CN108998661A - 一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了环保系统技术领域的一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺，将含铜、镍污泥添加少量石灰与无烟煤粉按比例混合搅拌均匀，经制粒机制粒后，由喂料装置均匀从窑顶加入进入立式烘干窑，靠自重下移；将得到的烧结块与废残极、石英石、石灰石、有色金属冶炼废物、焚烧处置残渣等无机危险废物一起连续从富氧侧吹熔炼炉炉顶加入；将得到的炉渣从富氧侧吹熔炼炉中排出后，进入到贫化电炉，经过贫化电炉的再热及澄清分离后，渣中机械夹带的铜镍得到再一次澄清分离，炉渣从贫化电炉中排出进行水淬成为水淬渣；将产生的烟气经过余热回收、骤冷、布袋收尘、脱硫、脱硝、脱氟氯等工序处理后可实现达标排放。
Description
技术领域
本发明涉及危废处理技术领域，具体涉及一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺。
背景技术
含铜、含镍污泥主要来自于金属冶炼、金属加工、机械加工、PCB电路板蚀刻、工业电镀等行业重金属废水处理系统，由于废水来源广、种类多、成分复杂，其处理方法也是多种多样，其中以石灰乳中和沉淀法应用最广泛和最为成熟，随着工业行业产能的不断攀升，含铜、含镍污泥的量正在不断增加。这类污泥中N、P、K和有机质及重金属Ni、Cd、Pb、Zn、Cu、Cr、As、Hg含量较高，若不能合理处置，将造成环境的二次污染；近年来，国家环保法律法规愈趋完善，要求越来越严格，含铜、含镍重金属污泥的处理处置无疑给企业环保带来了巨大的压力，含铜、镍污泥中金属若不能有效回收，同时也将造成资源的巨大浪费。
含铜、含镍污泥资源化处置方式包括湿法和火法两种，湿法处理由于工艺流程复杂、设备多、废水处理难以达标、处理成本高等缺陷而未能得到推广和应用，目前市场上对于含铜、镍污泥的资源化回收方式主要以火法还原熔炼为主。
火法还原熔炼主要采用回转式干燥窑脱水、制团、鼓风炉熔炼
三段法对铜、镍污泥进行处理。第一步：高含水污泥采用回转式干燥窑进行预脱水，污泥含水由75%降低至35%左右；第二步：预脱水后污泥、石灰、水按一定比例进行混合并采用制团机将混合料压制成团；第三步：与焦炭、石英石、石灰石、铁矿石等按一定比例在以空气为助燃风条件下进行还原熔炼。该工艺工艺流程长、产生大量烟尘、能耗和生产成本较高、床能力低。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种工艺流程紧凑、粉尘率低、烟气量小、能耗低、床能力高的立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺。
本发明采用如下技术方案：
一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺，具体包括以下步骤：
S1，将含铜、镍污泥添加少量石灰与无烟煤粉按比例混合搅拌均匀，经制粒机制粒后，由喂料装置均匀从窑顶加入进入立式烘干窑，靠自重下移；
S2，将步骤1得到的烧结块与废残极、石英石、石灰石、有色金属冶炼废物、焚烧处置残渣等无机危险废物一起连续从富氧侧吹熔炼炉炉顶加入；
S3，将步骤2得到的炉渣从富氧侧吹熔炼炉中排出后，进入到贫化电炉，经过贫化电炉的再热及澄清分离后，渣中机械夹带的铜镍得到再一次澄清分离，炉渣从贫化电炉中排出进行水淬成为水淬渣；
S4，将步骤2产生的烟气经过余热回收、骤冷、布袋收尘、脱硫、脱硝、脱氟氯等工序处理后可实现达标排放。
作为优选地，在S1中，助燃空气由下部及侧面鼓入，同物料中无烟煤燃烧产生热风，热风向上通过颗粒之间的空隙流动，同颗粒的表面进行热交换。
作为优选地，在S1中，在煅烧烧结带，物料在850℃下焙烧、预还原、提升单质金属含量。
作为优选地，在S1中，形成烧结块后，在立式烘干窑下部冷却卸出，烧结块出料温度≤100℃，烧结块作为富氧侧吹熔炼炉的炉料。
作为优选地，在S1中，立式烘干窑出口烟气温度为200℃-350℃。
作为优选地，在S2中，含氧在25~30%的富氧空气从富氧侧吹熔炼炉两侧风口送入，熔炼过程中，废残极与富氧空气反应燃烧放出的热量使炉料熔化，同时形成一定的还原气氛。
作为优选地，在S2中，使熔体过热以使得锌和其它易挥发的有色金属及其化合物挥发进入气相，熔剂从熔融的合金中去除固态的金属包裹物和金属杂质，炉料中Cu和其它金属大部分呈游离态或合金形态存在，易于被还原，最终得到铜镍合金和炉渣，实现炉料熔炼过程。
作为优选地，在S2中，熔炼产生的铜镍合金和炉渣在风口下的熔池中沉淀分离，到达炉缸后分成铜镍合金和炉渣两层，通过炉缸虹吸口，铜镍合金和炉渣分别连续排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺，利用本发明工艺对危废物料处理的炉渣全部玻璃化，且炉渣中含金属低，金属回收率高；熔炼迅速，鼓入的富氧空气对熔体进行剧烈搅拌，炉料在液体中迅速完成气、液、固三相间主要反应；熔炼过程简便，操作方便，炉内液面稳定可调；综合能耗低，节能效果好，炉子封密性好；风量小，系统功耗低，烟尘率低；床能力高，一般可达到65t/m².d；本发明提供了提供一种工艺流程紧凑、粉尘率低、烟气量小、能耗低、床能力高的立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如附图1所示，本发明提出了一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺，包括如下步骤：
S1，将含铜、镍污泥添加少量石灰与无烟煤粉按比例混合搅拌均匀，经制粒机制粒后，由喂料装置均匀从窑顶加入进入立式烘干窑，靠自重下移；助燃空气由下部及侧面鼓入，同物料中无烟煤燃烧产生热风，热风向上通过颗粒之间的空隙流动，同颗粒的表面进行热交换；在煅烧烧结带，物料在850℃下焙烧、预还原、提升单质金属含量，形成烧结块后，在立式烘干窑下部冷却卸出，烧结块出料温度≤100℃，烧结块作为富氧侧吹熔炼炉的炉料；立式烘干窑出口烟气温度为200℃-350℃。
S2，将步骤1得到的烧结块与废残极、石英石、石灰石、有色金属冶炼废物、焚烧处置残渣等无机危险废物一起连续从富氧侧吹熔炼炉炉顶加入；含氧在25~30%的富氧空气从富氧侧吹熔炼炉两侧风口送入，熔炼过程中，废残极与富氧空气反应燃烧放出的热量使炉料熔化，同时形成一定的还原气氛，一般不需要在炉中造成强还原气氛；并使熔体过热以使得锌和其它易挥发的有色金属及其化合物挥发进入气相，熔剂从熔融的合金中去除固态的金属包裹物和金属杂质，炉料中Cu和其它金属大部分呈游离态或合金形态存在，易于被还原，最终得到铜镍合金和炉渣，实现炉料熔炼过程；熔炼产生的铜镍合金和炉渣在风口下的熔池中沉淀分离，到达炉缸后分成铜镍合金和炉渣两层，通过炉缸虹吸口，铜镍合金和炉渣分别连续排出。
S3，将步骤2得到的炉渣从富氧侧吹熔炼炉中排出后，进入到贫化电炉，经过贫化电炉的再热及澄清分离后，渣中机械夹带的铜镍得到再一次澄清分离，炉渣从贫化电炉中排出进行水淬成为水淬渣。
S4，将步骤2产生的烟气经过余热回收、骤冷、布袋收尘、脱硫、脱硝、脱氟氯等工序处理后可实现达标排放。
本发明提出了一种工艺流程紧凑、粉尘率低、烟气量小、能耗低、床能力高的立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺，利用本发明工艺对危废物料处理的炉渣全部玻璃化，且炉渣中含金属低，金属回收率高；熔炼迅速，鼓入的富氧空气对熔体进行剧烈搅拌，炉料在液体中迅速完成气、液、固三相间主要反应；熔炼过程简便，操作方便，炉内液面稳定可调；综合能耗低，节能效果好，炉子封密性好；风量小，系统功耗低，烟尘率低；床能力高，一般可达到65t/m².d。
本发明主要应用于含铜镍污泥、废催化剂、飞灰、含铜冶炼粉尘、冶炼残渣、废线路板、有机熔剂、废活性炭等工业危险废弃物的综合无害化、资源化回收。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种有机固废低温无氧碳化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将含铜、镍污泥添加少量石灰与无烟煤粉按比例混合搅拌均匀，经制粒机制粒后，由喂料装置均匀从窑顶加入进入立式烘干窑，靠自重下移；
S2，将步骤1得到的烧结块与废残极、石英石、石灰石、有色金属冶炼废物、焚烧处置残渣等无机危险废物一起连续从富氧侧吹熔炼炉炉顶加入；
S3，将步骤2得到的炉渣从富氧侧吹熔炼炉中排出后，进入到贫化电炉，经过贫化电炉的再热及澄清分离后，渣中机械夹带的铜镍得到再一次澄清分离，炉渣从贫化电炉中排出进行水淬成为水淬渣；
S4，将步骤2产生的烟气经过余热回收、骤冷、布袋收尘、脱硫、脱硝、脱氟氯等工序处理后可实现达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺，其特征在于，在S1中，助燃空气由下部及侧面鼓入，同物料中无烟煤燃烧产生热风，热风向上通过颗粒之间的空隙流动，同颗粒的表面进行热交换。
3.根据权利要求1所述的一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺，其特征在于，在S1中，在煅烧烧结带，物料在850℃下焙烧、预还原、提升单质金属含量。
4.根据权利要求1所述的一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺，其特征在于，在S1中，形成烧结块后，在立式烘干窑下部冷却卸出，烧结块出料温度≤100℃，烧结块作为富氧侧吹熔炼炉的炉料。
5.根据权利要求4所述的一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺，其特征在于，在S1中，立式烘干窑出口烟气温度为200℃-350℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺，其特征在于，在S2中，含氧在25~30%的富氧空气从富氧侧吹熔炼炉两侧风口送入，熔炼过程中，废残极与富氧空气反应燃烧放出的热量使炉料熔化，同时形成一定的还原气氛。
7.根据权利要求6所述的一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺，其特征在于，在S2中，使熔体过热以使得锌和其它易挥发的有色金属及其化合物挥发进入气相，熔剂从熔融的合金中去除固态的金属包裹物和金属杂质，炉料中Cu和其它金属大部分呈游离态或合金形态存在，易于被还原，最终得到铜镍合金和炉渣，实现炉料熔炼过程。
8.根据权利要求7所述的一种立式烘干窑烧结联合富氧侧吹熔炼工艺，其特征在于，在S2中，熔炼产生的铜镍合金和炉渣在风口下的熔池中沉淀分离，到达炉缸后分成铜镍合金和炉渣两层，通过炉缸虹吸口，铜镍合金和炉渣分别连续排出。
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