Analysis of lead and zinc selective extraction process from EAF dust during carbothermic reduction

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The selective carbothermic reduction process of lead and zinc oxides from electric arc furnace (EAF) dust in the laboratory horizontal tubular electric furnace in an argon medium with excessive consumption of reducing agent (20 wt.%) during step heating with an exposure for 1 hour at each stage is analyzed. It is established that successive heating and exposure of EAF dust and a reducing agent mixture at temperatures of 1100 and 1200°C led to the removal of 96.8 and 99.9 rel.% of lead and zinc respectively from the dust. At the same time, iron content in the residue increased to 61.7 wt.%. It is calculated that the introduction of 15.5 wt.% carbon as a reducing agent is sufficient for the reduction of oxides in the considered EAF dust sample. It is experimentally confirmed that when condensate is deposited directly on gas outlet tube in the furnace in an inert medium, the product obtained is mainly in metallic form, while cooling the condensate in traps outside the furnace leads to the formation of lead and zinc oxides, which indicates the oxidation of the material during condensation with air access. The data of X-ray spectral microanalysis of condensate obtained in the furnace in an inert medium indicated the possibility of evaporation from EAF dust no more than 25 rel.% of lead oxide in the gas phase without prior reduction, as well as the fact that lead selective extraction from EAF dust with minimal associated zinc extraction should be carried out at temperatures below 1100°C.

About the authors

N. V Podusovskaya

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science RAS

Email: npodusovskaya@imet.ac.ru
Moscow

O. A Komolova

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science RAS

Moscow

K. V Grigorovich

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science RAS

Moscow

K. Yu Demin

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science RAS

Moscow

K. G Anisonyan

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science RAS

Moscow

References

  1. World steel in figures. 2024 [Электронный ресурс] / World Steel Association – URL: https://worldsteel.org/wp-content/uploads/World-Steel-in-Figures-2024.pdf. – (World steel in figures. 2024 [Electronic resource] / World Steel Association – URL: https://worldsteel.org/wp-content/uploads/World-Steel-in-Figures-2024.pdf.)
  2. Parsa Khanmohammadi Hazaveh. Purification of the leaching solution of recycling zinc from the hazardous electric arc furnace dust through an as-bearing jarosite / Parsa Khanmohammadi Hazaveh, Saeid Karimi, Fereshteh Rashchi, Saeed Sheibani // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2020. V.202. Art.110893.
  3. Trifunović, V. Investigation of hazardous waste. A case study of electric arc furnace dust characterization / V. Trifunović, S. Milić, L. Avramović, R. Jonović, V. Gardić, S. Đorđievski, Silvana Dimitrijević // Investigation of hazardous waste. 2022. V.76. Is.4. P.237–249.
  4. Топоркова, Ю.И. Обзор методов переработки пылей электродуговой плавки / Ю.И. Топоркова, Д. Блудова, С.В. Мамяченков, О.С. Анисимова // Металлургия и материаловедение. 2021. Т.25. №5. С.643–680. – (Toporkova, Yu.I. A review of processing methods for electric arc furnace dust / Yu.I. Toporkova, D. Bludova, S.V. Mamyachenkov, O.S. Anisimova // Metallurgy and materials science. 2021. V.25. №5. P.643–680.)
  5. Романов, П.С. Рециклинг отходов металлургической промышленности как способ сбережения природных ресурсов и снижения экологической напряженности / П.С. Романов, И.П. Романова // Электр. научно-практический журнал «Синергия». 2016. №2. С.94–99. – (Romanov, P.S. Metals industry waste recycling as a way of preservation of natural resources and reduce environmental stress / P.S. Romanov, I.P. Romanovа // Electr. sci. pract. journal «Synergy». 2016. №2. P.94–99.)
  6. Kaya, M. Critical review on secondary zinc resources and their recycling technologies / M. Kaya, Sh. Hussaini, S. Kursunoglu // Hydrometallurgy. 2020. Art.105362.
  7. Jie Wang. Pyrometallurgical recovery of zinc and valuable metals from electric arc furnace dust – A review / Jie Wang, Yingyi Zhang, Kunkun Cui, Tao Fu, Jianjun Gao, Shahid Hussain, Tahani Saad AlGarni // Journal of Cleaner Production. 2021. Art.126788
  8. Подусовская, Н.В. Изучение селективного извлечения свинца и цинка из пыли ДСП при нагреве в печах сопротивления в токе аргона / Н.В. Подусовская, О.А. Комолова, К.В. Григорович, А.В. Павлов, В.В. Аксенова, Б.А. Румянцев, М.В. Железный // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2023. Т.66. №3. С.344–355. – (Podusovskaya, N.V. Lead and zinc selective extraction from EAF dust while heating in resistance furnace with flowing argon / N.V. Podusovskaya, O.A. Komolova, K.V. Grigorovich, A.V. Pavlov, V.V. Aksenova, B.A. Rumyantsev, M.V. Zheleznyi // Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2023. V.66. №3. P.344–355.)
  9. Полянский, Н.Г. Аналитическая химия элементов: Свинец / Н.Г. Полянский. – М. : Наука, 1986. 357 с. – (Polyansky, N.G. Analytical chemistry of elements: Lead / N.G. Polyansky. – Moscow : Nauka, 1986. 357 p.)
  10. Живописцев, В.П. Аналитическая химия элементов: Цинк / В.П. Живописцев, Е.А. Селезнева. М. : Наука, 1975. 106 с. – (Zhivopistsev, V.P. Analytical chemistry of elements: Zinc / V.P. Zhivopistsev, E.A. Selezneva. М. : Nauka, 1975. 106 p.)
  11. Большая Российская энциклопедия. Оксид цинка [Электронный ресурс] – URL: https://bigenc.ru/c/oksid-tsinka-88583a. – (The Great Russian Encyclopedia. Zinc oxide [Electronic resource] – URL: https://bigenc.ru/c/oksid-tsinka-88583a.)
  12. Большая Российская энциклопедия. Оксиды свинца [Электронный ресурс] – URL: https://bigenc.ru/c/oksidy-svintsa-fa0fdb. – (The Great Russian Encyclopedia. Lead oxides [Electronic resource] – URL: https://bigenc.ru/c/oksidy-svintsa-fa0fdb.)
  13. Справочник химика (в 7 томах) / Редкол.: Никольский Б.П. и др. 3-е изд., испр. – Л. : Химия, 1971. Т.2. 1168 с. – (Handbook of a chemist (in 7 volumes) / Edited by Nikolsky B.P. et al. 3rd ed., corrected. – Leningrad : Chemistry, 1971. V.2. 1168 p.)
  14. ГОСТ 10262–73. Цинка окись. Технические условия. – М. : Издательство стандартов, 1989. 17 с. – (GOST 10262–73. Zinc oxide. Technical specifications. – Moscow : Publishing House of Standards, 1989. 17 p.)
  15. Рабинович, В.А. Краткий химический справочник / В.А. Рабинович, З.Я. Хавин. – Л. : Химия, 1977. 376 с. – (Rabinovich, V.A. A brief chemical reference / V.A. Rabinovich, Z.Ya. Khavin. – Leningrad : Chemistry, 1977. 376 p.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».