富氧侧吹炉
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含铜污泥的处理及综合利用

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作者:宋工 手机13762275866   网址http://www.hnzzky.net

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1原料

含铜污泥主要产生于金属基本工业表面处理、印刷电路板、电镀及电线电缆废水处理过程。含铜污泥含水率一般在50%~85%由于重金属污泥的成分与天然矿产相近,且金属品位远远高于矿产开采品位,利用冶炼技术将铜、金属资源回收,既能降低污泥对环境的危害,又能降低金属资源的持续耗竭。

2原料预处理

含水大于50%且物理形态较差,不便于配料的污泥,需要进行干燥。干燥采用800-900气的热风顺流干燥,干燥后污泥含水35%-45%

干燥后物料送入逆流焙烧窑进行焙烧,污泥在逆流焙烧炉中经过预热、焙烧和冷却3个阶段。罗茨鼓风机将空气从逆流焙烧炉的底部送入炉内,使物料中的块煤(或炭精)充分燃烧,逆流焙烧炉烟气出口设置在顶部,烟气与物料逆向运动。进入逆流焙烧炉中的物料首先与焙烧烟气接触进行热交换,预热至一定温度,随着物料向下移动,燃料燃烧加热物料温度至800度,物料进行充分焙烧,蒸发物料中的水分,形成焙砂。在逆流焙烧炉下部,高温焙砂与从焙烧炉底部鼓入的空气充分接触进行换热,既能降低焙砂出炉温度,又能预热空气,充分利用焙砂余热,降低能耗。

3熔池熔炼

3.1熔池熔炼过程

焙砂、还原剂、熔剂经过配料后加至富氧侧吹浸没燃烧炉内,富氧空气(富氧浓度50%-70%,天然气和煤粉通过多支浸没在熔池中的多通道喷枪喷射到富氧侧吹浸没燃烧炉的熔池内。入炉物料落到熔池表面,由于喷枪喷入的高速气流,使熔池剧烈搅动,强化了熔池的传质传热过程,加速了反应,使固体物料快速熔化,入炉物料中的有机物剧烈燃烧O熔池温度高达1300~1350,控制熔池区处于弱还原性气氛。物料中的铜、等金属氧化物发生还原反应,生成金属,在炉底形成金属相,其他杂质和熔剂造渣冶炼渣型采用CaO-FeO-SiO2无害的三元渣系。

渣和熔融金属分别定期从渣放出口和金属放出口放出。渣通过渣水碎系统进行水碎,得到玻璃态水碎渣,可以作为建筑辅材进行外售。熔融金属通过溜槽流至浇铸机浇铸成金属锭,通过分离,得到黑铜或冰铜。该熔炼技术铜的回收率可以达到95%,渣含铜可控制在0.7%以下,熔炼烟尘含Zn大于40%,可以作为次氧化锌产品外售。

3.2熔池熔炼反应

熔池熔炼原料中可以搭配处理含铜废物、废催化剂、线路板等其他固体危废,还原剂可采用煤、炭精、废活性炭等,燃料可采用天然气、煤气、煤粉、废矿物油等有热值的危废,熔池熔炼根据原料成分的不同可以适当加入铁矿石、石英石或石灰石作为熔剂。由此可见,富氧侧吹浸没燃烧熔池熔炼工艺对原料及燃料等的适应性很强。

4烟气处理

熔池反应产生的CO在富氧侧吹浸没燃烧炉上部空间内与二次风充分燃烧,控制上升烟道出口烟气(干烟气)0浓度为6%~10%,温度约1250°C,送入余热锅炉,回收余热,并在余热锅炉内喷入尿素或氨水进行脱硝,然后经骤冷塔骤冷后,活性炭喷射,布袋收尘器收尘,再送入烟气脱硫系统处理,达标后外排。烟气处理系统不仅回收余热降低了能耗,还使得废气得到了有效处理,使其无害达标排放。

5工艺优势

采用富氧侧吹浸没燃烧熔池熔炼技术处理污泥等固体废物具有以下优势:

(1)工艺流程短,工艺自动化水平高,工人劳动强度小,作业环境好。

(2)工艺对物料的适应性强,可以处理各种污泥、残渣、废活性炭、废线路板、废液等多种工业废物,并能充分利用各种废物中的热值。

(3)采用浸没熔池熔炼,热效率高,熔炼温度高,熔炼反应充分,金属回收率高。

(4)能耗低。可以采用废活性炭、废液及其他含有热值的危废作为燃料,降低能耗。烟气温度高,采用余热锅炉进行余热回收利用,实现了能源流的循环利用。

(5)冶炼渣无害化,冶炼渣型采用CaO-FeO-Si?无害的三元渣系,该渣型流动性好,渣与金属分离效果好,冶炼渣属于一般固废,可用作建材或铺路。

(6)废水零排放,火法冶炼过程不产生废水,仅需补充少量水套冷却水和除盐水。

(7)废气集中环保排放。侧吹熔炼上升烟道出口温度达1200宅左右,有效地抑制了二噁英的生成。冶炼废气配有高效收尘、除二噁英、脱硫、脱硝系统,气体达标排放。

6结束语

经过近些年的应用实践,富氧侧吹浸没燃烧熔池熔炼技术已经相对成熟,在我国有色冶炼领域、固体废弃物无害化等方面有广阔的应用前景。利用该技术处理含铜污泥的工程试验陆续展开,以真正实现污泥等废弃物的无害化、资源化。


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