CN111068915B

CN111068915B - 一种提纯炉渣中金属的方法

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Publication number: CN111068915B
Application number: CN201911172125.1A
Authority: CN
Inventors: 刘慧慧; 梁勇; 马刚平; 杨婷婷; 池帅; 柳静; 王福晋; 檀胜应; 赵磊
Original assignee: Beijing Shougang Biomass Energy Technology Co ltd; Shougang Environmental Industry Co ltd
Current assignee: Beijing Shougang Biomass Energy Technology Co ltd; Shougang Environmental Industry Co ltd
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2039-11-26
Also published as: CN111068915A

Abstract

本发明公开了一种提纯炉渣中金属的方法，所述方法包括，将炉渣进行去渣处理，获得金属混合物；根据金属密度差和风力作用，将所述金属混合物进行提纯处理，获得金属；所述金属混合物中最大粒径与最小粒径的比值≤3，所述金属密度差＞0.7kg/m³。采用本发明的提纯方法，可以避免二次水污染，成本低，工艺简单，无排污。

Description

一种提纯炉渣中金属的方法

技术领域

本发明属于炉渣提纯技术领域，特别涉及一种提纯炉渣中金属的方法。

背景技术

据统计，我国已有200多座城市处于“垃圾围城”的窘境。对生活垃圾进行焚烧处置，是当前国际上进行垃圾处理较先进的办法之一。生活垃圾焚烧后，会产生占垃圾总量20～25％的炉渣，随着生活垃圾焚烧技术的不断发展和推广，炉渣的产生量也将随之增长。考虑到目前炉渣的产量及炉渣中含有大量的金属，当前炉渣处理日渐趋向于资源化。

目前，主要采用干法、湿法和干湿结合的方法对炉渣进行处理。其中，得到的炉渣尾渣可建材化应用，分选的有色金属作为企业效益增值部分可直接销售。现阶段，有色金属分选提纯主要是通过跳汰机加摇床的方式将铜沙和铝分离，这种设备和处理方式通常需要加水作为介质利用比重差进行分离，会造成二次水污染。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种提纯炉渣中金属的方法，以解决现有技术中跳汰机加摇床方式分离有色金属所造成的二次水污染问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明提供了一种提纯炉渣中金属的方法，所述方法包括，

将炉渣进行去渣处理，获得金属混合物；

根据金属密度差和风力作用，将所述金属混合物进行提纯处理，获得金属；所述金属混合物中最大粒径与最小粒径的比值≤3，所述金属密度差＞0.7kg/m³。

进一步地，所述将炉渣进行去渣处理，获得金属混合物，包括：

将所述炉渣进行除杂、破碎和筛分中的至少一种处理，获得第一炉渣；

将所述第一炉渣进行涡电流分选、破碎、除杂中的至少一种处理后，进行筛分，获得金属混合物。

进一步地，所述将所述炉渣进行除杂、破碎和筛分中的至少一种处理，获得第一炉渣，包括：

将所述炉渣依次进行除杂、破碎和筛分中的至少一种处理，获得粒径≤30mm的第一炉渣。

进一步地，所述将所述第一炉渣进行涡电流分选、破碎、除杂中的至少一种处理后，进行筛分，获得金属混合物，包括：

将所述第一炉渣进行涡电流分选、破碎、除杂中的至少一种处理后，进行筛分，获得粒径≤12mm的金属混合物。

进一步地，所述根据金属密度差，将所述金属混合物进行提纯处理，获得金属，包括：

按粒径大小，将所述金属混合物分为至少三份，所述金属混合物的粒径≤12mm；

根据金属密度差，将所述至少三份的金属混合物分别进行提纯处理，获得金属。

进一步地，所述按粒径大小，将所述金属混合物分为至少三份，所述金属混合物的粒径≤12mm，包括：

按粒径大小，将所述金属混合物分为至少三份，其中，包括粒径为0.5～1.5mm、粒径为1.5～4.5mm和粒径为4.5～12mm的金属混合物。

进一步地，所述金属包括金属铜和金属铝。进一步地，所述金属包括金属铜和金属铝。

本发明的有益效果至少包括：

本发明提供了一种提纯炉渣中金属的方法，所述方法包括，将炉渣进行去渣处理，获得金属混合物；根据金属密度差和风力作用，将所述金属混合物进行提纯处理，获得金属；所述金属混合物中最大粒径与最小粒径的比值≤3，所述金属密度差＞0.7kg/m³。通过对炉渣进行去渣处理，获得金属混合物与，这种金属混合物的最大粒径与最小粒径比值≤3，并且有色金属混合物中待分离的两种金属的密度差值超过0.7kg/m³，可以根据密度差，对这种金属混合物中的金属进行提纯分离，获得高纯度的金属。根据密度差，通过风力作用，而不添加其他介质，实现对炉渣的金属提纯分离，解决了跳汰机加摇床的方式分离金属所造成的二次水污染问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种提纯炉渣中金属的方法的工艺步骤图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本发明实施例提供了一种提纯炉渣中金属的方法，图1为本发明实施例的一种提纯炉渣中金属的方法工艺步骤图，结合图1，所述方法包括，

S1，将炉渣进行除杂、破碎和筛分中的至少一种处理，获得粒径≤30mm第一炉渣；

生活垃圾焚烧获得的炉渣除了含有金属以外，可能还包括玻璃、塑料、未燃烧的布条等各种杂质，提纯炉渣中的金属之前，要先对炉渣进行处理，去除炉渣中的大部分杂质。去除杂质的工艺可以根据预估的炉渣中的杂质的尺寸和种类进行，如果炉渣中的杂质少，除杂可以采用风选、磁选和人工拣选中的一种进行除杂处理；如果炉渣杂质种类多，可以根据杂质的类型通过风选、磁选和人工拣选中的多种进行组合处理除杂。风选可以是正压或负压风选机，也可以是其他公开的可去除轻质杂质的风选机，风选可以去除轻质杂质；磁选可以是自卸式悬挂除铁器、自卸式永磁滚筒除铁器，也可以是其他公开的可以去除铁杂质的除铁器，磁选可以去除铁类型的杂质；人工拣选在人工分选平台进行，可以将风选和磁选无法去除的杂质。

若炉渣粒度太大，还需要对其进行破碎，以符合提纯对粒径的要求。破碎的粒径为0～30mm。经过破碎，可以将金属表面附着的炉渣与金属分离。破碎可以是粗碎反击破也可以是细碎双腔锤破，凡是可以实现上述破碎粒径的方式均可以用于本发明。

对于炉渣进行筛分，筛分包括初筛和细筛，粗筛在初筛滚筒筛中进行，细筛在细筛弛张筛中进行。筛分后的第一炉渣包括细骨料炉渣和粗骨料炉渣，细骨料炉渣的粒径为0～5mm，粗骨料炉渣的粒径为5～30mm。炉渣粒级的筛分有利于后续涡电流分选设备的选型及分选率的提高。

S2，将所述第一炉渣进行涡电流分选、破碎和除杂中的至少一种处理后，进行筛分，获得粒径≤12mm金属混合物。

第一炉渣经过高梯度磁场涡电流分选机分选出含有金属的炉渣。

破碎可以进一步地减小了金属的粒度，同时可实现对硬度较低且扁平的金属打成球形状，便于下一步提纯工序金属的分离，提高分离效率。筛分，不仅可以得到分级的有色金属混合物，还可以去除有色金属混合物中的渣尘，提高最终的提纯纯度。破碎粒径为0～12mm。

除杂可以将进一步去除粒径为0～12mm第一炉渣中的杂质，此处除杂是磁选，磁选可以是自卸式悬挂除铁器、自卸式永磁滚筒除铁器，也可以是其他公开的可以去除铁杂质的除铁器，磁选可以去除铁类型的杂质。

筛分可以使用振动分筛机进行，筛分机分别采用多少、多少、多少目的筛子对处理后的粒径为0～12mm第一炉渣进行筛分，获得的金属混合物粒径分别为0.5～1.5mm，1.5～4.5mm，4.5～12mm。在得到金属混合物的同时，可以将金属混合物中的渣尘去除，提高金属提纯的纯度。通过上述操作，可以得到三级粒径的金属混合物，为下一步的提纯的粒径要求提供条件。

S3，按粒径大小，将所述金属混合物分为至少三份，所述金属混合物的粒径≤12mm。

按照粒径，将获得的粒径分级的金属混合物分为至少三份，分份以保证每一份中的最大粒径与最小粒径的比值≤3为原则，例如，可以将所述金属混合物分为三份，分别为包括粒径为0.5～1.5mm、粒径为1.5～4.5mm和粒径为4.5～12mm的金属混合物；也可以将所述金属混合物分为四份，其中，各自的粒径分别为0.5～1.5mm、1.5～4.5mm、4.5～8mm和8～12mm。还可以根据实际情况，进行分份，只要每一份中的最大粒径与最小粒径的比值≤3即可。

S4，根据金属密度差，将所述至少三份的金属混合物分别进行提纯处理，获得金属。所述金属混合物中最大粒径与最小粒径的比值≤3，所述金属密度差＞0.7kg/m³。

上述的金属混合物的最大粒径和最小粒径比不超过3，这样才可保证提纯过程顺利进行。因为提纯采用漩涡流密度机进行，漩涡流密度机是根据密度差原理，在风力作用下对金属混合物提纯，物料通过入口进入分配装置后置于运行中的筛子上，筛子与地面成一定角度呈斜坡状设置，且筛子倾斜的坡度是可调的，筛子通过偏心机构驱动实现振动。筛子下面安装有排气通风装置，该排气通风装置产生的气流向上穿过筛子内的物料。筛子表面的金属混合物最大粒径和最小粒径比不超过3，才能保证金属混合物都在筛子的上表面，筛子表面的物料在筛子的振动和气流的共同作用下，较轻的组分顺着筛子的斜坡向下运动，进入轻组分出口，较重的组分则沿着筛子的斜坡向上运动，进入重组分出口，实现了密度不同的金属的分离。气流利用后产生的废气可经过顺流过滤系统净化后回用。如果金属混合物最大粒径和最小粒径比超过3，粒径范围过大，即使调整筛子的坡度、振动频率、振幅、气流速度和气流流量，也无法保证提纯纯度。

所述金属可以包括金属铜和金属铝，也可以包括金属铁和金属铝，凡是金属密度差＞0.7kg/m³的都可以使用本发明的方法进行提纯。

进一步地，所述金属包括金属铜和金属铝。

生活用品中，铜制品的密度与铝制品的密度一般密度差值＞0.7kg/m³，因此生活垃圾焚烧后的炉渣中铜与铝的密度差值肯定也＞0.7kg/m³，这样，金属混合物分离出的金属纯度高。

获得的金属铜包括3份，第一份的粒径为0.5～1.5mm，第二份的粒径为1.5～4.5mm，第三份的粒径为4.5～12mm。

获得的金属铝包括3份，第一份的粒径为0.5～1.5mm，第二份的粒径为1.5～4.5mm，第三份的粒径为4.5～12mm。

本发明根据密度差，对生活垃圾燃烧后的炉渣进行除杂、破碎、筛分、涡电流分选等一系列的预处理后金属混合物进行提纯处理，获得金属。采用漩涡流密度机进行干法提纯，在分离物料粒级范围最大粒径与最小粒径不大于3的条件下，通过风力作用和物料密度差实现金属混合物提纯分离，提高了金属铜和金属铝的纯度，使其附加值大大提高，经济效益显著。现有技术通过主要是通过跳汰机加摇床的方式将炉渣中的有色金属进行提纯，跳汰床包括跳汰室，跳汰室内设置有筛板，水流通过筛板进入跳汰室使床层升起不大的高度并略呈松散状态，密度大的颗粒因局部压强及沉降速度较大而进入底层，密度小的颗粒则转移到上层，而实现了有色金属分离。由于提纯过程中水与炉渣混合，排放的水具有二次污染，需经过处理达标方可排放。与现有技术相比，本发明不涉及水污染问题，具工艺简洁，无排污等优势。

实施例1

实施例1提供了一种提纯炉渣中金属的方法，所述方法包括，

S1，将炉渣依次进行风选、磁选、人工拣选、破碎和筛分，获得粒径≤30mm第一炉渣；

其中，所述破碎粒径为0～30mm，所述第一炉渣包括细骨料炉渣和粗骨料炉渣，所述细骨料炉渣的粒径为0～5mm，所述粗骨料炉渣的粒径为5～30mm。

S2，将所述第一炉渣依次进行涡电流分选、破碎、除杂和筛分，获得粒径≤12mm金属混合物。

其中，二次破碎粒径为0～12mm，所述金属混合物分为三级粒径，分别为0.5～1.5mm、1.5～4.5mm和4.5～12mm。

S3，按粒径大小，将所述金属混合物分为三份，所述金属混合物的粒径≤12mm。

其中，所述三份金属混合物粒径分别为0.5～1.5mm、1.5～4.5mm和4.5～12mm。

S4，根据金属密度差，将所述三份的金属混合物分别进行提纯处理，获得金属铜和金属铝。

所述金属混合物中最大粒径与最小粒径的比值为3，所述金属铜和金属铝的密度差＞0.7kg/m³。

经过上述方法，所得的三份金属铜混合，其纯度为93％，三份金属铝混合，其纯度为92％。

实施例2

实施例2提供了一种提纯炉渣中金属的方法，所述方法包括，

S1，将炉渣依次进行风选、破碎和筛分，获得粒径≤30mm第一炉渣；

S2，将所述第一炉渣依次进行涡电流分选、破碎和筛分，获得粒径≤12mm金属混合物。

S3，按粒径大小，将所述金属混合物分为四份，所述金属混合物的粒径≤12mm。

其中，所述四份金属混合物粒径分别为0.5～1.5mm、1.5～4.5mm、4.5～8mm和8～12mm。

S4，根据金属密度差，将所述四份的金属混合物分别进行提纯处理，获得金属铝和金属铁。

所述金属混合物中最大粒径与最小粒径的比值≤3，所述金属铝和金属铁的密度差＞0.7kg/m³。

获得的金属铝包括4份，第一份的粒径为0.5～1.5mm，第二份的粒径为1.5～4.5mm，第三份的粒径为4.5～8mm，第四份的粒径为8～12mm。

获得的金属铁包括4份，第一份的粒径为0.5～1.5mm，第二份的粒径为1.5～4.5mm，第三份的粒径为4.5～8mm，第四份的粒径为8～12mm。

经过上述方法，所得的四份金属铁混合后，其纯度为93％，所得的四份金属铝混合后，其纯度为92％。

实施例3

实施例3提供了一种提纯炉渣中金属的方法，所述方法包括，

S1，将炉渣依次进行风选、磁选、破碎和筛分，获得粒径≤25mm第一炉渣；

其中，所述破碎粒径为0～25mm，所述第一炉渣包括细骨料炉渣和粗骨料炉渣，所述细骨料炉渣的粒径为0～5mm，所述粗骨料炉渣的粒径为5～25mm。

S2，将所述第一炉渣依次进行涡电流分选、破碎和筛分，获得粒径≤10mm金属混合物。

其中，二次破碎粒径为0～10mm，所述金属混合物分为三级粒径，分别为0.5～1.5mm、1.5～4.5mm和4.5～10mm。

S3，按粒径大小，将所述金属混合物分为三份，所述金属混合物的粒径≤10mm。

其中，所述三份金属混合物粒径分别为0.5～1.5mm、1.5～4.5mm和4.5～10mm。

S4，根据金属密度差，将所述三份的金属混合物分别进行提纯处理，获得金属铝和金属铜。

获得的金属铝包括3份，第一份的粒径为0.5～1.5mm，第二份的粒径为1.5～4.5mm，第三份的粒径为4.5～10mm。

获得的金属铜包括3份，第一份的粒径为0.5～1.5mm，第二份的粒径为1.5～4.5mm，第三份的粒径为4.5～10mm。

经过上述方法，所得的三份金属铝混合后，其纯度为94％，所得的三份金属铜混合后，其纯度为95％。

对比例1

对比例1提供了一种提纯炉渣中金属的方法，所述方法包括，

S2，将所述第一炉渣依次进行涡电流分选、破碎、除杂和筛分，获得粒径≤18mm金属混合物。

其中，破碎粒径为0～18mm，所述金属混合物分为三级粒径，分别为0.5～1.5mm、1.5～4.5mm和4.5～18mm。

S3，按粒径大小，将所述金属混合物分为三份，所述金属混合物的粒径≤18mm。

其中，所述三份金属混合物粒径分别为0.5～1.5mm、1.5～4.5mm和4.5～18mm。

所述金属铜和金属铝的密度差＞0.7kg/m³。

所述三份金属混合物中，粒径为4.5～18mm的金属混合物最大粒径和最小粒径的比值＞3。

获得的金属铜包括3份，第一份的粒径为0.5～1.5mm，第二份的粒径为1.5～4.5mm，第三份的粒径为4.5～18mm。

获得的金属铝包括3份，第一份的粒径为0.5～1.5mm，第二份的粒径为1.5～4.5mm，第三份的粒径为4.5～18mm。

经过上述方法，所得的第一份、第二份金属铜的纯度为93％，第一份、第二份金属铝的纯度为92％，所得的第三份金属铜的纯度为61％，所得的第三份金属铝的纯度为58％。

为了便于说明效果，将上述的三份金属铜混合，其纯度为85％，将上述的三份金属铝混合，其纯度为83％。

对比例2

对比例2提供了一种提纯炉渣中金属的方法，是对生活垃圾焚烧后的炉渣中的铜和铝进行提纯，所用提纯方法采用现有技术中的跳汰机加摇床的方式，获得金属铝和金属铁。

表1

根据表1中的数据可知，本发明的实施例1到实施例3的提纯浓度为92～95％之间，可以直接用于出售，具有经济效益。对比例1的提纯方法是未对提纯混合物的最大粒径和最小粒径进行限定，提纯比例仅为83～85％，因此金属的提纯纯度明显低于实施例1到实施例3的提纯纯度。对比例2采用现有的跳汰机加摇床的方法进行炉渣提纯，其提纯纯度为有色金属铜为90％，有色金属铝为75％，与实施例1到实施例3相比，对比例2的提纯方法对有色金属铜的提纯纯度稍低于实施例1到实施例3的提纯纯度，有色金属铝的提纯纯度明显低于实施例1到实施例3的提纯纯度，且对比例2的提纯方法提纯过程中有色金属耗水约30kg。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种提纯炉渣中金属的方法，其特征在于，所述方法包括，

将炉渣进行去渣处理，获得金属混合物；

按粒径大小，将所述金属混合物分为至少三份，其中，包括粒径为0.5~1.5mm、粒径为1.5~4.5mm和粒径为4.5~12mm的金属混合物；

根据金属密度差和风力作用，将所述至少三份的金属混合物分别进行提纯处理，获得金属，所述金属混合物中最大粒径与最小粒径的比值≤3，所述金属密度差＞0.7kg/m³。

2.根据权利要求1所述的一种提纯炉渣中金属的方法，其特征在于，将炉渣进行去渣处理，获得金属混合物，包括：

3.根据权利要求2所述的一种提纯炉渣中金属的方法，其特征在于，将所述炉渣进行除杂、破碎和筛分中的至少一种处理，获得第一炉渣，包括：

4.根据权利要求2所述的一种提纯炉渣中金属的方法，其特征在于，将所述第一炉渣进行涡电流分选、破碎、除杂中的至少一种处理后，进行筛分，获得金属混合物，包括：

5.根据权利要求1所述的一种提纯炉渣中金属的方法，其特征在于，所述金属包括金属铜和金属铝。