公布日：2023.07.28
申請(qǐng)日：2023.04.26
分類號(hào)：C22B15/00(2006.01)I;C22B7/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及含銅廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法和設(shè)備。通過(guò)改進(jìn)的富氧頂吹熔融工藝，能夠直接將污泥作為原料進(jìn)行熔煉處理，無(wú)需對(duì)含銅污泥進(jìn)行造塊處理，不存在堵塞設(shè)備的問(wèn)題。通過(guò)熔煉，將含銅污泥中的銅氧化物還原為金屬銅，方便沉降于爐缸中進(jìn)行后續(xù)與爐渣分離。在富氧側(cè)吹或富氧頂吹工序中，含銅污泥不會(huì)跟隨煙氣進(jìn)入到后續(xù)的煙氣處理系統(tǒng)中。
權(quán)利要求書
1.基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一，烘干預(yù)處理，烘干含銅污泥，通過(guò)干燥將含銅污泥的水分含量降低至30％以下；步驟二，輻射熔煉，含銅污泥與原輔料在富氧空氣作用下進(jìn)行輻射熔煉，含銅污泥熔煉成含銅污泥熔體；步驟三，富氧頂吹熔池熔煉，含銅污泥熔體與加入的燃料及造渣劑共同進(jìn)入頂吹熔池區(qū)，噴槍插入到頂吹熔池中，鼓入的富氧空氣劇烈攪拌頂吹熔池，含銅污泥中的銅氧化物被加入的碳素等還原劑迅速還原，形成金屬銅沉降于爐缸；步驟四，出渣出銅，熔煉結(jié)束后，爐渣通過(guò)溜槽進(jìn)入水渣池中水淬得到水淬渣；粗銅經(jīng)出銅口經(jīng)溜槽進(jìn)入銅水包中鑄錠得到銅錠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法，其特征在于：所述步驟一中，烘干機(jī)為帶式干燥機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法，其特征在于：所述步驟二中，原輔料包括碳質(zhì)材料和造渣材料，碳質(zhì)材料和造渣材料破碎為粒度小于20mm的顆粒；碳質(zhì)材料包括焦炭、碳精、無(wú)煙煤；造渣原料包括石英砂、球團(tuán)礦、氧化鈣、氟化鈣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法，其特征在于：所述步驟二中，所述含銅污泥沿著輻射熔煉區(qū)爐底斜度向頂吹熔池區(qū)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法，其特征在于：輻射熔煉的熱源為電阻式發(fā)熱體，熱量通過(guò)輻射的方式進(jìn)入輻射熔融區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法，其特征在于：所述步驟三中，加入的造渣劑中的CaO、SiO2、CaF2與含銅污泥的FeO及SiO2發(fā)生造渣反應(yīng)，生成硅灰石或鐵橄欖石相的熔渣，熔渣與銅液于爐缸內(nèi)沉降分層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法，其特征在于：還包括煙氣處理，冶煉過(guò)程產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入煙氣處理系統(tǒng)，煙氣處理的過(guò)程包括降溫、除塵、脫硫、脫硝工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法，其特征在于：還包括針對(duì)爐缸和噴槍進(jìn)行冷卻的冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)包括循環(huán)水泵，除鹽水生產(chǎn)裝置、冷卻裝置，除鹽水生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的軟化水作為循環(huán)冷卻水，循環(huán)冷卻水在爐缸水冷套和冷卻裝置之間循環(huán)用于冷卻爐體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法，其特征在于：除含銅污泥以外的原料分別儲(chǔ)存在各自料倉(cāng)中，按照原料的配料比例，調(diào)整料倉(cāng)的下料閥門以控制出料速率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法，其特征在于：所述原料從料倉(cāng)出來(lái)后進(jìn)入稱量皮帶控制輸送的重量，通過(guò)上料皮帶加入到輻射熔煉區(qū)入口。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意在提供基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法和設(shè)備，無(wú)需繁雜的預(yù)處理工藝，以解決含銅污泥原料中銅資源高效回收的問(wèn)題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：基于富氧頂吹工藝熔融還原含銅污泥的方法，包括以下步驟：
步驟一，烘干預(yù)處理，烘干含銅污泥，通過(guò)干燥將含銅污泥的水分含量降低至30％以下；
步驟二，輻射熔煉，含銅污泥與原輔料在富氧空氣作用下進(jìn)行輻射熔煉，含銅污泥熔煉成含銅污泥熔體；
步驟三，富氧頂吹熔池熔煉，含銅污泥熔體與加入的燃料及造渣劑共同進(jìn)入頂吹熔池區(qū)，噴槍插入到頂吹熔池中，鼓入的富氧空氣劇烈攪拌頂吹熔池，含銅污泥中的銅氧化物被加入的碳素等還原劑迅速還原，形成金屬銅沉降于爐缸；
步驟四，出渣出銅，熔煉結(jié)束后，爐渣通過(guò)溜槽進(jìn)入水渣池中水淬得到水淬渣；粗銅經(jīng)出銅口經(jīng)溜槽進(jìn)入銅水包中鑄錠得到銅錠。
本方案的原理及優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)際應(yīng)用時(shí)能夠直接將污泥作為原料進(jìn)行熔煉處理，無(wú)需對(duì)含銅污泥進(jìn)行造塊處理，不存在堵塞設(shè)備的問(wèn)題。通過(guò)熔煉，將含銅污泥中的銅氧化物還原為金屬銅，方便沉降于爐缸中進(jìn)行后續(xù)與爐渣分離。在富氧側(cè)吹或富氧頂吹工序中，含銅污泥不會(huì)跟隨煙氣進(jìn)入到后續(xù)的煙氣處理系統(tǒng)中。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述步驟一中，烘干機(jī)為帶式干燥機(jī)。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述步驟二中，原輔料包括碳質(zhì)材料和造渣材料，碳質(zhì)材料和造渣材料破碎為粒度小于20mm的顆粒；碳質(zhì)材料包括焦炭、碳精、無(wú)煙煤；造渣原料包括石英砂、球團(tuán)礦、氧化鈣、氟化鈣。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述步驟二中，所述含銅污泥沿著輻射熔煉區(qū)爐底斜度向頂吹熔池區(qū)運(yùn)動(dòng)。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，輻射熔煉的熱源為電阻式發(fā)熱體，熱量通過(guò)輻射的方式進(jìn)入輻射熔融區(qū)。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述步驟三中，加入的造渣劑中的CaO、SiO2、CaF2與含銅污泥的FeO及SiO2發(fā)生造渣反應(yīng)，生成硅灰石或鐵橄欖石相的熔渣，熔渣與銅液于爐缸內(nèi)沉降分層。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，還包括煙氣處理，冶煉過(guò)程產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入煙氣處理系統(tǒng)，煙氣處理的過(guò)程包括降溫、除塵、脫硫、脫硝工序。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，還包括針對(duì)爐缸和噴槍進(jìn)行冷卻的冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)包括循環(huán)水泵，除鹽水生產(chǎn)裝置、冷卻裝置，除鹽水生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的軟化水作為循環(huán)冷卻水，循環(huán)冷卻水在爐缸水冷套和冷卻裝置之間循環(huán)用于冷卻爐體。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，除含銅污泥以外的原料分別儲(chǔ)存在各自料倉(cāng)中，按照原料的配料比例，調(diào)整料倉(cāng)的下料閥門以控制出料速率。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述原料從料倉(cāng)出來(lái)后進(jìn)入稱量皮帶控制輸送的重量，通過(guò)上料皮帶加入到輻射熔煉區(qū)入口。
（發(fā)明人：陳士朝;丁銀貴;張欣;管子豪;劉夢(mèng)瑤;宋瑋華;黃文;趙海）
