CN116479256A - 连续炼铜过程中搭配处理废电路板与含铜污泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种连续炼铜过程中搭配处理废电路板与含铜污泥的方法。该方法包括步骤S1，富氧空气中，将包括含铜污泥、废电路板、铜精矿、熔剂的原料进行熔炼，得到铜锍、熔炼渣和烟气烟尘；步骤S2，在含氧气氛中，将包括铜锍、燃料、造渣剂的原料进行连续吹炼，得到粗铜、吹炼渣与烟气烟尘；步骤S3，将粗铜进行回转式阳极炉精炼，得到阳极铜、精炼渣和烟气；以及步骤S4，将阳极铜进行电解，得到铜阴极板和阳极泥。以上方法旨在铜冶炼过程中同时处理危险废物废电路板和含铜污泥，实现其中铜、金、银等有价金属的高效绿色综合回收，降低堆存和处理成本，且以上方法无需对原料进行复杂的预处理，有助于进一步地降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及连续炼铜技术领域，具体而言，涉及一种连续炼铜过程中搭配处理废电路板与含铜污泥的方法。
背景技术
当今铜冶炼技术朝着强化、高效、绿色环保、综合回收的方向发展，连续炼铜工艺呈现多样化，在金、银等贵金属回收方面技术成熟，回收率高。
随着技术发展和社会进步，大量电子设备开始报废，拆解过程中产生数量较大的废电路板，由于多数废电路板含有铅、汞等有害元素且其有机组元中含有的环氧树脂、阻燃剂等如不能得到妥善处置会产生大量致癌有害物质，废电路板属于危险废物；但由于其含有铜、金、银、铂、钯、锡、镍、锌等有价金属，具有较高的回收利用价值。
电镀过程中产生的污水处理后得到的污泥中含有铜等有价金属元素，但不同工艺产出的污泥成分种类和含量差异较大，由于含铜污泥的产生原理及其自身性质被列为危险废物，如不能得到妥善处置，易造成污染，但其中含有有价金属具有较高的资源化价值。
申请号202010757311.8的专利申请中提到一种在奥斯麦特炉中搭配处理铜精矿、废电路板、脱硫石膏的方法和装置。该方法首先将废电路板拆解取出铁、铝、铜丝等杂质后再破碎，将拆解破碎后的废电路板与铜精矿、脱硫石膏混合造粒后进入奥炉熔炼，其中脱硫石膏加入主要利用其中钙与氯化物反应固定成高沸点氯化钙，减少二噁英产生所需的氯化物等，但拆解流程长、设备复杂、投资大、拆解过程污染严重且处理成本较高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种连续炼铜过程中搭配处理废电路板与含铜污泥的方法，以解决现有技术中搭配处理铜精矿、废电路板等存在拆解流程长、设备复杂、投资大、拆解过程污染严重且处理成本较高的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种连续炼铜过程中搭配处理废电路板与含铜污泥的方法，该方法包括步骤S1，富氧空气中，将包括含铜污泥、废电路板、铜精矿、熔剂的原料进行熔炼，得到铜锍、熔炼渣和烟气烟尘；步骤S2，在含氧气氛中，将包括铜锍、燃料、造渣剂的原料进行连续吹炼，得到粗铜、吹炼渣与烟气烟尘；步骤S3，将粗铜进行回转式阳极炉精炼，得到阳极铜、精炼渣和烟气；以及步骤S4，将阳极铜进行电解，得到铜阴极板和阳极泥。
进一步地，上述步骤S1还包括对废电路板预先进行除锡和破碎的步骤，优选破碎后的废电路板的粒径为10～50mm，优选破碎后的废电路板的含锡率为3～5％；优选步骤S1还包括对含铜污泥预先进行脱水的步骤，优选脱水后的含铜污泥的含水率为10～15％。
进一步地，上述方法还包括：将步骤S1中的烟气烟尘依次进行锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理，得到排空烟气，优选烟气烟尘的二噁英含量为0.032～0.05ng TEQ/m3，优选排空烟气中二噁英含量为0.008～0.012ng TEQ/m3。
进一步地，上述步骤S1中，以含铜污泥的干基计，含铜污泥、废电路板、铜精矿的投料比为2～6:4～10:50～100，优选原料还包括冷料，冷料为铜精矿的5～8wt％，优选冷料选自吹炼渣、渣精矿、精炼渣中的任意一种或多种；优选富氧空气中氧气的体积含量为60～90％；优选熔剂为铜精矿的10～15wt％，优选熔剂选自石英石、生石灰、白云石、石英砂中的任意一种或多种，优选熔剂为石英石；优选熔炼选自底吹熔炼、侧吹熔炼、顶吹熔炼中的任意一种，优选熔炼在熔炼炉中进行。
进一步地，上述步骤S1中，铜锍中的铜品位为65～75％，金、银捕集率达到98％以上，铂钯的捕集率达到99％以上。
进一步地，上述步骤S2中，含氧气氛中氧气的体积含量为24～34％；优选燃料为块煤，优选块煤的块煤率为0.5～1％，优选块煤的粒度为5～15mm。
进一步地，上述方法还包括：将步骤S2中的烟气烟尘依次进行锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理，得到排空烟气，优选将吹炼渣返回步骤S1作为部分冷料，和/或将吹炼渣返回步骤S2作为部分冷料；优选连续吹炼为底吹吹炼或多枪顶吹吹炼，优选连续吹炼在吹炼炉中进行。
进一步地，上述步骤S2中，连续吹炼为底吹吹炼时，造渣剂为铁硅渣，优选铁硅渣中的Fe/SiO2＝0.8～1.2：1；优选连续吹炼为多枪顶吹吹炼时，造渣剂为铁钙渣，优选铁钙渣中的Fe/CaO＝2.3～2.5：1；优选粗铜含铜量＞98.5％，优选熔炼为底吹熔炼时，金的总回收率达到98％以上，银的总回收率达到97％以上；优选熔炼为侧吹熔炼时，金的总回收率达到97％以上，银的总回收率达到96％以上。
进一步地，上述步骤S3中，将包括废阳极、燃料和富氧空气进行回转式阳极炉精炼，优选废阳极为浇铸废板和/或残极，优选燃料选自天然气、柴油、粉煤中的任意一种或多种；优选富氧空气中氧气的体积含量为60～90％；优选将精炼渣返回步骤S1作为部分冷料，和/或将精炼渣返回步骤S2作为部分冷料。
进一步地，上述铜的总回收率＞98％。
应用本申请的技术方案，本申请的以上方法旨在铜冶炼过程中同时处理危险废物废电路板和含铜污泥，实现其中铜、金、银等有价金属的高效绿色综合回收，降低堆存和处理成本。具体地，借助铜熔炼过程中过剩热量形成的高温条件和富氧空气，充分利用铜精矿分解产生的单质硫作为还原剂，该还原剂还原含铜污泥中铜等有价金属氧化物成为铜锍，利用铜熔炼过程的高温条件促进废电路板中有机物的燃烧，降低了废电路板的处置难度和成本，同时产生热量，从而避免单独处理含铜污泥需用大量的碳质还原剂或燃料；并利用含铜污泥中的钙作为固化剂固化废电路板中的氯，抑制烟气冷却过程中二噁英产生所需的氯化物，产出无害烟气，有效改善环境。同时利用铜熔炼过程的高温条件处置含铜污泥，在回收其中有价金属的同时将其它物质冶炼成火法渣成为一般固废，产出的无害尾渣应用于水泥厂作为添加剂。可见，以上方法可成功实现大批量、无害化、低成本处置危险废物的目的，同时回收其中的有价金属元素，进而使得连续炼铜过程中搭配处理废电路板的方法兼具绿色环保性、安全可靠性与较高的经济效益。且以上方法无需对原料进行复杂的预处理，避免了现有技术中湿法处置产生废酸废渣、富氧浓度低需额外配煤等燃料的问题，进一步地，有助于从装置上充分利用连续炼铜装置，低设备成本地处理上述危废。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例1提供的一种连续炼铜过程中搭配处理废电路板与含铜污泥的处理工艺流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如本申请背景技术所分析的，现有技术中搭配处理铜精矿、废电路板等存在拆解流程长、设备复杂、投资大、拆解过程污染严重且处理成本较高的问题，为了解决该问题，本申请提供了一种连续炼铜过程中搭配处理废电路板与含铜污泥的方法。
在本申请的一种实施方式中，提供了一种连续炼铜过程中搭配处理废电路板与含铜污泥的方法，该方法包括：步骤S1，富氧空气中，将包括含铜污泥、废电路板、铜精矿、熔剂的原料进行熔炼，得到铜锍、熔炼渣和烟气烟尘；步骤S2，在含氧气氛中，将包括铜锍、燃料、造渣剂的原料进行连续吹炼，得到粗铜、吹炼渣与烟气烟尘；步骤S3，将粗铜进行回转式阳极炉精炼，得到阳极铜、精炼渣和烟气；以及步骤S4，将阳极铜进行电解，得到铜阴极板和阳极泥。
本申请的以上方法旨在铜冶炼过程中同时处理危险废物废电路板和含铜污泥，实现其中铜、金、银等有价金属的高效绿色综合回收，降低堆存和处理成本。具体地，借助铜熔炼过程中过剩热量形成的高温条件和富氧空气，充分利用铜精矿分解产生的单质硫作为还原剂，该还原剂还原含铜污泥中铜等有价金属氧化物成为铜锍，利用铜熔炼过程的高温条件促进废电路板中有机物的燃烧，降低了废电路板的处置难度和成本，同时产生热量，从而避免单独处理含铜污泥需用大量的碳质还原剂或燃料；并利用含铜污泥中的钙作为固化剂固化废电路板中的氯，抑制烟气冷却过程中二噁英产生所需的氯化物，产出无害烟气，有效改善环境。同时利用铜熔炼过程的高温条件处置含铜污泥，在回收其中有价金属的同时将其它物质冶炼成火法渣成为一般固废，产出的无害尾渣应用于水泥厂作为添加剂。可见，以上方法可成功实现大批量、无害化、低成本处置危险废物的目的，同时回收其中的有价金属元素，进而使得连续炼铜过程中搭配处理废电路板的方法兼具绿色环保性、安全可靠性与较高的经济效益。且以上方法无需对原料进行复杂的预处理，避免了现有技术中湿法处置产生废酸废渣、富氧浓度低需额外配煤等燃料的问题，进一步地，有助于从装置上充分利用连续炼铜装置，低设备成本地处理上述危废。
在本申请的一种实施例中，上述步骤S1还包括对废电路板预先进行除锡和破碎的步骤，优选破碎后的废电路板的粒径为10～50mm，优选破碎后的废电路板的含锡率为3～5％；优选步骤S1还包括对含铜污泥预先进行脱水的步骤，优选脱水后的含铜污泥的含水率为10～15％。
步骤S1的入炉原料根据冶金计算结果，由皮带输送装置通过熔炼炉的炉顶加料口加入到熔炼炉中进行熔炼，铜镍金银铂钯等富集进入铜锍层回收、有机物质进行高温燃烧、其它杂质参与造渣；含铜污泥中钙进入渣中固定废电路板中氯(含铜污泥中自身还有钙氧化物，常见含铜污泥中钙元素的含量为5～20wt％)，减少烟气降温过程中生成二噁英所需的氯(一方面，常见硅铁等氯化物的沸点低，易挥发，导致在烟气冷却过程中有大量二噁英产生所需的氯化物，本申请充分利用含铜污泥中钙作为废电路板中氯的固化剂形成沸点达到1600℃的氯化钙(远高于其他氯化物的沸点)，远高于铜冶炼温度(1150～1300℃)，即将氯固化在渣中，从而避免或减少了烟气冷却过程中，由于有氯化物的存在产生二噁英)；废电路板有机物和铜精矿分解出的硫用于还原含铜污泥中铜镍氧化物，避免含铜污泥处理另需还原剂；废电路板有机物质燃烧、铜精矿熔炼放热为含铜污泥处理提供热量，避免含铜污泥的处置另需大量燃料。
通过对废电路板进行破碎得到以上粒径范围的废电路板更有利于增大熔炼过程中其与其它原料的接触面积，从而尽可地将其中的有价金属和其它杂质分离，回收其中的有价金属。对含铜污泥进行脱水，得到以上含水率的含铜污泥有助于降低其中的水所消耗的热量，提高熔炼的效率。优选含铜污泥中的5～20wt％的钙元素作为固化剂用于固定废电路板中的氯元素，从而极大地降低减少烟气降温过程中生成二噁英所需的氯，进而降低烟气烟尘中二噁英的含量。废电路板含锡比较高，对废电路板的预处理，有助于降低其锡含量，金属锡主要在熔炼和连续吹炼过程中挥发进入烟气，在烟气除尘过程中大部分进入电收尘器收下的白烟尘中进行金属锡的回收。
在本申请的一种实施例中，上述方法还包括：将步骤S1中的烟气烟尘依次进行锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理，得到排空烟气，优选烟气烟尘的二噁英含量为0.032～0.05ng TEQ/m3，优选排空烟气中二噁英含量为0.008～0.012ng TEQ/m3。
优选的以上方法有助于使烟气烟尘的二噁英含量降低在上述范围内，从而从根源上极大地降低了烟气烟尘中二噁英的含量。通过烟气烟尘依次进行锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理，不仅能够回收其中的热量，还能够进一步地降低其中二噁英的含量，从而使排空烟气能够达标排放，进而尽可能地降低其对环境的污染，优选将熔炼渣返回步骤S1作为部分冷料有助于减少废渣堆存，又同时有助于提高废物资源化和降低成本。
在本申请的一种实施例中，上述步骤S1中，以含铜污泥的干基计，含铜污泥、废电路板、铜精矿的投料比为2～6:4～10:50～100，优选原料还包括冷料，冷料为铜精矿的5～8wt％，优选冷料选自吹炼渣、渣精矿、精炼渣中的任意一种或多种；优选富氧空气中氧气的体积含量为60～90％；优选熔剂为铜精矿的10～15wt％，优选熔剂选自石英石、生石灰、白云石、石英砂中的任意一种或多种，优选熔剂为石英石；优选熔炼选自底吹熔炼、侧吹熔炼、顶吹熔炼中的任意一种，优选熔炼在熔炼炉中进行。
含铜污泥、废电路板、铜精矿的投料比有助于三者之间更充分地进行协同配合，从而兼顾以下几方面：利用铜精矿的高温条件的基础上，处置废电路板中的有机物的同时又能够为整个体系提供燃料，利用铜精矿分解产生的单质硫还原含铜污泥中铜等有价金属氧化物。冷料的种类及其用量有助于对熔炼体系的温度进行调控，从而有助于维持熔炼体系温度的稳定，熔剂的种类及其用量均有助于提高熔体的流动性，并促进铜锍与熔炼渣的分离；熔炼炉上部利用漏风或添加二次燃烧空气/富氧空气，使得废电路板中的有机物在熔池上部充分地进行高温燃烧，从而减少了二噁英的产生。
通过本申请的以上制备方法，铜镍金银铂钯等进入铜锍，且使上述步骤S1中铜锍中的铜品位为65～75％，金、银捕集率达到98％以上，铂钯的捕集率达到99％以上。
在本申请的一种实施例中，上述步骤S2中，含氧气氛中氧气的体积含量为24～34％；优选燃料为块煤，优选块煤的块煤率为0.5～1％，优选块煤的粒度为5～15mm。
优选的含氧气氛中的氧气含量、块煤的粒度和块煤率有利于提高二者的接触面积，为体系提供足够的热量。
在本申请的一些优选的实施例中，上述方法还包括：将步骤S2中的烟气烟尘依次进行锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理，得到排空烟气，优选将吹炼渣返回步骤S1作为部分冷料，和/或将吹炼渣返回步骤S2作为部分冷料，从而有助于减少废渣堆存，又同时有助于提高废物资源化和降低成本。优选上述步骤S2中，连续吹炼为底吹吹炼或多枪顶吹吹炼，优选连续吹炼在吹炼炉中进行，从而更简便地对铜锍中的有价金属进行提炼。
在本申请的一种实施例中，上述步骤S2中，连续吹炼为底吹吹炼时，造渣剂为铁硅渣，优选铁硅渣中的Fe/SiO2＝0.8～1.2：1；优选连续吹炼为多枪顶吹吹炼时，造渣剂为铁钙渣，优选铁钙渣中的Fe/CaO＝2.3～2.5：1；优选粗铜含铜量＞98.5％，优选熔炼为底吹熔炼时，金的总回收率达到98％以上，银的总回收率达到97％以上；优选熔炼为侧吹熔炼时，金的总回收率达到97％以上，银的总回收率达到96％以上。
铜锍经过溜槽间断或连续的排放进入到连续吹炼炉中，铜锍经过连续吹炼得到含镍金银铂钯的粗铜，根据不同工艺选择不同渣型，优选的以上连续吹炼对应的造渣剂种类有助于尽可能地降低粗铜中的杂质，并促进粗铜、吹炼渣的高效分离。优选的以上种类的熔炼方式，均能够使金、银的回收率达到较高的值，从而充分地回收了废电路板中的金、银等有价金属。其中所用铁钙渣的钙铁比有助于在足够的热量下将铜锍中的有价金属进行分离，进一步地优选造渣的钙铁比为2.3:1或2.4:1或2.5:1。
在本申请的一种实施例中，上述步骤S3中，将包括废阳极、燃料和富氧空气进行回转式阳极炉精炼，优选废阳极为浇铸废板和/或残极，优选燃料选自天然气、柴油、粉煤中的任意一种或多种；优选将精炼渣返回步骤S1作为部分冷料，和/或将精炼渣返回步骤S2作为部分冷料。
通过以上回转式阳极炉精炼使铜和金银铂钯等有价金属得到进一步地的富集。
在以上铜锍、粗铜连续排放转运过程产生的环保烟气经过烟气处理达标后排放。
由吹炼炉虹吸并从铜口排放出的粗铜通过溜槽交替连续流入2台回转式阳极炉中进行火法精炼，阳极炉设置两台交替作业；粗铜进入到阳极炉中后先氧化后还原，产出品质优良的阳极铜；产出的合格阳极铜通过溜槽进入阳极浇铸机；产出的精炼渣有组织的放出到渣包中，经冷却破碎后作为冷料返回熔炼或吹炼炉；回转式阳极炉精炼得到的烟气经过烟气处理系统达标后排放。
阳极铜经电解获得高纯的铜阴极板和阳极泥，金银等存在于阳极泥中，从阳极泥中回收金银铂钯等金属，其中的铂钯精矿外售或进一步提炼纯铂、纯钯。
在本申请的一些优选的实施例中，废电路板有机物燃烧进入烟气经过烟气处理及收尘后制酸，其它杂质元素进入渣中，铜的总回收率＞98％，从而最大限度地对含铜污泥、废电路板、铜精矿中有价金属进行回收。
以上整个冶炼过程中产出的烟尘可直接进入熔炼炉也可造球后入熔炼炉。
下面结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。
实施例1
参考图1所示的连续炼铜过程中搭配处理废电路板与含铜污泥的处理工艺流程示意图进行处理：
步骤S1，含铜污泥干燥至含水10％，废电路板经脱锡(脱锡后含锡率为3％)和破碎至50mm，采用底吹+底吹连续吹炼工艺，年处理铜精矿50万t，干基含铜污泥2万t(入炉含水10％)、脱锡废电路板4万t。铜精矿、含铜污泥、破碎后废电路板、石英石、熔炼渣(为铜精矿的8wt％)等物料经配料后加入到底吹熔炼炉；在底吹熔炼炉中鼓入富氧空气(氧气含量为80％)与铜精矿反应、废电路板燃烧，为熔炼提供热量，含铜污泥中20wt％的钙元素与氯反应形成氯化钙将氯固定在渣中，降低烟气冷却过程产生二噁英所需氯；反应完成后，金银铂等重金属进入铜锍，氯、石英石、含铜污泥中铁硅钙等、废电路板中铁等与铜精矿中铁等造渣；铜锍(铜品位为75％，金银铂钯的回收率达到99％以上)与熔炼渣分离后沉降在底部，底吹熔炼炉内烟气烟尘中有机物二噁英含量0.05ng TEQ/m3，经过锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理后进入尾气吸收塔处理后排空，排空烟气中二噁英含量为0.016ng TEQ/m3，符合国家规定。
步骤S2，氧气含量为30％的含氧气氛中，65％的铜锍连续的排出进入底吹连续吹炼炉，与5mm的块煤(块煤率为0.5％)、造渣剂(铁硅渣，Fe/SiO2＝1：1)进行吹炼得到粗铜(98.7％)、吹炼渣与烟气烟尘，金银铂等贵金属富集在粗铜中，烟气烟尘依次进行锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理，得到排空烟气，烟气烟尘中无二噁英产生。
步骤S3，将浇铸废板、天然气、粗铜在富氧空气(氧气含量为60％)中经回转式阳极炉精炼，得阳极铜、精炼渣和烟气。
步骤S4，阳极铜电解得到铜阴极板和阳极泥，从阳极泥中回收金银铂钯等贵金属，其中金的总回收率、银的总回收率、铜的总回收率见表1。
实施例2
步骤S1，含铜污泥干燥至含水15％，废电路板经脱锡(脱锡后含锡率为5％)和破碎至10mm，采用侧吹+多枪顶吹吹炼工艺，年处理铜精矿100万t，干基含铜污泥6万t(入炉含水10％)、脱锡废电路板10万t。铜精矿、含铜污泥、破碎后废电路板、石英石、熔炼渣(为铜精矿的5wt％)等物料经配料后加入到侧吹熔炼炉；在侧吹熔炼炉中鼓入富氧空气(氧气含量为90％)与铜精矿反应、废电路板燃烧，为熔炼提供热量，含铜污泥中20wt％的钙元素与氯反应形成氯化钙将氯固定在渣中，降低烟气冷却过程产生二噁英所需氯；反应完成后，金银铂等重金属进入铜锍，氯、石英石、含铜污泥中铁硅钙等、废电路板中铁等与铜精矿中铁等造渣；铜锍(铜品位为75％，金银铂钯的回收率达到99％以上)与熔炼渣分离后沉降在底部，侧吹熔炼炉内烟气烟尘中有机物二噁英含量0.032ng TEQ/m3，经过锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理后进入尾气吸收塔处理后排空，排空烟气中二噁英含量为0.01ng TEQ/m3，符合国家规定。
步骤S2，氧气含量为34％的含氧气氛中，65％的铜锍连续的排出进入多枪顶吹吹炼炉，与10mm的块煤(块煤率为1％)、造渣剂(铁钙渣，Fe/CaO＝2.3:1)进行吹炼得到粗铜(98.7％)、吹炼渣与烟气烟尘，金银铂等贵金属富集在粗铜中，烟气烟尘依次进行锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理，得到排空烟气，其中，烟气烟尘中无二噁英产生。
步骤S3，将浇铸废板、天然气、粗铜在富氧空气(氧气含量为60％)中经回转式阳极炉精炼，得阳极铜、精炼渣和烟气。
步骤S4，阳极铜电解得到铜阴极板和阳极泥，从阳极泥中回收金银铂钯等贵金属，其中金的总回收率、银的总回收率、铜的总回收率见表1。
实施例3
与实施例1的区别在于，步骤S1中含铜污泥、废电路板、铜精矿的投料比为6:10:100，最终得到铜阴极板和阳极泥。
实施例4
与实施例1的区别在于，骤S1中含铜污泥、废电路板、铜精矿的投料比为4:6:80，最终得到铜阴极板和阳极泥。
实施例5
与实施例1的区别在于，骤S1中含铜污泥、废电路板、铜精矿的投料比为1:4:40，最终得到铜阴极板和阳极泥。
实施例6
与实施例2的区别在于，步骤S2中，铁钙渣中Fe/CaO＝2.3:1，最终得到铜阴极板和阳极泥。
实施例7
与实施例2的区别在于，步骤S2中，铁钙渣中Fe/CaO＝2.5:1，最终得到铜阴极板和阳极泥。
实施例8
与实施例2的区别在于，步骤S2中，铁钙渣中Fe/CaO＝2.2:1，最终得到铜阴极板和阳极泥。
实施例9
与实施例1的区别在于，步骤S2中，铁硅渣中Fe/SiO2＝1.2:1，最终得到铜阴极板和阳极泥。
实施例10
与实施例1的区别在于，步骤S2中，铁硅渣中Fe/SiO2＝1.5:1，最终得到铜阴极板和阳极泥。
实施例11
与实施例2的区别在于，步骤S1，含铜污泥干燥至含水15％，废电路板经脱锡(脱锡后含锡率为3％)和破碎至30mm，采用侧吹+多枪顶吹吹炼工艺，年处理铜精矿100万t，干基含铜污泥6万t(入炉含水10％)、脱锡废电路板10万t。铜精矿、含铜污泥、破碎后废电路板、石英石、熔炼渣(为铜精矿的8wt％)等物料经配料后加入到侧吹熔炼炉；在侧吹熔炼炉中鼓入富氧空气(氧气含量为60％)与铜精矿反应、废电路板燃烧，为熔炼提供热量，含铜污泥中10wt％的钙元素与氯反应形成氯化钙将氯固定在渣中，降低烟气冷却过程产生二噁英所需氯；反应完成后，金银铂等重金属进入铜锍，氯、石英石、含铜污泥中铁硅钙等、废电路板中铁等与铜精矿中铁等造渣；铜锍(铜品位为80％，金银铂钯的回收率达到99％以上)与熔炼渣分离后沉降在底部，侧吹熔炼炉内烟气烟尘经过锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理后进入尾气吸收塔处理后排空，所得排空烟气符合国家规定，最终得到铜阴极板和阳极泥。
实施例12
与实施例2的区别在于，步骤S2，氧气含量为24％的含氧气氛中，73％的铜锍连续的排出进入多枪顶吹吹炼炉，与5mm的块煤、造渣剂(铁钙渣，Fe/CaO＝2.3：1)进行吹炼得到粗铜(99％)、吹炼渣与烟气烟尘，金银铂等贵金属富集在粗铜中，烟气烟尘依次进行锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理，得到排空烟气，其中，烟气烟尘中无二噁英产生。
实施例13
与实施例2的区别在于，步骤S3，将浇铸废板、天然气、粗铜在富氧空气(氧气含量为90％)中经回转式阳极炉精炼，得阳极铜、精炼渣和烟气，最终得到铜阴极板和阳极泥。
分别测定上述实施例1～13中金的总回收率、银的总回收率、铜的总回收率以及步骤S1中烟气烟尘和排空烟气中二噁英的含量，结果如下表1所示。
表1
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本申请的以上方法旨在铜冶炼过程中同时处理危险废物废电路板和含铜污泥，实现其中铜、金、银等有价金属的高效绿色综合回收，降低堆存和处理成本。具体地，借助铜熔炼过程中过剩热量形成的高温条件和富氧空气，充分利用铜精矿分解产生的单质硫作为还原剂，该还原剂还原含铜污泥中铜等有价金属氧化物成为铜锍，利用铜熔炼过程的高温条件促进废电路板中有机物的燃烧，降低了废电路板的处置难度和成本，同时产生热量，从而避免单独处理含铜污泥需用大量的碳质还原剂或燃料；并利用含铜污泥中的钙作为固化剂固化废电路板中的氯，抑制烟气冷却过程中二噁英产生所需的氯化物，产出无害烟气，有效改善环境。同时利用铜熔炼过程的高温条件处置含铜污泥，在回收其中有价金属的同时将其它物质冶炼成火法渣成为一般固废，产出的无害尾渣应用于水泥厂作为添加剂。可见，以上方法可成功实现大批量、无害化、低成本处置危险废物的目的，同时回收其中的有价金属元素，进而使得连续炼铜过程中搭配处理废电路板的方法兼具绿色环保性、安全可靠性与较高的经济效益。且以上方法无需对原料进行复杂的预处理，避免了现有技术中湿法处置产生废酸废渣、富氧浓度低需额外配煤等燃料的问题，进一步地，有助于从装置上充分利用连续炼铜装置，低设备成本地处理上述危废。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种连续炼铜过程中搭配处理废电路板与含铜污泥的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1，富氧空气中，将包括含铜污泥、废电路板、铜精矿、熔剂的原料进行熔炼，得到铜锍、熔炼渣和烟气烟尘；
步骤S2，在含氧气氛中，将包括所述铜锍、燃料、造渣剂的原料进行连续吹炼，得到粗铜、吹炼渣与烟气烟尘；
步骤S3，将所述粗铜进行回转式阳极炉精炼，得到阳极铜、精炼渣和烟气；以及
步骤S4，将所述阳极铜进行电解，得到铜阴极板和阳极泥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括对所述废电路板预先进行除锡和破碎的步骤，优选破碎后的所述废电路板的粒径为10～50mm，优选破碎后的所述废电路板的含锡率为3～5％；优选所述步骤S1还包括对所述含铜污泥预先进行脱水的步骤，优选脱水后的所述含铜污泥的含水率为10～15％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述步骤S1中的所述烟气烟尘依次进行锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理，得到排空烟气，
优选所述烟气烟尘的二噁英含量为0.032～0.05ng TEQ/m3，优选所述排空烟气中二噁英含量为0.008～0.012ng TEQ/m3。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，以所述含铜污泥的干基计，所述含铜污泥、所述废电路板、所述铜精矿的投料比为2～6:4～10:50～100，
优选所述原料还包括冷料，所述冷料为所述铜精矿的5～8wt％，优选所述冷料选自吹炼渣、渣精矿、精炼渣中的任意一种或多种；
优选所述富氧空气中氧气的体积含量为60～90％；
优选所述熔剂为所述铜精矿的10～15wt％，优选所述熔剂选自石英石、生石灰、白云石、石英砂中的任意一种或多种，优选所述熔剂为石英石；
优选所述熔炼选自底吹熔炼、侧吹熔炼、顶吹熔炼中的任意一种，优选所述熔炼在熔炼炉中进行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述铜锍中的铜品位为65～75％，金、银捕集率达到98％以上，铂钯的捕集率达到99％以上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述含氧气氛中氧气的体积含量为24～34％；优选所述燃料为块煤，优选所述块煤的块煤率为0.5～1％，优选所述块煤的粒度为5～15mm。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述步骤S2中的所述烟气烟尘依次进行锅炉回收余热处理、收尘、烟气制酸处理，得到排空烟气，
优选将所述吹炼渣返回所述步骤S1作为部分冷料，和/或将所述吹炼渣返回所述步骤S2作为部分冷料；
优选所述连续吹炼为底吹吹炼或多枪顶吹吹炼，优选所述连续吹炼在吹炼炉中进行。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述连续吹炼为底吹吹炼时，所述造渣剂为铁硅渣，优选所述铁硅渣中的Fe/SiO2＝0.8～1.2：1；优选所述连续吹炼为多枪顶吹吹炼时，所述造渣剂为铁钙渣，优选所述铁钙渣中的Fe/CaO＝2.3～2.5：1；优选所述粗铜含铜量＞98.5％，优选所述熔炼为底吹熔炼时，金的总回收率达到98％以上，银的总回收率达到97％以上；优选所述熔炼为侧吹熔炼时，金的总回收率达到97％以上，银的总回收率达到96％以上。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，将包括废阳极、燃料和富氧空气进行所述回转式阳极炉精炼，优选所述废阳极为浇铸废板和/或残极，优选所述燃料选自天然气、柴油、粉煤中的任意一种或多种；优选所述富氧空气中氧气的体积含量为60～90％；优选将所述精炼渣返回所述步骤S1作为部分冷料，和/或将所述精炼渣返回所述步骤S2作为部分冷料。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，铜的总回收率＞98％。
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