CN108007193A - 熔炼炉及采用该熔炼炉处理金属废弃物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了熔炼炉及采用该熔炼炉处理金属废弃物的方法，熔炼炉包括：熔炼炉本体，其内自上而下依次形成反应区和熔池区，反应区内沿熔池区中熔体的流动方向依次形成吹炼区和沉降区；熔炼烟道，其与沉降区的顶端相连通；物料入口，其设在吹炼区的顶端；第一风口，其设在吹炼区的侧壁上；第二风口，其设在熔炼烟道的侧壁上；喷风口，其设在吹炼区下方对应的熔池区的侧壁上；熔炼渣出口，其设在熔池区的侧壁上；以及熔体出口，其设在熔池区的侧壁上。采用该熔炼炉可以实现金属废弃物中有价金属的有效回收，从而实现有价金属的资源化利用，同时可以实现有机废弃物的充分燃烧，使其得以无害化处理。

Description

熔炼炉及采用该熔炼炉处理金属废弃物的方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体而言，本发明涉及一种熔炼炉及采用该熔炼炉处理金属废弃物的方法。

背景技术

近年来，随着我国工业化进程的不断推进，各类废弃物的产生量也在迅速增加。近60％废弃物都是以填埋方式被处置，此种粗放的方法不能保证无害化，更没做到资源化处理。另外还有湿法浸出法，回收废弃物中部分有价金属，此种方法金属回收率低，弃渣中仍含有较高有价金属。

因此，现有的处理废弃物的技术有待进一步改进。

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熔炼炉及采用该熔炼炉处理金属废弃物的方法，采用该熔炼炉可以实现金属废弃物中有价金属的有效回收，从而实现有价金属的资源化利用，同时可以实现有机废弃物的充分燃烧，使其得以无害化处理。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种熔炼炉。根据本发明的实施例，所述熔炼炉包括：

熔炼炉本体，所述熔炼炉本体内自上而下依次形成反应区和熔池区，所述反应区内沿所述熔池区中熔体的流动方向依次形成吹炼区和沉降区；

熔炼烟道，所述熔炼烟道与所述沉降区的顶端相连通；

物料入口，所述物料入口设在所述吹炼区的顶端；

第一风口，所述第一风口设在所述吹炼区的侧壁上；

第二风口，所述第二风口设在所述熔炼烟道的侧壁上；

喷风口，所述喷风口设在所述吹炼区下方对应的所述熔池区的侧壁上；

熔炼渣出口，所述熔炼渣出口设在所述熔池区的侧壁上；以及

熔体出口，所述熔体出口设在所述熔池区的侧壁上。

根据本发明实施例的熔炼炉通过在吹炼区的侧壁上布置第一风口，使得物料例如金属废弃物和有机废气经物料入口供给至熔炼炉内进行熔炼处理，并且在吹炼区下方对应的熔池区的侧壁上布置喷风口，可以对熔池进行搅拌，从而提高反应效率，然后所得熔体进入沉降区下方的熔池进行沉降，分离得到金属熔体和熔炼渣，从而实现有价金属的资源化利用，同时在熔炼烟道上布置第二风口，使得有机废弃物可以充分燃烧，从而实现其无害化处理。

另外，根据本发明上述实施例的熔炼炉还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述熔炼炉包括多个所述物料入口，所述多个物料入口间隔布置在所述吹炼区的顶端。

在本发明的一些实施例中，所述熔炼炉包括多个所述第一风口，所述多个第一风口在所述吹炼区的侧壁上间隔分布。由此，可以显著提高熔炼效率。

在本发明的一些实施例中，所述熔炼炉包括多个所述第二风口，所述多个第二风口在所述熔炼烟道的侧壁上间隔分布。由此，可以实现有机废弃物的充分燃烧。

在本发明的一些实施例中，所述熔炼炉包括多个所述喷风口，所述多个喷风口在所述熔池区的侧壁上间隔分布。由此，可以进一步提高熔炼效率。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述熔炼炉处理金属废弃物的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

将金属废弃物与有机废弃物、碳质还原剂、石灰石和赤铁矿混合后经所述物料入口供给至吹炼区，同时通过所述第一风口、第二风口和喷风口供给空气，使得所述碳质还原剂部分燃烧提供热量进行熔炼处理和沉降处理，以便得到金属熔体、熔炼渣和烟气。

根据本发明实施例的处理金属废弃物的方法通过采用上述熔炼炉，可以实现金属废弃物中有价金属的有效回收，从而实现有价金属的资源化利用，同时可以实现有机废弃物的充分燃烧，使其得以无害化处理。

另外，根据本发明上述实施例的处理金属废弃物的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述金属废弃物为脱锡后的废线路板。由此，可以实现有价金属的资源化利用。

在本发明的一些实施例中，所述有机废弃物为选自污泥、废活性炭、炭黑、热解残渣、废矿物油和裂解气中的至少一种。由此，可以进一步提高有价金属的资源化和有机废弃物的无害化处理。

在本发明的一些实施例中，所述熔炼处理的温度为1200～1600摄氏度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的熔炼炉的主视结构示意图；

图2是根据本发明再一个实施例的熔炼炉的左视结构示意图。

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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种熔炼炉。根据本发明的实施例，参考图1和2，该熔炼炉包括：熔炼炉本体100、熔炼烟道200、物料入口101、第一风口102、第二风口103、喷风口104、熔炼渣出口105和熔体出口106。

根据本发明的实施例，参考图1，熔炼炉本体100内自上而下依次形成反应区10和熔池区11，反应区10内沿熔池区11中熔体的流动方向依次形成吹炼区12和沉降区13，且适于使供给至熔炼炉本体内的物料依次进行熔炼处理和沉降处理，从而分离得到金属熔体和熔炼渣。

根据本发明的实施例，参考图1，熔炼烟道200布置在沉降区13的上端，且熔炼烟道200与沉降区13连通，且适于使得有机废弃物在熔炼烟道中充分燃烧，从而实现其无害化处理。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对熔炼烟道的长度进行选择，只要能实现有机废弃物的充分燃烧即可。

根据本发明的实施例，参考图1，物料入口101可以布置在吹炼区12的顶端，且适于将物料例如含有金属废弃物与有机废弃物、碳质还原剂、石灰石和赤铁矿的混合料供给至熔炼炉本体内。根据本发明的一个实施例，熔炼炉包括多个物料入口101，并且多个物料入口101间隔布置在吹炼区12的顶端。

根据本发明的实施例，第一风口102可以布置在吹炼区12的侧壁上，且适于向吹炼区供给富氧空气，以便使得物料中碳质还原剂部分燃烧供热使得物料进行熔炼处理。根据本发明的一个具体实施例，参考图1，可以包括多个第一风口102，且多个第一风口102在吹炼区12的侧壁间隔布置。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对多个第一风口的具体布置方式进行选择，只要能提高物料熔炼效率即可。

根据本发明的实施例，第二风口103可以布置在熔炼烟道200的侧壁上，且适于向熔炼烟道中供给空气，使得物料中有机废弃物充分燃烧，从而实现其无害化处理。根据本发明的一个具体实施例，参考图1，可以包括多个第二风口103，且多个第一风口103在吹炼区12的侧壁间隔布置。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对多个第二风口的具体布置方式进行选择，只要能实现物料中有机废弃物的充分燃烧即可。

根据本发明的实施例，参考图1，喷风口104设在吹炼区12下方对应的熔池区11的侧壁上，且适于向吹炼区下方的熔池区喷吹空气，以便不仅向熔池供给空气，而且可以搅动熔体中高温熔体，从而提高物料熔炼效率。具体的，参考图2，可以通过喷枪14向熔池区11中喷吹空气。根据本发明的一个具体实施例，参考图1，可以包括多个喷风口104，且多个喷风口104在吹炼区12下方对应的熔池区11的侧壁上间隔分布。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对多个喷风口的具体布置方式进行选择，只要能实现提高物料的熔炼效率即可。

根据本发明的实施例，参考图1，熔炼渣出口105可以设在熔池区11的侧壁上，且适于将熔炼炉内产生的熔炼渣排出熔炼炉。

根据本发明的实施例，参考图1，熔体出口106可以熔池区11的侧壁上，且适于将熔炼炉内产生的金属熔体排出熔炼炉。

根据本发明的实施例，可以在熔炼炉本体外壁上布置水冷装置，具体的，水冷形式可以采用全包围式，优选铜水套与钢水套相结合，从而提升了冷却强度，并且熔炼炉采用气封等手段，炉型密闭性良好。

根据本发明实施例的熔炼炉通过在吹炼区的侧壁上布置第一风口，使得物料例如金属废弃物和有机废气经物料入口供给至熔炼炉内进行熔炼处理，并且在吹炼区下方对应的熔池区的侧壁上布置喷风口，可以对熔池进行搅拌，从而提高反应效率，然后所得熔体进入沉降区下方的熔池进行沉降，分离得到金属熔体和熔炼渣，从而实现有价金属的资源化利用，同时在熔炼烟道上布置第二风口，使得有机废弃物可以充分燃烧，从而实现其无害化处理，并且本申请的熔炼炉尤其适用于处理具有一定毒性、腐蚀性、爆炸性等危险特性的废弃物。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述熔炼炉处理金属废弃物的方法。根据本发明的实施例，将金属废弃物与有机废弃物、碳质还原剂、石灰石和赤铁矿混合后经所述物料入口供给至吹炼区，同时通过所述第一风口、第二风口和喷风口供给空气，使得所述碳质还原剂部分燃烧提供热量进行熔炼处理和沉降处理，以便得到黑铜、熔炼渣和烟气。

具体的，首先将金属废弃物与有机废弃物、碳质还原剂、石灰石和赤铁矿进行混合配料，然后将所得混合料经吹炼区上端的物料入口供给至吹炼区，同时通过第一风口、第二风口和喷风口供给空气，使得混合料中的碳质还原剂部分燃烧提供热量使得金属废弃物和赤铁矿中的金属发生还原反应，并且伴随着有机废弃物的燃烧，吹炼区得到反应物料落入吹炼区下方的熔池区，在喷风口喷风作用下进行搅拌并进一步熔炼，得到的物料进入沉降区下方的熔池区发生沉降反应，分离得到黑铜和熔炼渣，并且熔炼过程中产生的烟气进入熔炼烟道中在第二风口供给空气的作用下进一步燃烧，从而实现有机废弃物的充分燃烧，并且经熔炼烟道排出。

根据本发明的实施例，金属废弃物可以为脱锡后的废线路板。由此，可以实现有价金属的资源化利用。

根据本发明的实施例，有机废弃物可以为选自污泥、废活性炭、炭黑、热解残渣、废矿物油和裂解气中的至少一种。由此，可以实现环境保护。

根据本发明的实施例，熔炼处理的温度可以为1200～1600摄氏度。具体的，本申请可以根据金属废弃物、有机废弃物、碳质还原剂、熔剂配比以及熔剂和有机废弃物的具体组成在1200～1600℃的熔炼温度范围内选择适宜的温度。

根据本发明实施例的处理金属废弃物的方法通过采用上述熔炼炉，可以实现金属废弃物中有价金属的有效回收，从而实现有价金属的资源化利用，同时可以实现有机废弃物的充分燃烧，使其得以无害化处理。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

将脱锡后的废线路板与有机废弃物(污泥、废活性炭、炭黑和热解残渣)、碳质还原剂(焦炭)和熔剂(石灰石和赤铁矿)混合后经物料入口供给至吹炼区，其中，脱锡后的废线路板与熔剂的质量比为6:4，通过第一风口、第二风口和喷风口供给空气，使得碳质还原剂部分燃烧提供热量进行熔炼处理(温度为1300～1350摄氏度)和沉降处理，得到黑铜、熔炼渣和烟气，经过检测熔炼渣中含铜小于0.7％，并且有机废弃物在炉内完全燃烧，出烟口烟气温度为1200～1400℃，烟气含氧量为7％-8％，反应区产生的烟气在炉内停留2秒以上。需要说明的是，上述实施例中参数仅针对一种来料配比，本申请可处理多种配比来料。

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须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 (9)

1.一种熔炼炉，其特征在于，包括：

熔炼炉本体，所述熔炼炉本体内自上而下依次形成反应区和熔池区，所述反应区内沿所述熔池区中熔体的流动方向依次形成吹炼区和沉降区；

熔炼烟道，所述熔炼烟道与所述沉降区的顶端相连通；

物料入口，所述物料入口设在所述吹炼区的顶端；

第一风口，所述第一风口设在所述吹炼区的侧壁上；

第二风口，所述第二风口设在所述熔炼烟道的侧壁上；

喷风口，所述喷风口设在所述吹炼区下方对应的所述熔池区的侧壁上；

熔炼渣出口，所述熔炼渣出口设在所述熔池区的侧壁上；以及

熔体出口，所述熔体出口设在所述熔池区的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，包括多个所述物料入口，所述多个物料入口间隔布置在所述吹炼区的顶端。

3.根据权利要求1或2所述的熔炼炉，其特征在于，包括多个所述第一风口，所述多个第一风口在所述吹炼区的侧壁上间隔分布。

4.根据权利要求3所述的熔炼炉，其特征在于，包括多个所述第二风口，所述多个第二风口在所述熔炼烟道的侧壁上间隔分布。

5.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，包括多个所述喷风口，所述多个喷风口在所述熔池区的侧壁上间隔分布。

6.一种采用权利要求1-5中任一项所述的熔炼炉处理金属废弃物的方法，其特征在于，包括：

将金属废弃物与有机废弃物、碳质还原剂、石灰石和赤铁矿混合后经所述物料入口供给至吹炼区，同时通过所述第一风口、第二风口和喷风口供给空气，使得所述碳质还原剂部分燃烧提供热量进行熔炼处理和沉降处理，以便得到黑铜、熔炼渣和烟气。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述金属废弃物为脱锡后的废线路板。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述有机废弃物为选自污泥、废活性炭、炭黑、热解残渣、废矿物油和裂解气中的至少一种。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述熔炼处理的温度1200～1600摄氏度。