CN108411113B - 一种危险废物的资源再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种危险废物的资源再生方法，本方法以含金属的固态危险废物为原料，以有机液态危险废物为辅助燃料，以废活性炭或者残极等危险废物为还原剂，配以熔剂，在富氧侧吹炉中进行火法熔炼，物料中的有机物通过富氧燃烧高温分解产生热量，铜、镍及贵金属等在高温下被熔融还原形成粗金属熔体，铅、锌、锡等低熔点金属挥发进入烟尘回收，铁、铝、钙等金属与硅参与造渣反应形成熔渣，烟气经充分燃烧及处理后达标排放。粗金属熔体和熔渣在富氧侧吹炉炉缸沉降分离，粗金属熔体由炉缸底部的合金口排出铸锭产出粗金属锭，熔渣由合金口上方的渣口排出，经水淬产出水淬渣。本发明具有应用领域广、节能环保、劳动作业条件好、金属回收率高的优点。
Description
技术领域
本发明属于有色金属冶炼技术/危险废物处置相联合技术领域，具体而言，涉及一种危险废物的资源再生方法。
背景技术
随着科技及工业的发展，固液危险废料和工业废渣量也越来越多，对环境形成严重危害。另一方面，这些废弃物也是可再生利用的宝贵资源，例如部分危险废物含有大量有价金属，部分危险废物热值较高。因为国家对资源综合利用和企业的节能减排等提出更高要求，因此急需一种以综合利用各种危险废物为显著特征的生产方法。
行业俗称的有价固体危险废物主要是指金属含量大于3％的金属固体危险废物，其中多为各领域所产生的含铜废物、废电路板、废催化剂、有色金属冶炼废物等，其成分复杂，含铜、镍、铅、锌等多种有价金属。目前主要采用火法冶炼方法进行处理，其技术方案为在高温下将废料中的金属还原或造硫使之进入金属相或锍相，其成分与熔剂造渣或进入烟尘。
传统有价固废处理工业设备为鼓风炉。采用鼓风炉处理则需要预先对废料进行烧结，且必须采用价格较高的冶金焦作为还原剂，生产成本较高；此外，鼓风炉在生产过程中容易出现风口堵塞的现象，常常需要工人利用铁钎手动疏通风口，具有操作复杂、生产环境恶劣的缺点。针对传统处理方法的缺点，中国发明专利CN 101768670提出采用闪速炉和还原贫化电炉联合进行重金属物料熔炼，该方法对铅、锌、铜联合企业的废料处理具有独特优势，但闪速炉对原料的适应性比较差，要求原料含水低于0.8％，粒度要求小于1mm，苛刻的入炉条件导致原料预处理过程复杂，成本较高。
焚烧炉广泛应用于危废处置行业，可处理有机固态废物(如废活性炭、残极等)和有机液态废物(如废矿物油等)，通过二次燃烧能够解决有机物二噁英问题，但对有价固体危险废物还是无法处理，并且焚烧产生的渣仍属于危废，需要进一步固化填埋，还有就是焚烧炉鼓入的是空气，焚烧产生的废气量大。
发明内容
本发明的目的在于针对以上缺点进行改进，提供一种危险废物的资源再生方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种危险废物的资源再生方法，该方法包括以下步骤：
a、以有价固体危险废物(含金属的固态危险废物)作为原料，对原料进行预处理，使得原料粒度≤50mm，含水率5-15％；
b、将预处理后的原料和辅料、还原剂经配料后，共同加入富氧侧吹炉下料口；所述辅料包括石灰石和石英石；所述还原剂为废活性炭HW49、残极HW48中的一种或两种；通过配料控制入炉混合料中氯、溴含量均≤质量分数2％，控制熔渣中的Fe/SiO2＝质量比0.6～1.4，CaO/SiO2＝质量比0.2～0.8；
c、在富氧侧吹炉的一次风口鼓入富氧空气对熔渣进行强烈搅拌，在燃烧器喷入液态有机危险废物燃烧供热，混合炉料在富氧侧吹炉内进行还原熔炼；
d、步骤c还原熔炼产生的粗金属熔体和熔渣在富氧侧吹炉炉缸沉降分离(可实现比较彻底的分离，从而降低渣中金属含量)，粗金属熔体由炉缸底部的合金口排出铸锭产出粗金属锭，熔渣由合金口上方的渣口排出，经水淬产出可用于建筑材料的水淬渣；
e、产生的废气进入二燃室进行二次充分燃烧，废气喷入尿素去除氮氧化物，然后经余热锅炉回收热量，再经急冷塔降温后喷入活性炭，经布袋除尘器除尘后，最后经废气喷淋脱酸吸收系统处理后，经排气烟囱达标排放，，由于使用了富氧空气代替了传统方法所使用的一般空气，本发明能够大幅度地减少废气量。
进一步地，所述步骤a中，所述的预处理根据有价固体危险废物不同的性质采取不同的方式，含水率高的物料先烘干再转运至储料仓备用；大块物料先破碎再转运至储料仓备用；粉状物料先制粒再转运至储料仓备用，从而控制各类原料粒度≤50mm，含水率5-15％，满足入炉条件。
进一步地，所述的燃烧器设置在富氧侧吹炉的一次风口和二次风口之间的高度位置，由水套开孔插入炉内，通过喷枪将液态有机危险废物喷入炉内燃烧供热。
进一步地，所述的二燃室，通过一个内嵌耐火材料的烟道与富氧侧吹炉入口段相连，其尺寸能保证烟气在1150℃的温度下＞2s的滞留时间，鼓入体积浓度为30～65％的富氧空气辅助燃烧，将进入这里的碳氢化合物进一步焚烧和分解，抑制二噁英等有害物质的产生。
进一步地，所述富氧侧吹炉一次风口富氧空气体积浓度为30～80％。
进一步地，所述还原熔炼用的还原剂(废活性炭、残极等危险废物)占混合料总质量的6～15％。
进一步地，熔炼过程，控制渣温1250～1350℃、金属熔体温度1150～1250℃。
进一步地，所述有价固体危险废物包括国家危险废物名录中的表面处理废物HW17、含铜废物HW22、废电路板HW49、废催化剂HW50、有色金属冶炼废物HW48；所述液态有机危险废物包括国家危险废物名录中的废矿物油与含矿物油废物HW08、废有机溶剂与含有机溶剂废物HW06。
本发明的有益效果是：本发明将金属冶炼和危废焚烧合一，解决有价固废的问题，同时又能处理废溶剂、废矿物油等有机液态危险废物，既能回收各种有价金属，又将渣处理成无害水渣，且尾气能充分燃烧干净，抑制二噁英等有害物质的产生。本发明具有应用领域广、节能环保、劳动作业条件好、金属回收率高的优点。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
通过下面的实施例可以对本发明作进一步的描述，但不作为对本发明权利要求保护范围的限制。
本发明提供的一种危险废物的资源再生方法，可同时处理有价固体危险废物(金属含量大于3％的金属固体危险废物)、液态有机危险废物、废活性炭/残极三大类危险废物，主要以含金属的固态危险废物(如，国家危险废物名录中的表面处理废物HW17、含铜废物HW22、、废电路板HW49、废催化剂HW50、有色金属冶炼废物HW48等)为原料，以有机液态危险废物(如，国家危险废物名录中的废矿物油与含矿物油废物HW08、废有机溶剂与含有机溶剂废物HW06等)为辅助燃料，以废活性炭(HW49)或者残极(HW48，电解铝行业产生的阴极炭块)等危险废物为还原剂。
该方法一种实现的实施例包括以下步骤：
a、对不同的有价固体危险废物进行不同形式的预处理，含铜废物和有色金属冶炼废物中含水高的有价污泥进厂卸料至料坑，由抓斗行车抓至料仓，通过转运皮带输送至干燥机，干燥后污泥通过皮带输送返回至料坑，再与含铜废物和有色金属冶炼废物中含水低的物料(例如冶炼烟尘)在料坑中用抓斗进行混料，控制含水率在12％左右，混料完毕后，再由抓斗抓至储料仓备用；废电路板进厂卸料、翻包机翻包后进入料仓，再由皮带输送至破碎机，破碎后废电路板由皮带输送至储料仓备用；废催化剂进厂卸料、翻包或拆桶后进入料仓，由皮带输送至储料仓备用；残极末和返回烟尘经制粒后皮带输送至储料仓备用；
b、将预处理后的混合固体废料100t与2.8t石灰石、1.5t石英石经配料后通过各自储料仓下的电子皮带秤加至汇总皮带，再由汇总皮带进入富氧侧吹炉炉顶的下料口；
c、一次风口鼓入氧气浓度60％的富氧空气对熔渣进行强烈搅拌，在搅拌过程中，原料、还原剂、溶剂得到了充分混合，燃烧器喷入废矿物油燃烧供热，混合炉料在1350℃进行还原熔炼，所用还原剂为残极10t；
d、侧吹炉还原熔炼产生的粗金属熔体和熔渣在富氧侧吹炉炉缸沉降分离，相比于传统方法，本发明利用鼓入富氧空气的强烈搅拌熔渣，使得物料的混合更均匀，金属与非金属的还原反应更充分，从而提高了金属的回收率；粗金属熔体由炉缸底部的合金口排出铸锭产出含铜72.38％的黑铜合金25.42t，熔渣由合金口上方的渣口排出，经水淬产出含铜0.52％的水淬渣42.83t；
e、产生的废气进入二燃室在氧气浓度40％的富氧空气助燃下进行二次充分燃烧，从而将废气中少量的VOCs及二噁英彻底焚毁，废气喷入尿素去除氮氧化物，然后经余热锅炉回收热量，再经急冷塔降温后喷入活性炭，经布袋除尘器除尘后，最后经废气喷淋脱酸吸收系统处理后，经排气烟囱达标排放。
Claims (6)
1.一种危险废物的资源再生方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a、以有价固体危险废物作为原料，对原料进行预处理，使得原料粒度≤50mm，含水率5-15%；
b、将预处理后的原料和辅料、还原剂经配料后，共同加入富氧侧吹炉下料口；所述辅料包括石灰石和石英石；所述还原剂为废活性炭HW49、残极HW48中的一种或两种；通过配料控制入炉混合料中氯、溴含量均≤质量分数2%，控制熔渣中的Fe/SiO2 =质量比0.6～1.4，CaO/SiO2=质量比0.2～0.8；
c、在富氧侧吹炉的一次风口鼓入富氧空气对熔渣进行强烈搅拌，在燃烧器喷入液态有机危险废物燃烧供热，混合炉料在富氧侧吹炉内进行还原熔炼；所述富氧侧吹炉一次风口富氧空气体积浓度为30～80%；
d、步骤c还原熔炼产生的粗金属熔体和熔渣在富氧侧吹炉炉缸沉降分离，粗金属熔体由炉缸底部的合金口排出铸锭产出粗金属锭，熔渣由合金口上方的渣口排出，经水淬产出可用于建筑材料的水淬渣；
e、产生的废气进入二燃室进行二次充分燃烧，废气喷入尿素去除氮氧化物，然后经余热锅炉回收热量，再经急冷塔降温后喷入活性炭，经布袋除尘器除尘后，最后经废气喷淋脱酸吸收系统处理后，经排气烟囱达标排放；所述的二燃室，通过一个内嵌耐火材料的烟道与富氧侧吹炉入口段相连，其尺寸能保证烟气在1150 ℃的温度下＞2s的滞留时间，鼓入体积浓度为30～65%的富氧空气辅助燃烧，将进入这里的碳氢化合物进一步焚烧和分解，抑制二噁英等有害物质的产生。
2.根据权利要求1所述的一种危险废物的资源再生方法，其特征在于：所述步骤a中，所述的预处理根据有价固体危险废物不同的性质采取不同的方式，含水率高的物料先烘干再转运至储料仓备用；大块物料先破碎再转运至储料仓备用；粉状物料先制粒再转运至储料仓备用，从而控制各类原料粒度≤50mm，含水率5-15%，满足入炉条件。
3.根据权利要求1所述的一种危险废物的资源再生方法，其特征在于：所述的燃烧器设置在富氧侧吹炉的一次风口和二次风口之间的高度位置，由水套开孔插入炉内，通过喷枪将液态有机危险废物喷入炉内燃烧供热。
4.根据权利要求1所述的一种危险废物的资源再生方法，其特征在于：所述还原熔炼用的还原剂占混合料总质量的6～15%。
5.根据权利要求1所述的一种危险废物的资源再生方法，其特征在于：熔炼过程，控制渣温1250～1350℃、金属熔体温度1150～1250℃。
6.根据权利要求1所述的一种危险废物的资源再生方法，其特征在于：所述有价固体危险废物包括国家危险废物名录中的表面处理废物HW17、含铜废物HW22、废电路板HW49、废催化剂HW50、有色金属冶炼废物HW48；所述液态有机危险废物包括国家危险废物名录中的废矿物油与含矿物油废物HW08、废有机溶剂与含有机溶剂废物HW06。
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