CN113278801B - 含铜污泥的处理方法和含铜污泥的处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了含铜污泥的处理方法和含铜污泥的处理设备。所述含铜污泥的处理方法包括以下步骤：对含铜污泥进行干燥以便得到干燥含铜污泥，所述干燥含铜污泥的含水率大于等于第一预设值且小于等于第二预设值；和对预设比例的干燥含铜污泥、造渣剂和还原剂进行底吹熔炼。根据本发明实施例的含铜污泥的处理方法具有运行成本低、安全性高等优点。

Description

含铜污泥的处理方法和含铜污泥的处理设备
技术领域
本发明涉及冶金领域，具体地，涉及含铜污泥的处理方法，还涉及含铜污泥的处理设备。
背景技术
在相关技术中可以采用侧吹熔池熔炼工艺处理含铜污泥。但是，实施侧吹熔池熔炼工艺的侧吹炉的炉身和炉膛设有大量铜水套以保护炉砖和侧吹喷枪。例如，20平米的侧吹炉的铜水套的重量约为300t-500t，导致侧吹炉的制造成本高。而且，铜水套容易被烧穿，导致因冷却水进入高温熔体而造成死炉或熔体爆炸。另外，侧吹炉运行过程中需要消耗大量的循环水。例如，20平米的侧吹炉每小时的耗水量为1500t-2000t，导致侧吹炉的运行成本高。
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，本发明提出一种含铜污泥的处理方法和含铜污泥的处理设备。
根据本发明实施例的含铜污泥的处理方法包括以下步骤：对含铜污泥进行干燥以便得到干燥含铜污泥，所述干燥含铜污泥的含水率大于等于第一预设值且小于等于第二预设值；和对预设比例的干燥含铜污泥、造渣剂和还原剂进行底吹熔炼。
根据本发明实施例的含铜污泥的处理方法具有运行成本低、安全性高的优点。
可选地，所述干燥含铜污泥的含水率大于等于30％且小于等于50％，可选地，所述干燥含铜污泥的含水率大于等于40％且小于等于45％。
可选地，所述干燥含铜污泥、所述造渣剂和所述还原剂的质量比为1：(0.05-0.05)：(0.1-0.3)，可选地，所述造渣剂包括石英石、石灰石和赤铁矿，所述石英石、所述石灰石和所述赤铁矿的质量比为(8-12)∶(5-7)∶(1-3)，可选地，所述干燥含铜污泥、所述造渣剂和所述还原剂的质量比为1：(0.07-0.09)：(0.12-0.18)。
可选地，所述底吹熔炼在1200摄氏度-1500摄氏度的条件下进行，可选地，所述底吹熔炼在1250摄氏度-1350摄氏度的条件下进行。
可选地，进行所述底吹熔炼所通入的富氧气体的氧气浓度为40％～65％，所述富氧气体的压力为0.3MPa-0.6MPa，进行所述底吹熔炼所通入的燃料气体的压力为0.3MPa-0.6MPa，可选地，所述富氧气体的压力为0.35MPa-0.55MPa，所述燃料气体的压力为0.35MPa-0.55MPa。
可选地，使所述底吹熔炼得到的炉渣流入水碎渣池，以便得到水碎渣。
可选地，将所述底吹熔炼得到的混合熔体浇铸成铜锭，所述混合熔体包括黑铜和铜锍，所述铜锭冷却分层以便得到黑铜层和铜锍层，分离所述黑铜层和所述铜锍层；或者，对所述底吹熔炼得到的混合熔体进行吹炼以便得到粗铜，进而对所述粗铜进行火法精炼得到阳极铜，所述混合熔体包括黑铜和铜锍。
可选地，利用电极对处于沉降状态的所述混合熔体进行加热，可选地，对干燥所述含铜污泥得到的烟气进行收尘处理以便得到烟尘，所述烟尘与所述干燥含铜污泥混合以便作为所述底吹熔炼的原料。
可选地，利用回转炉进行所述底吹熔炼，通过设在所述回转炉上的底吹喷枪通入富氧气体和燃料气体，当所述富氧气体和所述燃料气体中的至少一者的压力小于预设压力时，利用应急气源向所述底吹喷枪提供压力为0.3MPa-0.6MPa的气体，并转动所述回转炉以便所述底吹喷枪的枪口脱离混合熔体，可选地，所述预设压力为0.3MPa，可选地，所述底吹喷枪具有内通道和外通道，当所述富氧气体和所述燃料气体中的至少一者的压力小于预设压力时，向所述内通道提供压力为0.3MPa-0.6MPa的惰性气体，向所述外通道提供压力为0.3MPa-0.6MPa的压缩空气。
根据本发明实施例的含铜污泥的处理设备包括底吹炉，所述底吹炉包括炉体和底吹喷枪，所述炉体的炉腔包括反应区和沉降区，所述炉体的与所述反应区相对的部分上设有进料口，所述炉体的与所述沉降区相对的部分上设有炉渣出口和混合熔体出口，所述底吹喷枪设在所述炉体的与所述反应区相对的部分上，可选地，所述底吹炉为回转炉，可选地，所述底吹喷枪与竖直方向的夹角在10度至45度的范围内，可选地，所述底吹喷枪为两排，两排所述底吹喷枪的夹角在30度至45度的范围内，
可选地，所述底吹喷枪为双通道底吹喷枪，所述处理设备进一步包括：第一压力检测器和第二压力检测器，所述第一压力检测器设在与所述底吹喷枪的内通道相连的第一供气管上，所述第二压力检测器设在与所述底吹喷枪的外通道相连的第二供气管上；应急储气罐，所述应急储气罐与所述第一供气管和所述第二供气管中的每一者相连；和控制装置，所述控制装置与所述第一压力检测器、所述第二压力检测器、所述应急储气罐的开关阀和用于驱动所述回转炉转动的驱动装置中的每一者相连，以便根据所述第一压力检测器和所述第二压力检测器中的至少一者的压力检测值控制所述开关阀和所述驱动装置，可选地，所述应急储气罐包括应急惰性气体储气罐和应急压缩空气储气罐，所述应急惰性气体储气罐与所述第一供气管相连，所述应急压缩空气储气罐和所述第二供气管相连，所述控制装置与所述应急惰性气体储气罐和所述应急压缩空气储气罐中的每一者的开关阀相连。
根据本发明实施例的含铜污泥的处理设备具有制造成本低、运行成本低、安全性高的优点。
附图说明
图1是根据本发明实施例的含铜污泥的处理方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的含铜污泥的处理设备的底吹炉的结构示意图。
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。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。
下面参考附图描述根据本发明实施例的含铜污泥的处理方法。如图1所示，根据本发明实施例的含铜污泥的处理方法包括以下步骤：
对含铜污泥进行干燥以便得到干燥含铜污泥，该干燥含铜污泥的含水率大于等于第一预设值且小于等于第二预设值；和对预设比例的干燥含铜污泥、造渣剂和还原剂进行底吹熔炼。
术语“含铜污泥”是指含有铜元素的污泥，不仅包括本身具有铜元素的污泥，而且包括掺入铜元素的污泥。例如，本身具有铜元素的污泥可以来源于表面处理、电镀、印刷电路板、电线电缆等行业，可以通过在污水处理得到的污泥中掺入铜元素来得到掺入铜元素的污泥。
根据本发明实施例的含铜污泥的处理方法通过对干燥含铜污泥进行底吹熔炼，从而无需将含水率较高的含铜污泥焙烧成块料，即省去了混料、焙烧和制砖三个步骤。由此不仅可以简化处理含铜污泥的工序，而且可以降低处理含铜污泥的能耗、极大地减少对环境的污染。
由于根据本发明实施例的含铜污泥的处理方法通过对干燥含铜污泥进行底吹熔炼，因此可以利用底吹炉实施根据本发明实施例的含铜污泥的处理方法的该底吹熔炼。由此只需要在该底吹炉的出烟口、炉渣出口和混合熔体出口设置铜水套，从而可以极大地降低该底吹炉的建造成本和运行成本，即可以极大地降低含铜污泥的处理成本。
而且，由于该底吹炉设置铜水套的部位极少，因此可以极大地降低因铜水套被烧穿而导致冷却水流入炉内的风险，从而可以提高根据本发明实施例的含铜污泥的处理方法的安全性。另外，由于实施根据本发明实施例的含铜污泥的处理方法的该底吹熔炼的过程中(即该底吹炉在运行过程中)只需要少量的冷却水，因此冷却水带走的热量很少，从而可以降低热损失、减少燃料用量，进而降低含铜污泥的处理成本。
因此，根据本发明实施例的含铜污泥的处理方法具有运行成本低(含铜污泥处理成本低)、安全性高等优点。
在本发明的一些实施例中，该含铜污泥的含水率为70％-75％。该含铜污泥的含水率＝该含铜污泥中水的质量/该含铜污泥的质量。可选地，可以通过装载机或抓斗起重机将该含铜污泥加入到干燥装置(例如污泥干燥机)内，将热风炉产生的600摄氏度-800摄氏度的热烟气通入该干燥装置内，利用该热烟气对该含铜污泥进行干燥以便得到干燥含铜污泥。可选地，收集该干燥装置排出的烟气中的烟尘，该烟尘可以加入到该干燥含铜污泥中以便作为该底吹熔炼的原料。除尘后的该烟气可以送脱硫处理，达标的尾气可以排放到环境中。
该干燥含铜污泥的含水率大于等于30％且小于等于50％，即该第一预设值为30％，该第二预设值为50％。可选地，该干燥含铜污泥的含水率大于等于40％且小于等于45％，即该第一预设值为40％，该第二预设值为45％。
该干燥含铜污泥可以通过皮带运输机运输到矿坑内存储，在对该干燥含铜污泥进行处理时，可以将该干燥含铜污泥从矿坑内输送到料仓内。此外，还可以将该干燥含铜污泥直接输送到料仓内。
可以为该干燥含铜污泥、该造渣剂和该还原剂分别设置专门的料仓，通过料仓下方的定量给料机，按照工艺需要配入不同比例的该干燥含铜污泥、该造渣剂和该还原剂。可选地，该干燥含铜污泥、该造渣剂和该还原剂的质量比可以是1：(0.05-0.15)：(0.1-0.3)。可选地，该干燥含铜污泥、该造渣剂和该还原剂的质量比为1：(0.07-0.09)：(0.12-0.18)。
可选地，该还原剂可以是粒煤，该造渣剂可以包括石英石、石灰石和赤铁矿。该石英石、该石灰石和该赤铁矿的质量比为(8-12)∶(5-7)∶(1-3)。
如图2所示，根据本发明实施例的含铜污泥的处理设备包括底吹炉1，底吹炉1包括炉体10和底吹喷枪20，炉体10的炉腔包括反应区和沉降区。炉体10的与该反应区相对的部分上设有进料口120，炉体10的与该沉降区相对的部分上设有炉渣出口130和混合熔体出口140。底吹喷枪20设在炉体10的与该反应区相对的部分上。
根据本发明实施例的含铜污泥的处理设备的底吹炉1可以用于实施该底吹熔炼。根据本发明实施例的含铜污泥的处理设备通过利用底吹炉1实施该底吹熔炼，从而无需将含水率较高的含铜污泥焙烧成块料，即省去了混料、焙烧和制砖三个步骤。由此不仅可以简化处理含铜污泥的工序，而且可以降低处理含铜污泥的能耗、极大地减少对环境的污染。
而且，只需要在底吹炉1的出烟口、炉渣出口和混合熔体出口设置铜水套，从而可以极大地降低底吹炉1的建造成本和运行成本，即可以极大地降低含铜污泥的处理成本。进而，底吹炉1在运行时只需要少量的冷却水，因此冷却水带走的热量很少，从而可以降低热损失、减少燃料用量，进而降低含铜污泥的处理成本。
而且，由于底吹炉1设置铜水套的部位极少，因此可以极大地降低因铜水套被烧穿而导致冷却水流入炉内的风险，从而可以提高根据本发明实施例的含铜污泥的处理设备和底吹炉1的安全性。
因此，根据本发明实施例的含铜污泥的处理设备具有建造成本低、运行成本低(含铜污泥处理成本低)、安全性高等优点。
该干燥含铜污泥、该造渣剂和该还原剂通过进料口10加入到底吹炉1的该反应区内。底吹喷枪20可以是双通道底吹喷枪，底吹喷枪20的内通道可以向该反应区内鼓入燃料(天然气或粉煤)，底吹喷枪20的外通道可以向该反应区内鼓入该富氧气体。也就是说，底吹喷枪20包括用于向该反应区内鼓入还原剂的内通道以及用于向该反应区内鼓入富氧气体的外通道。
可选地，底吹喷枪20与竖直方向的夹角在10度至45度的范围内，即底吹喷枪20可以倾斜地设置。可设置单排底吹喷枪20，也可以设置双排底吹喷枪20，两排底吹喷枪20的夹角在30度至45度的范围内。
可选地，该富氧气体的氧气浓度可以是40％～65％。其中，该富氧气体的氧气浓度是指该富氧气体中的氧气的体积占该富氧气体的体积的百分比，即该富氧气体的氧气浓度＝该富氧气体中的氧气的体积/该富氧气体的体积。该富氧气体的压力为0.3MPa-0.6MPa，该燃料气体的压力为0.3MPa-0.6MPa。可选地，该富氧气体的压力为0.35MPa-0.55MPa，该燃料气体的压力为0.35MPa-0.55MPa。
底吹喷枪20鼓入的该富氧气体(例如富氧空气)和该燃料气体将该反应区的熔体和物料搅动在一起，使还原反应充分进行。将熔池的温度控制在1200摄氏度-1500摄氏度，在高温条件下，该干燥含铜污泥被还原成黑铜和铜锍(冰铜)的混合熔体。换言之，该底吹熔炼(还原熔炼)在1200摄氏度-1500摄氏度的条件下进行，可选地，该底吹熔炼在1250摄氏度-1350摄氏度的条件下进行。
由于炉体10的与该沉降区相对的部分上没有设置底吹喷枪20，因此该混合熔体被搅动的程度较低，炉渣和该混合熔体因重力不同而分层。该炉渣和该混合熔体可以每间隔1-2小时排放一次。该炉渣从炉渣出口130排出，排出的该炉渣通过流槽和冲渣流槽流入水碎渣池，得到无害的水碎渣。该混合熔体从混合熔体出口140排出，排出的该混合熔体可以通过流槽排入浇铸机(例如圆盘浇铸机)浇铸成铜锭，该铜锭冷却分层以便得到黑铜层和铜锍层，分离该黑铜层和该铜锍层。此外，还可以对该混合熔体进行吹炼以便得到粗铜，进而对该粗铜进行火法精炼以便得到阳极铜。例如，该混合熔体被排入粗铜包内，通过吊车吊运加入到吹炼炉和阳极炉内进一步提纯得到阳极铜。
可选地，利用电极对处于沉降状态的该混合熔体进行加热，以便降低该炉渣的含铜量。例如，该电极可以设在炉体10的与该反应区相对的部分上。
如图2所示，底吹炉1可以是回转炉，底吹炉1进一步包括用于驱动炉体10转动的驱动装置。在利用该回转炉进行该底吹熔炼时，当该富氧气体和该燃料气体中的至少一者的压力小于预设压力时，利用应急气源向底吹喷枪20提供压力为0.3MPa-0.6MPa的气体，并转动该回转炉以便底吹喷枪20的枪口脱离该混合熔体。也就是说，将该富氧气体和该燃料气体中的至少一者的压力与应急气源和该回转炉的转动进行联锁控制。
通过利用该应急气源向底吹喷枪20提供压力为0.3MPa-0.6MPa的气体，从而可以确保在该回转炉转动的过程中底吹喷枪20喷出的气体的压力稳定，以便避免该回转炉内的该混合熔体进入到底吹喷枪20内。通过将该富氧气体和该燃料气体中的至少一者的压力与应急气源和该回转炉的转动进行联锁控制，从而可以有效地应对停气、停电等突发事故，以便避免底吹喷枪20堵塞、提高该回转炉的安全性。
可选地，该预设压力为0.3MPa。其中，该富氧气体的压力是指进入到底吹喷枪20之前的该富氧气体的压力，该燃料气体的压力是指进入到底吹喷枪20之前的该燃料气体的压力。待底吹喷枪20的枪口脱离该混合熔体后，可以对炉体10进行保温，待气源恢复后再恢复生产。若短时间无法恢复生产，可以将炉体10内的该混合熔体放空,并对炉体10进行保温，以便避免急冷急热影响炉体10的炉砖寿命。
可选地，底吹喷枪20具有内通道和外通道，当该富氧气体和该燃料气体中的至少一者的压力小于预设压力时，向底吹喷枪20的内通道提供压力为0.3MPa-0.6MPa的惰性气体，向底吹喷枪20的外通道提供压力为0.3MPa-0.6MPa的压缩空气。由此不仅可以降低应急应对的成本，而且可以减少因惰性气体泄漏而导致安全事故。
本发明还提供含铜污泥的处理设备。根据本发明实施例的含铜污泥的处理设备包括热风炉、干燥装置和底吹炉1，该干燥装置的热风进口与该热风炉的热风出口连通。
底吹炉1包括炉体10和底吹喷枪20，炉体10的炉腔包括反应区和沉降区。炉体10的与该反应区相对的部分上设有进料口120，炉体10的与该沉降区相对的部分上设有炉渣出口130和混合熔体出口140。底吹喷枪20设在炉体10的与该反应区相对的部分上。可选地，底吹炉1为回转炉。
因此，根据本发明实施例的含铜污泥的处理设备具有制造成本低、运行成本低、安全性高等优点。
可选地，底吹喷枪20为双通道底吹喷枪，该处理设备进一步包括第一压力检测器、第二压力检测器、应急储气罐和控制装置。该第一压力检测器设在与底吹喷枪20的内通道相连的第一供气管上，该第二压力检测器设在与底吹喷枪20的外通道相连的第二供气管上。该应急储气罐与该第一供气管和该第二供气管中的每一者相连，以便向该第一供气管和该第二供气管中的每一者提供应急气体。
该控制装置与该第一压力检测器和该第二压力检测器中的每一者相连，该控制装置与该应急储气罐的开关阀相连，该控制装置与用于驱动该回转炉转动的驱动装置相连，以便该控制装置根据该第一压力检测器和该第二压力检测器中的至少一者的压力检测值控制该开关阀和该驱动装置。
具体而言，当该第一压力检测器和该第二压力检测器中的至少一者的压力检测值小于预设值时(例如该预设值可以是0.3MPa)，该控制装置可以控制该开关阀打开，以便该应急储气罐通过该第一供气管和该第二供气管向底吹喷枪20提供应急气体，该控制装置可以控制该驱动装置运行，以便该驱动装置驱动该回转炉转动。当该第一压力检测器和该第二压力检测器中的每一者的压力检测值大于等于该预设值时，该控制装置控制该开关阀关闭。
可选地，该应急储气罐包括应急惰性气体储气罐和应急压缩空气储气罐，该应急惰性气体储气罐与该第一供气管相连，该应急压缩空气储气罐与该第二供气管相连。该控制装置与该应急惰性气体储气罐和该应急压缩空气储气罐中的每一者的开关阀相连。
由此可以向底吹喷枪20的内通道提供惰性气体，向底吹喷枪20的外通道提供压缩空气。通过设置该应急压缩空气储气罐，从而不仅可以降低应急应对的成本，而且可以减少因惰性气体泄漏而导致安全事故。
可选地，该处理设备进一步包括热风炉、干燥装置、水碎渣池和浇铸机。该干燥装置的热风进口与该热风炉的热风出口连通，进料口120与该干燥装置的出料口相连。炉渣出口130通过第一流槽与该水碎渣池相连，混合熔体出口140通过第二流槽与该浇铸机的混合熔体进口相连。
实施例1
将含水率为70％的含铜污泥通过抓斗起重机加入到污泥干燥机内，将热风炉内的烟气加热到750℃，然后将该烟气鼓入该污泥干燥机内，该干燥机产出含水率为45％的干燥含铜污泥。收尘器收集到的烟尘与该干燥含铜污泥混匀后参与配料。
将干燥含铜污泥、石英石、石灰石、赤铁矿和粒煤抓入对应的料仓，通过定量给料机进行配料。其中，干燥含铜污泥、造渣剂和还原剂的质量比为1：0.05：0.1，石英石、石灰石和赤铁矿的质量比为10∶6∶1。
从进料口120加入干燥含铜污泥、石英石、石灰石、赤铁矿和粒煤，这些物料落入该反应区内。通过位于底吹炉1的正下方炉底的双通道的底吹喷枪20向该反应区内鼓入富氧气体和燃料气体，每支底吹喷枪20的内通道鼓入的天然气的量为100Nm3/h，每支底吹喷枪20的外通道鼓入的富氧气体的量为350Nm3/h，富氧气体的氧气浓度为60％，富氧气体和燃料气体的压力均为0.4MPa。
控制熔池温度为1250℃。在高温条件下，干燥含铜污泥和辅料在反应区内充分接触并发生反应，形成炉渣和混合熔体。在沉降区，熔体搅动变缓，炉渣和混合熔体因重力不同而分层。每隔1.5小时排放一次炉渣，炉渣的温度为1250℃。炉渣从炉渣出口130放出，并经流槽和冲渣流槽进入水碎渣池，得到无害的玻璃态水碎渣。黑铜和铜锍的混合熔体每间隔2小时排放一次，混合熔体的温度为1230℃。黑铜-铜锍的混合熔体从混合熔体出口140排出，通过流槽排入圆盘浇铸机浇铸成锭，待铜锭冷却分层后，将黑铜和铜锍分离。
处理结果：得到的黑铜含有85wt％的Cu和3.45wt％S；得到的铜锍含有56wt％的Cu和22.5wt％的S；得到的水碎渣含有0.50wt％的Cu，铜的回收率达到90％以上。在同等生产规模下，该实施例的处理方法和处理设备的燃料率比侧吹熔炼低20％，全系统能耗比侧吹熔炼低18％。
实施例2
将含水率为70％的含铜污泥通过抓斗起重机加入到污泥干燥机内，将热风炉内的烟气加热到750℃，然后将该烟气鼓入该污泥干燥机内，该干燥机产出含水率为40％的干燥含铜污泥。收尘器收集到的烟尘与该干燥含铜污泥混匀后参与配料。
将干燥含铜污泥、石英石、石灰石、赤铁矿和粒煤抓入对应的料仓，通过定量给料机进行配料。其中，干燥含铜污泥、造渣剂和还原剂的质量比为1：0.15：0.3,石英石、石灰石和赤铁矿的质量比为10∶6∶1.2。
从进料口120加入干燥含铜污泥、石英石、石灰石、赤铁矿和粒煤，这些物料落入该反应区内。通过位于底吹炉1的正下方炉底的双通道的底吹喷枪20向该反应区内鼓入富氧气体和燃料气体，每支底吹喷枪20的内通道鼓入的天然气的量为80Nm3/h，每支底吹喷枪20的外通道鼓入的富氧气体的量为330Nm3/h，富氧气体的氧气浓度为60％，富氧气体和燃料气体的压力均为0.45MPa。
控制熔池温度为1280℃。在高温条件下，干燥含铜污泥和辅料在反应区内充分接触并发生反应，形成炉渣和混合熔体。在沉降区，熔体搅动变缓，炉渣和混合熔体因重力不同而分层。每隔1.8小时排放一次炉渣，炉渣的温度为1280℃。炉渣从炉渣出口130放出，并经流槽和冲渣流槽进入水碎渣池，得到无害的玻璃态水碎渣。黑铜和铜锍的混合熔体每间隔2.5小时排放一次，混合熔体的温度为1260℃。黑铜-铜锍的混合熔体从混合熔体出口140排出，通过流槽排入圆盘浇铸机浇铸成锭，待铜锭冷却分层后，将黑铜和铜锍分离。
处理结果：得到的黑铜含有84.5wt％的Cu和3.32wt％S；得到的铜锍含有55.6wt％的Cu和22.8wt％的S；得到的水碎渣含有0.49wt％的Cu，铜的回收率达到91％以上。在同等生产规模下，该实施例的处理方法和处理设备的燃料率比侧吹熔炼低20％，全系统能耗比侧吹熔炼低18％。
实施例3
将含水率为72％的含铜污泥通过抓斗起重机加入到污泥干燥机内，将热风炉内的烟气加热到750℃，然后将该烟气鼓入该污泥干燥机内，该干燥机产出含水率为30％的干燥含铜污泥。收尘器收集到的烟尘与该干燥含铜污泥混匀后参与配料。
将干燥含铜污泥、石英石、石灰石、赤铁矿和粒煤抓入对应的料仓，通过定量给料机进行配料。其中，干燥含铜污泥、造渣剂和还原剂的质量比为1：0.1：0.2,石英石、石灰石和赤铁矿的质量比为10∶6.5∶1.5。
从进料口120加入干燥含铜污泥、石英石、石灰石、赤铁矿和粒煤，这些物料落入该反应区内。通过位于底吹炉1的正下方炉底的双通道的底吹喷枪20向该反应区内鼓入富氧气体和燃料，每支底吹喷枪20的内通道鼓入的天然气的量为120Nm3/h，每支底吹喷枪20的外通道鼓入的富氧气体的量为360Nm3/h，富氧气体的氧气浓度为60％，富氧气体和燃料气体的压力均为0.6MPa。
控制熔池温度为1300℃。在高温条件下，干燥含铜污泥和辅料在反应区内充分接触并发生反应，形成炉渣和混合熔体。在沉降区，熔体搅动变缓，炉渣和混合熔体因重力不同而分层。每隔1.5小时排放一次炉渣，炉渣的温度为1300℃。炉渣从炉渣出口130放出，并经流槽和冲渣流槽进入水碎渣池，得到无害的玻璃态水碎渣。黑铜和铜锍的混合熔体每间隔2小时排放一次，混合熔体的温度为1280℃。黑铜-铜锍的混合熔体从混合熔体出口140排出，通过流槽排入圆盘浇铸机浇铸成锭，待铜锭冷却分层后，将黑铜和铜锍分离。
处理结果：得到的黑铜含有84.2wt％的Cu和3.22wt％S；得到的铜锍含有56.2wt％的Cu和23.6wt％的S；得到的水碎渣含有0.48wt％的Cu，铜的回收率达到91％以上。在同等生产规模下，该实施例的处理方法和处理设备的燃料率比侧吹熔炼低18％，全系统能耗比侧吹熔炼低17％。
实施例4
将含水率为75％的含铜污泥通过抓斗起重机加入到污泥干燥机内，将热风炉内的烟气加热到750℃，然后将该烟气鼓入该污泥干燥机内，该干燥机产出含水率为50％的干燥含铜污泥。收尘器收集到的烟尘与该干燥含铜污泥混匀后参与配料。
将干燥含铜污泥、石英石、石灰石、赤铁矿和粒煤抓入对应的料仓，通过定量给料机进行配料。其中，干燥含铜污泥、造渣剂和还原剂的质量比为1：0.07：0.12,石英石、石灰石和赤铁矿的质量比为10∶6.5∶1.8。
从进料口120加入干燥含铜污泥、石英石、石灰石、赤铁矿和粒煤，这些物料落入该反应区内。通过位于底吹炉1的正下方炉底的双通道的底吹喷枪20向该反应区内鼓入富氧气体和燃料，每支底吹喷枪20的内通道鼓入的天然气的量为120Nm3/h，每支底吹喷枪20的外通道鼓入的富氧气体的量为360Nm3/h，富氧气体的氧气浓度为60％，富氧气体和燃料气体的压力均为0.35MPa。
控制熔池温度为1350℃。在高温条件下，干燥含铜污泥和辅料在反应区内充分接触并发生反应，形成炉渣和混合熔体。在沉降区，熔体搅动变缓，炉渣和混合熔体因重力不同而分层。每隔1.5小时排放一次炉渣，炉渣的温度为1350℃。炉渣从炉渣出口130放出，并经流槽和冲渣流槽进入水碎渣池，得到无害的玻璃态水碎渣。黑铜和铜锍的混合熔体每间隔2小时排放一次，混合熔体的温度为1330℃。黑铜-铜锍的混合熔体从混合熔体出口140排出，通过流槽排入圆盘浇铸机浇铸成锭，待铜锭冷却分层后，将黑铜和铜锍分离。
处理结果：得到的黑铜含有83.38wt％的Cu和3.16wt％S；得到的铜锍含有56.6wt％的Cu和25.3wt％的S；得到的水碎渣含有0.47wt％的Cu，铜的回收率达到91％以上。在同等生产规模下，该实施例的处理方法和处理设备的燃料率比侧吹熔炼低17.5％，全系统能耗比侧吹熔炼低16.5％。
实施例5
将含水率为75％的含铜污泥通过抓斗起重机加入到污泥干燥机内，将热风炉内的烟气加热到750℃，然后将该烟气鼓入该污泥干燥机内，该干燥机产出含水率为45％的干燥含铜污泥。收尘器收集到的烟尘与该干燥含铜污泥混匀后参与配料。
将干燥含铜污泥、石英石、石灰石、赤铁矿和粒煤抓入对应的料仓，通过定量给料机进行配料。其中，干燥含铜污泥、造渣剂和还原剂的质量比为1：0.09：0.18,石英石、石灰石和赤铁矿的质量比为12∶7∶2。
从进料口120加入干燥含铜污泥、石英石、石灰石、赤铁矿和粒煤，这些物料落入该反应区内。通过位于底吹炉1的正下方炉底的双通道的底吹喷枪20向该反应区内鼓入富氧气体和燃料，每支底吹喷枪20的内通道鼓入的天然气的量为150Nm3/h，每支底吹喷枪20的外通道鼓入的富氧气体的量为380Nm3/h，富氧气体的氧气浓度为65％，富氧气体和燃料气体的压力均为0.4MPa。
控制熔池温度为1400℃。在高温条件下，干燥含铜污泥和辅料在反应区内充分接触并发生反应，形成炉渣和混合熔体。在沉降区，熔体搅动变缓，炉渣和混合熔体因重力不同而分层。每隔1.5小时排放一次炉渣，炉渣的温度为1400℃。炉渣从炉渣出口130放出，并经流槽和冲渣流槽进入水碎渣池，得到无害的玻璃态水碎渣。黑铜和铜锍的混合熔体每间隔2小时排放一次，混合熔体的温度为1380℃。黑铜-铜锍的混合熔体从混合熔体出口140排出，通过流槽排入圆盘浇铸机浇铸成锭，待铜锭冷却分层后，将黑铜和铜锍分离。处理结果：得到的黑铜含有83wt％的Cu和3.05wt％S；得到的铜锍含有57.6wt％的Cu和25.1wt％的S；得到的水碎渣含有0.46wt％的Cu，铜的回收率达到92％以上。在同等生产规模下，该实施例的处理方法和处理设备的燃料率比侧吹熔炼低17％，全系统能耗比侧吹熔炼低16％。
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，也可以是电连接或彼此可通讯；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。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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 (16)

1.一种含铜污泥的处理方法，其特征在于，所述含铜污泥的处理方法采用的含铜污泥的处理设备，包括：
底吹炉，所述底吹炉为回转炉，所述底吹炉包括炉体和底吹喷枪，所述底吹喷枪具有内通道和外通道，所述炉体的炉腔包括反应区和沉降区，所述炉体的与所述反应区相对的部分上设有进料口，所述炉体的与所述沉降区相对的部分上设有炉渣出口和混合熔体出口，所述底吹喷枪设在所述炉体的与所述反应区相对的部分上；
第一压力检测器和第二压力检测器，所述第一压力检测器设在与所述底吹喷枪的内通道相连的第一供气管上，所述第二压力检测器设在与所述底吹喷枪的外通道相连的第二供气管上；
应急储气罐，所述应急储气罐包括应急惰性气体储气罐和应急压缩空气储气罐，所述应急惰性气体储气罐与所述第一供气管相连，所述应急压缩空气储气罐和所述第二供气管相连；
控制装置，所述控制装置与所述第一压力检测器、所述第二压力检测器、所述应急惰性气体储气罐的开关阀、所述应急压缩空气储气罐中的开关阀和用于驱动所述回转炉转动的驱动装置中的每一者相连，以便根据所述第一压力检测器和所述第二压力检测器中的至少一者的压力检测值控制所述开关阀和所述驱动装置；
所述含铜污泥的处理方法包括以下步骤：
对含铜污泥进行干燥以便得到干燥含铜污泥，所述干燥含铜污泥的含水率大于等于第一预设值且小于等于第二预设值；和
对预设比例的干燥含铜污泥、造渣剂和还原剂进行底吹熔炼；
利用回转炉进行所述底吹熔炼，通过设在所述回转炉上的底吹喷枪通入富氧气体和燃料气体，当所述富氧气体和所述燃料气体中的至少一者的压力小于预设压力时，向所述内通道提供压力为0.3MPa-0.6MPa的惰性气体，向所述外通道提供压力为0.3MPa-0.6MPa的压缩空气，并转动所述回转炉以便所述底吹喷枪的枪口脱离混合熔体。
2.根据权利要求1所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，所述干燥含铜污泥的含水率大于等于30%且小于等于50%。
3.根据权利要求2所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，所述干燥含铜污泥的含水率大于等于40%且小于等于45%。
4.根据权利要求1所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，所述干燥含铜污泥、所述造渣剂和所述还原剂的质量比为1：（0.05-0.15）：（0.1-0.3）。
5.根据权利要求4所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，所述造渣剂包括石英石、石灰石和赤铁矿，所述石英石、所述石灰石和所述赤铁矿的质量比为（8-12）∶（5-7）∶（1-3），所述干燥含铜污泥、所述造渣剂和所述还原剂的质量比为1：（0.07-0.09）：（0.12-0.18）。
6.根据权利要求1所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，所述底吹熔炼在1200摄氏度-1500摄氏度的条件下进行。
7.根据权利要求6所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，所述底吹熔炼在1250摄氏度-1350摄氏度的条件下进行。
8.根据权利要求1所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，进行所述底吹熔炼所通入的富氧气体的氧气浓度为40%～65%，所述富氧气体的压力为0.3MPa-0.6MPa，进行所述底吹熔炼所通入的燃料气体的压力为0.3MPa-0.6MPa。
9.根据权利要求8所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，所述富氧气体的压力为0.35MPa-0.55MPa，所述燃料气体的压力为0.35MPa-0.55Mpa。
10.根据权利要求1所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，使所述底吹熔炼得到的炉渣流入水碎渣池，以便得到水碎渣。
11.根据权利要求1所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，
将所述底吹熔炼得到的混合熔体浇铸成铜锭，所述混合熔体包括黑铜和铜锍，所述铜锭冷却分层以便得到黑铜层和铜锍层，分离所述黑铜层和所述铜锍层；
或者，对所述底吹熔炼得到的混合熔体进行吹炼以便得到粗铜，进而对所述粗铜进行火法精炼得到阳极铜，所述混合熔体包括黑铜和铜锍。
12.根据权利要求1所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，利用电极对处于沉降状态的所述混合熔体进行加热。
13.根据权利要求12所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，对干燥所述含铜污泥得到的烟气进行收尘处理以便得到烟尘，所述烟尘与所述干燥含铜污泥混合以便作为所述底吹熔炼的原料。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的含铜污泥的处理方法，其特征在于，所述预设压力为0.3MPa。
15.根据权利要求14所述的一种含铜污泥的处理方法，其特征在于，所述底吹喷枪与竖直方向的夹角在10度至45度的范围内。
16.根据权利要求15所述的一种含铜污泥的处理方法，其特征在于，所述底吹喷枪为两排，两排所述底吹喷枪的夹角在30度至45度的范围内。
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