公布日：2023.07.25
申请日：2023.04.20
分类号：C22B15/00(2006.01)I;C22B7/00(2006.01)I
摘要
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。
权利要求书
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0.032～0.05ngTEQ/m3，优选所述排空烟气中二噁英含量为0.008～0.012ngTEQ/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％。
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0.032～0.05ngTEQ/m3，优选排空烟气中二噁英含量为0.008～0.012ngTEQ/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。
（发明人：颜杰;郭亚光;张海鑫;李兵;吴金财;李海春;曾璐）