CN104451155B - 含有有机物的废旧金属的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有有机物的废旧金属的处理方法，包括：将含有有机物的废旧金属在熔炼炉内进行燃烧和熔炼处理，以便将含有有机物的废旧金属中的有机物和金属分离并分别得到烟气、金属和炉渣，其中熔炼炉包括：立式炉身、卧式炉底、喷嘴、熔池喷嘴和排烟通道，立式炉身内具有燃烧腔室；卧式炉底内具有熔炼腔室，卧式炉底的顶部与立式炉身的下端相连，以便熔炼腔室与燃烧腔室连通；喷嘴设在立式炉身的顶部；熔池喷嘴设在卧式炉底的侧壁上，以便向熔池内喷入燃料和氧气；以及排烟通道的下端与卧式炉底的顶部相连且与立式炉身间隔设置。采用上述方法可以显著提高处理效率，提高金属回收率，有效避免环境污染。

Description

含有有机物的废旧金属的处理方法

技术领域

本发明属于废旧金属回收领域，具体而言，本发明涉及含有有机物的废旧金属的处理方法。

背景技术

由于电子信息技术的快速发展，使得大量的电子产品被淘汰成为了废品，这其中废旧电路板是一种典型的电子废弃物，一方面，电路板中含有玻璃纤维、强化树脂、塑料和多种金属，例如铁、铝和有经济价值的铜、锡、贵金属等再生资源，另一方面，电路板中还含有大量有毒有害的化学物质，处理不当可能会对空气、水体和土壤造成重度污染。因此，如何有效的对废弃电路板等电子废弃物进行无害化回收处理，已经成为当前关系到我国经济、社会和环境可持续发展及我国再生资源回收利用方面一个亟待解决的难题。然而，目前国内处理上述电子废弃物的方法多采用物理的重力分离方法、普通的燃烧方法或化学法，然而物理分离方法分离不彻底，分离效果难以保证，而普通的燃烧方法无法实现密闭，导致产生的大量有毒气体污染环境；化学法对水资源破坏较大，且工作环境恶劣。

目前处理上述大量的含有有机物的废旧金属的方法还有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种高效、无污染的含有有机物的废旧金属的处理方法。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种含有有机物的废旧金属的处理方法，包括：

将所述含有有机物的废旧金属在熔炼炉内进行燃烧和熔炼处理，以便将所述含有有机物的废旧金属中的有机物和金属分离并分别得到烟气、金属和炉渣，

所述熔炼炉包括：

立式炉身，所述立式炉身内具有燃烧腔室；

卧式炉底，所述卧式炉底内具有熔炼腔室，所述熔炼腔室的下部形成有熔池，所述卧式炉底的顶部与所述立式炉身的下端相连，以便所述熔炼腔室与所述燃烧腔室连通；

喷嘴，所述喷嘴设在所述立式炉身的顶部，以便从所述立式炉身的顶部向所述燃烧腔室内喷入所述含有有机物的废旧金属、氧气、燃料、熔剂；

熔池喷嘴，所述熔池喷嘴设在所述卧式炉底的侧壁上，以便向所述熔池内喷入煤和氧气；以及

排烟通道，所述排烟通道的下端与所述卧式炉底的顶部相连且与所述立式炉身间隔设置。

由此，通过将含有有机物的废旧金属在具有上述结构的熔炼炉内进行燃烧和熔炼处理，燃烧反应迅速，废旧金属中含有的有机物在喷入熔炼炉后迅速燃烧转化为烟气，进而与金属分离。由于熔炼炉的燃烧腔室内为空间结构，含有有机物和金属的混合物喷入后呈高度分散悬浮的状态，由此可以显著提高有机物和金属与氧化气体或还原气体的接触面积，进而提高燃烧效率和燃烧程度，进一步地，在燃烧腔室内被初步焙烧且与有机物分离的金属落入熔炼腔室内继续进行冶炼，由此可以得到纯度高的金属。通过采用本发明上述实施例的含有有机物的废旧金属的处理方法较传统的物理重力分选方法或者普通燃烧方法可以显著提高分离效率，提高金属回收率和金属纯度，并且有效减少空气污染。

在本发明一些实施例中，所述燃烧腔室内的温度1000～1300摄氏度。由此可以使得有机物充分燃烧并使二噁英充分分解，产生无毒烟气。

在本发明一些实施例中，所述熔池内的温度为1300～1600摄氏度。由此可以适于各种金属的冶炼，提高金属纯度。

在本发明一些实施例中，所述烟气的温度为大于1000摄氏度。由此可以保证二噁英被完全分解掉，使烟气无毒。

在本发明一些实施例中，上述含有有机物的废旧金属的处理方法进一步包括：

将所述烟气降温至800摄氏度；

将降温至800摄氏度的烟气在1秒内急冷至200摄氏度以下；

将所述烟气进行除尘处理，所述除尘处理采用喷淋、电除尘和布袋除尘中的至少一种。由此可以有效地对烟气进行降温和净化处理。

在本发明一些实施例中，将所述烟气降温至800摄氏度是通过将所述烟气用于余热回收而完成的。由此可以提高热利用率，降低分离成本。

在本发明一些实施例中，所述含有有机物的废旧金属是以平均粒径小于2.0毫米的颗粒的形式提供的。由此可以进一步提高该方法的适用性。

在本发明一些实施例中，上述含有有机物的废旧金属的处理方法进一步包括：将所述炉渣用于制备水泥，由此可以降低该方法的成本。

在本发明一些实施例中，所述熔炼炉内呈负压密闭状态，由此有效避免烟气外漏污染环境。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的熔炼炉的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种含有有机物的废旧金属的处理方法，包括：将含有有机物的废旧金属在熔炼炉内进行燃烧和熔炼处理，以便将含有有机物的废旧金属中的有机物和金属分离并分别得到烟气、金属和炉渣。

根据本发明的具体实施例，下面参考图1描述本发明上述实施例的用于处理含有有机物的废旧金属的熔炼炉。

根据本发明的具体实施例，熔炼炉100包括：立式炉身10，卧式炉底20，喷嘴30，熔池喷嘴40，排烟通道50。

其中，立式炉身10内具有燃烧腔室11；卧式炉底20内具有熔炼腔室21，熔炼腔室21的下部形成有熔池22，卧式炉底20的顶部与立式炉身10的下端相连，以便熔炼腔室21与燃烧腔室11连通；喷嘴30设在立式炉身10的顶部，以便从立式炉身10的顶部向燃烧腔室11内喷入含有有机物的废旧金属、氧气、燃料、熔剂；熔池喷嘴40设在卧式炉底20的侧壁上，以便向熔炼腔室21内的熔池22喷入煤和氧气；以及排烟通道50的下端与卧式炉底20的顶部相连且与立式炉身10间隔设置。

根据本发明的具体实施例，下面具体描述含有有机物的废旧金属在上述熔炼炉内进行的燃烧和熔炼处理。根据本发明的具体示例，首先从立式炉身10顶部的喷嘴30向燃烧腔室11内喷入含有有机物的废旧金属、氧气、燃料、熔剂，由此，在燃烧腔室11迅速发生燃烧反应，由此废旧金属中含有的有机物燃烧后产生烟气，并与金属分离开来，烟气从烟道排走后进行处理，金属落入熔炼腔室21内。同时从熔池喷嘴40向熔炼腔室21喷入煤和氧气，由此落入熔炼腔室21内的金属在存在熔剂和高温的条件下进行熔炼，并分别得到金属和炉渣。

由此，通过将含有有机物的废旧金属在具有上述结构的熔炼炉内进行燃烧和熔炼处理，燃烧反应迅速，废旧金属中含有的有机物在喷入熔炼炉后迅速燃烧转化为烟气，进而与金属分离。由于熔炼炉的燃烧腔室内为空间结构，含有有机物和金属的混合物喷入后呈高度分散悬浮的状态，由此可以显著提高有机物和金属与氧化气体或还原气体的接触面积，进而提高燃烧效率和燃烧程度，进一步地，在燃烧腔室内被初步焙烧且与有机物分离的金属落入熔炼腔室内继续进行冶炼，由此可以得到纯度高的金属。通过采用本发明上述实施例的含有有机物的废旧金属的处理方法较传统的物理重力分选方法或者普通燃烧方法可以显著提高分离效率，提高金属回收率和金属纯度，减少空气污染。

根据本发明的具体实施例，上述待处理的含有有机物的废旧金属是以粉末形式提供。由于目前处理含有有机物的废旧金属的方法多采用物理的重量分选方式进行，所以使得目前市场上在售的含有有机物的废旧金属均为粉末形式，并且其粒度达到-40～50目。根据本发明的具体实施例，本发明处理的原料可以为上述市售的含有有机物的废旧金属粉末，由此无需额外对原料进行加工处理，进而可以节省成本。根据本发明的具体示例，本发明待处理的含有有机物的废旧金属还可以是以平均粒径小于2.0毫米的颗粒的形式提供，其粒度大于市售的含有有机物的废旧金属粉末的粒度，由此可以进一步提高本发明上述实施例的处理含有有机物的废旧金属的方法的适用性。同时由于对粒度的要求降低了，还可以进一步降低处理成本。

根据本发明的具体实施例，上述发生燃烧反应的燃烧腔室11内的温度为1000～1300摄氏度。由此，可以使得废旧金属内含有的有机物燃烧后产生的烟气中二噁英被分解掉，进而使得烟气无毒，同时使废旧金属得到初步的冶炼。

根据本发明的具体实施例，上述通过喷嘴30向燃烧腔室11内喷入的氧气、燃料、熔剂并不受特别限制，例如氧气可以是纯氧、富氧或者空气；燃料可以是粉煤、油或天然气；熔剂可以是适于造渣的石灰石、石灰或石英石等。由此可以进一步提高本发明上述实施例的处理含有有机物的废旧金属的方法的适用性，降低成本。

根据本发明的具体实施例，通过熔池喷嘴40向熔炼腔室21喷入煤和氧气，由此落入熔炼腔室21内金属在存在熔剂和高温的条件下进行熔炼，并分别得到金属和炉渣。根据本发明的具体实施例，熔池内的温度达到1300～1600摄氏度，由此可以满足各种金属的冶炼。

根据本发明的具体实施例，例如处理的含有有机物的废旧金属来自电路板，而电路板中含有铜、金、银和锡等多种金属，由此通过向熔炼腔室21内的熔池22喷入油和氧气使得熔池内的温度达到1300～1600摄氏度，可以满足上述多种金属的冶炼要求，进而提高金属的回收率和纯度。根据本发明的具体实施例，上述回收得到的金属可以直接作为产品出售。

根据本发明的具体实施例，废旧电路板中还含有大量的玻璃纤维，玻璃纤维是很好的冶炼造渣原料，由此在冶炼过程中，玻璃纤维可以促进炉渣的形成，提高冶炼效率。根据本上述实施例的含有有机物的废旧金属的处理方法还可以进一步包括：将炉渣用于制备水泥。由此可以进一步提高废品的回收利用率，降低处理成本。

根据本发明的具体实施例，在燃烧腔室11内产生的烟气的温度为大于1000摄氏度。由此烟气中的二噁英被完全分解掉，进而使得烟气无毒，便于后续的降温、除尘和净化处理。

上述实施例的含有有机物的废旧金属的处理方法还可以进一步包括：将烟气降温至800摄氏度；将降温至800摄氏度的烟气在1秒内降温至200摄氏度以下；将烟气进行除尘处理，除尘处理采用喷淋、电除尘和布袋除尘中的至少一种。根据本发明的具体实施例，将烟气降温至800摄氏度可以通过将烟气用于余热回收而完成。进而可以提高热利用率，平衡处理成本。

通过上述方法完成了对烟气的降温和净化处理。根据本发明具体实施例，本发明首先通过将含有有机物的废旧金属在1000摄氏度以上的高温下燃烧，使得产生的烟气中二噁英完全分解，进而使得烟气无毒。并将高温的烟气用于余热回收而将温度降至800摄氏度，进一步地，本发明的发明人巧妙地将800摄氏度烟气1秒内降温至200摄氏度以下，由此可以有效避免二噁英的再次合成，进而有效地对烟气进行降温和除尘处理。

根据本发明的具体实施，本发明采用的熔炼炉内呈负压密闭状态。由此烟气不会泄露，避免对环境造成污染。使熔炼炉内呈负压密闭状态的方式并不受特别限制，例如可以在排烟通道的接近大气排放口处设置一台风机。通过该方式还可以使得熔炼炉内产生烟气顺利排出。

实施例

处理样品：市售电炉板粉末，粒径小于2.0毫米。

如图1所式，向立式炉身10顶部的喷嘴30向燃烧腔室11内喷入电路板粉末、富氧、焦炭、重油和熔剂，使得燃烧腔室11内呈氧化气氛，温度控制在1200摄氏度。进而电路板粉末在燃烧腔室11迅速发生燃烧反应，产生的烟气从烟道排走进入后续处理，金属落入熔炼腔室21内。同时从熔池喷嘴40向熔池22内喷入油和氧气，使得熔炼腔室21内的温度达到1400～1550摄氏度并形成还原环境，落入熔炼腔室21内的金属被熔炼，产出金属混合物和炉渣，其中电路板粉末中含有的玻璃纤维参与造渣并最终进入炉渣中。产出的温度高达1000摄氏度以上的烟气经第一次降温后温度降至800摄氏度左右，进一步经过急冷降温至200摄氏度以下，进而避免二噁英的产生，同时完成烟气的降温。进一步对降温后的烟气进行除尘处理，可以采用喷淋除尘、电除尘和布袋除尘中的一种或者多种联合除尘。

得到的炉渣主要成分为硅酸钙和硅酸亚铁，经破碎后用于制备水泥。金属混合物可以直接作为产品出售，其中铜品位达到80～98％，内含金、银和锡等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (1)

1.一种含有有机物的废旧金属的处理方法，其特征在于，包括：

将所述含有有机物的废旧金属在熔炼炉内进行燃烧和熔炼处理，以便将所述含有有机物的废旧金属中的有机物和金属分离并分别得到烟气、金属和炉渣，

所述熔炼炉包括：

立式炉身，所述立式炉身内具有燃烧腔室；

卧式炉底，所述卧式炉底内具有熔炼腔室，所述熔炼腔室的下部形成有熔池，所述卧式炉底的顶部与所述立式炉身的下端相连，以便所述熔炼腔室与所述燃烧腔室连通；

喷嘴，所述喷嘴设在所述立式炉身的顶部，以便从所述立式炉身的顶部向所述燃烧腔室内喷入所述含有有机物的废旧金属、氧气、燃料、熔剂；

熔池喷嘴，所述熔池喷嘴设在所述卧式炉底的侧壁上，以便向所述熔池内喷入燃料和氧气；以及

排烟通道，所述排烟通道的下端与所述卧式炉底的顶部相连且与所述立式炉身间隔设置，

其中，

所述燃烧腔室内的温度1000～1300摄氏度，

所述熔池内的温度为1300～1600摄氏度，

所述烟气的温度为大于1000摄氏度，

所述含有有机物的废旧金属的处理方法进一步包括：

将所述烟气降温至800摄氏度；

将降温至800摄氏度的烟气在1秒内降温至200摄氏度以下；

将所述烟气进行除尘处理，所述除尘处理采用喷淋、电除尘和布袋除尘中的至少一种，

将所述烟气降温至800摄氏度是通过将所述烟气用于余热回收而完成的，

所述含有有机物的废旧金属是以平均粒径小于2.0毫米的颗粒的形式提供的，

所述熔炼炉内呈负压密闭状态。