mayores niveles de zinc en los polvos de combustión de los hornos de arco eléctrico . Desde el año 2000, el proceso Waelz se considera la " mejor tecnología disponible " para la recuperación de zinc de los polvos de combustión y 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 a partir del polvo de hornos de arco eléctrico (90%). ^{[ 8 ]}