Caustic Roasting and Leaching of Electric Arc Furnace Dust

Abstract

AbstractAbstractElectric arc furnace (EAF) dust is produced when iron and steel scrap is remelted in an electric arc furnace. There are still significant problems associated with the pyrometallurgical and/or hydrometallurgical processes for the treatment of this dust. In the present research, the dust was roasted with caustic soda at low temperatures. It was found that the zinc ferrite (ZnFe2O4) in the dust was converted into sodium zincate (Na2ZnO2) and iron oxide (Fe2O3). In the subsequent dilute caustic leaching process both the zincite (ZnO) and the sodium zincate were soluble and the hematite was relatively insoluble. After roasting and leaching, the zinc recovery was found to be about 95%, while the majority of the iron oxide remained in the leach residue. The lead, cadmium and chromium recoveries were approximately 85, 89 and 37%, respectively, for roasting tests in which moisture was added. Without a moisture addition in roasting, the lead recovery decreased to 63% while the chromium recovery increased to 81%. Based on the experimental results, a hybrid low temperature roasting and dilute caustic leaching process followed by zinc cementation and electro winning is proposed and discussed. This proposed hybrid EAF dust treatment process provides some potential advantages in comparison to the other hybrid processes which have been described in the literature. © 1999 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved. Résumé La poussière de four à arc est produite lorsque le fer et l'acier recyclé sont refondus dans un four à arc. II y a encore des problémes importants associés avec les procédés pyrométallurgiques et/ou hydrométallurgiques du traitement de cette poussière. Lors de la présente recherche, on a grillé la poussière avec de la soude caustique à basse température. On a trouvé que la ferrite de zinc (ZnFe2O4) dans la poussière était convertie en zincate de sodium (Na2ZnO2) et an oxyde de fer (Fe2O3). Dans le procédé subséquent de lessivage caustique cliué, tant la zincite (ZnO) que le zincate de sodium étaient solubles alors que l'hématite était relativement insoluble. Après le grillage et le lessivage, on a trouvé que la récupération du zinc était d'environ 95% alors que la majorité de l'oxyde de fer demeurait dans le residu de lessivage. La recuperation du plomb, du cadmium et du chrome était approximativement de 85, 89 et 37%, respectivement, pour les assais de grillage dans lesquels on avait ajoute de l'humidite. Sans addition d'humidite lors du grillage, la recupereation du plomb s'est abaisere à 63% alors que la récupération du chrome a atteint 81%. En se basant sur les résultats expérimentaux, on propose et l'on discute d'un procedehybridge de grillage à basse température et de lessivage caustique dilué, suivi par la cementation du zinc et par l'extraction électrolytique. Ce procédé de traitement hybride de la poussière de four à arc, proposé ici, fourni certains avantages potentiels en comparaison avec les autres procédés hybridges décrits dans la litterature. © 1999 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.