申请日2020.01.07
公开(公告)日2020.05.12
IPC分类号C22B7/00; C22B15/00
摘要
本发明提供了一种含铜污泥的贫化方法。上述贫化方法采用的装置包括贫化处理装置和喂线装置，贫化处理装置以电热或等离子热为热源，贫化处理装置设置有加料口、喂线孔及放锍口;贫化方法包括：将含铜污泥进行烘干，得到干料，干料的含水量≤20%;将干料和造渣剂经加料口加入贫化处理装置中，利用喂线装置经喂线孔向贫化处理装置中喂入碳粉线，使碳粉线对干料进行还原贫化处理，造渣剂中铁硅比为0.4～0.8，钙硅比为0.6～0.9。采用上述贫化方法不仅有利于提高贫化过程的反应速率、铜元素的回收率和环保性能，还有利于降低其处理成本。
权利要求书
1.一种含铜污泥的贫化方法，其特征在于，所述贫化方法中采用的装置包括贫化处理装置和喂线装置，所述贫化处理装置以电热或等离子热为热源，所述贫化处理装置设置有加料口、喂线孔及放锍口;所述贫化方法包括：
将所述含铜污泥进行烘干，得到干料，所述干料的含水量≤20%;
将所述干料和造渣剂经所述加料口加入所述贫化处理装置中，利用所述喂线装置经所述喂线孔向所述贫化处理装置中喂入碳粉线，使所述碳粉线对所述干料进行还原贫化处理，所述造渣剂中铁硅比为0.4～0.8，钙硅比为0.6～0.9。
2.根据权利要求1所述的贫化方法，其特征在于，以占所述干料的重量百分含量计，所述造渣剂的加入量为15～40%。
3.根据权利要求2所述的贫化方法，其特征在于，所述造渣剂为铁矿石和石英石，优选地，以占所述干料的重量百分含量计，所述石英砂的添加量为5～20%，所述铁矿石的添加量为5～20%。
4.根据权利要求1所述的贫化方法，其特征在于，以占所述含铜污泥的重量百分含量计，所述碳粉线中碳粉的添加量为0.1～5%。
5.根据权利要求1所述的贫化方法，其特征在于，所述还原贫化处理的温度为1200～1400℃。
6.根据权利要求5所述的贫化方法，其特征在于，所述还原贫化处理的温度为1300～1350℃。
7.根据权利要求1所述的贫化方法，其特征在于，以占所述干料的重量百分含量计，所述干料中铜元素含量为5～15%，镍元素的含量为0.15～0.5%。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的贫化方法，其特征在于，所述贫化处理装置为矿热电炉或等离子炉。
9.根据权利要求8所述的贫化方法，其特征在于，所述还原贫化处理步骤得到的产物包括铜锍、炉渣及尾气，所述贫化方法还包括将所述铜锍用于制备阳极板。
10.根据权利要求9所述的贫化方法，其特征在于，所述贫化方法还包括对所述尾气进行后处理的步骤，所述后处理步骤包括：
对所述尾气进行余热回收处理，得到冷烟气;以及
对所述冷烟气进行收尘处理。
说明书
含铜污泥的贫化方法
技术领域
本发明涉及金属冶炼领域，具体而言，涉及一种含铜污泥的贫化方法。
背景技术
为处理电镀和制造等行业产生的重金属废水，相关企业每年都会产生大量的含铜污泥。含铜污泥直接堆存可能会导致其中的重金属重新溶出，造成环境的二次污染，且其中含有铜镍等有价金属，具有较高的利用价值。
目前含铜污泥中有价金属的回收方法主要有酸浸法、氨浸法和高温熔炼法。酸浸法的主要过程是采用硫酸、盐酸或者硝酸等浸出含铜污泥中的有价金属。酸浸法浸出效率高，但具有多种金属同时浸出难以分离，并且对设备腐蚀严重，操作环境差的缺陷。氨浸法一般采用氨水溶液作为浸出剂，与污泥中的铜、镍发生络合反应，获得浸出液，再回收有价金属。氨浸法对铜、镍等有价金属具有很好的选择性，但对装置密封性要求高，浸出液易挥发，对环境危害大。高温熔炼法主要是将污泥在鼓风炉中加热到1300℃左右，配入还原剂和造渣剂，使有价金属熔融还原，氧化物造渣，得到粗铜，该法耗能较高。现有文献提供了一种提出了一种利用侧吹炉综合处理含铜污泥和废旧线路板的方法，该方法中将含铜污泥和废旧线路一起进行侧吹熔炼。该方法烟气量较大，熔池搅拌剧烈，不利于铜镍等金属的沉降。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种含铜污泥的贫化方法，以解决现有的针对含铜污泥的处理方法存在环保性差、反应条件苛刻或铜金属等回收率低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明提供了一种含铜污泥的贫化方法，贫化方法中采用的装置包括贫化处理装置和喂线装置，贫化处理装置以电热或等离子热为热源，贫化处理装置设置有加料口、喂线孔及放锍口;贫化方法包括：将含铜污泥进行烘干，得到干料，干料的含水量≤20%;将干料和造渣剂经加料口加入贫化处理装置中，利用喂线装置经喂线孔向贫化处理装置中喂入碳粉线，使碳粉线对干料进行还原贫化处理，造渣剂中铁硅比为0.4～0.8，钙硅比为0.6～0.9。
进一步地，以占干料的重量百分含量计，造渣剂的加入量为15～40%。
进一步地，造渣剂为铁矿石和石英石，优选地，以占干料的重量百分含量计，石英砂的添加量为5～20%，铁矿石的添加量为5～20%。
进一步地，以占含铜污泥的重量百分含量计，碳粉线中碳粉的添加量为0.1～5%。
进一步地，还原贫化处理的温度为1200～1400℃。
进一步地，还原贫化处理的温度为1300～1350℃。
进一步地，以占干料的重量百分含量计，干料中铜元素含量为5～15%，镍元素的含量为0.15～0.5%。
进一步地，贫化处理装置为矿热电炉或等离子炉。
进一步地，还原贫化处理步骤得到的产物包括铜锍、炉渣及尾气，贫化方法还包括将铜锍用于制备阳极板。
进一步地，贫化方法还包括对尾气进行后处理的步骤，后处理步骤包括：对尾气进行余热回收处理，得到冷烟气;以及对冷烟气进行收尘处理。
应用本发明的技术方案，由于含铜污泥中含有一定的水分，为了提高贫化方法的安全性，需要对含铜污泥进行烘干。将含铜污泥中含水量限定在20%及以下，不仅有利于提高还原贫化过程的安全性，还有利于提高还原贫化过程的反应速率。采用喂线工艺将碳粉线喂入贫化处理装置中，然后以电热或等离子热为热源对铜渣进行还原贫化处理。同时上述还原贫化处理过程中，还经加料口加入了特定组成的造渣剂。相比于其它造渣剂，在上述造渣剂的作用下，含铜污泥中的铜元素能够以较快的速度分离出来，同时铜元素等金属元素的回收率较高。此外上述贫化方法的工艺流程短，装置占地面积烟气量小，也不会产生易挥发和有害性气体，因而具有较高的环保性。在此基础上，采用上述贫化方法不仅有利于提高贫化过程的反应速率、铜元素的回收率和环保性能，还有利于降低其处理成本。（发明人郭亚光;陈学刚;裴忠冶）