一种富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼炉处理含铜铅锡锌镍多金属工业固废的方法技术

本发明专利技术属于工业固废处理技术领域，特别涉及一种富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼炉处理含铜铅锡锌镍多金属工业固废的方法。本发明专利技术对含铜铅锡锌镍多金属工业固废进行富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼，强化反应过程传热传质，提高冶炼效率，有利于原料中铜和镍元素以硫化物或金属态富集，同时利用生成的熔锍对贵金属的强亲和力回收电子废料中微量贵金属元素，共同沉积在熔体下部，提高金属回收率；在富氧侧吹混沌搅拌的条件下配合熔炼温度，使含铜铅锡锌镍多金属工业固废中含有的锡、铅、砷、锑、铋和锌挥发进入烟尘，以与熔锍分离；含铜铅锡锌镍多金属工业固废和燃料中有毒、有害的有机物高温分解转化为无毒物质，有利于保证熔渣无害。

【技术实现步骤摘要】
一种富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼炉处理含铜铅锡锌镍多金属工业固废的方法
本专利技术属于工业固废处理
，特别涉及一种富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼炉处理含铜铅锡锌镍多金属工业固废的方法。
技术介绍
多金属工业固废有矿相复杂和有价金属品位低的特点，对其进行低成本高效资源化利用成为研究难点，如电子废料、铜冶炼渣(黑铜渣)金属元素种类多，中矿中有价金属品位较低，各自的回收资源化工艺均存在处理困难、成本高的问题。电子废料主要由金属、塑料及玻璃组成，其金属含量高达50wt.％以上。中国专利申请CN110184462A公开了一种电子废料的冶炼方法，将电子废料、造渣剂及燃料(焦炭/煤粉)混合后投入到含有熔炼区和烟化区的富氧侧吹炉内进行冶炼，最终得到含铜、锡和铁的合金。但在同一炉内控制不同区间的温度，技术难度大，增加了冶炼成本；而且电子废料中有价金属元素主要以金属态形式赋存，采用高温氧化熔炼技术将直接导致部分金属以氧化态形式进入渣相，金属回收率低；此外，单纯对电子废料进行熔炼，造渣难度大，冶炼难以顺利进行。铜冶炼厂净化电解液过程中产生的黑铜渣富含铜、砷、锑、铋、铅和镍等有价金属，而砷及其化合物的存在大大增加了综合利用黑铜渣的难度。若将黑铜渣返回炼铜工艺熔炼炉内无疑将造成砷、锑和铋的恶性循环，严重影响电解铜质量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼炉处理含铜铅锡锌镍多金属工业固废的方法，采用富氧侧吹快速实现熔体混沌搅拌，强化反应过程传热传质，提高冶炼效率，实现了对电子废料、黑铜渣和中矿固废的同步处理，具有工艺简单、金属回收率高的特点。为了实现上述专利技术的目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼炉处理含铜铅锡锌镍多金属工业固废的方法，包括以下步骤：将含铜铅锡锌镍多金属工业固废、熔剂和燃料混合，采用富氧侧吹进行混沌搅拌熔池熔炼，得到熔体和逸出的烟气，所述熔体包括下部的熔锍和上部的熔渣；所述含铜铅锡锌镍多金属工业固废包括电子废料、黑铜渣和中矿；所述中矿包括铜中矿和/或锡中矿；所述混沌搅拌熔池熔炼的温度为1150～1280℃；对所述熔锍、熔渣和烟气分别进行后处理，得到资源回收产物；所述混沌搅拌熔池熔炼中熔锍的厚度为40～60cm，熔渣的厚度为50～70cm；所述富氧侧吹为：在距离熔渣上表面以下30～50cm处喷吹富氧空气；所述富氧空气包括氧气与空气；所述富氧空气中氧气的含量为40～60vol.％。优选的，所述含铜铅锡锌镍多金属工业固废包括以下质量含量的元素：Cu5～20.0％、Ni0.5～10.0％、Sn0.1～10.0％、Pb0.1～10.0％、Zn0.1～5.0％、Fe5.0～20.0％、Si0.5～15.0％和Ca1.0～10.0％。优选的，所述含铜铅锡锌镍多金属工业固废的粒度≤100mm；所述含铜铅锡锌镍多金属工业固废的含水率≤13％。优选的，所述熔剂包括CaO、SiO2和FeS2中的一种或多种；所述熔剂和含铜铅锡锌镍多金属工业固废的质量比为(0.1～0.3)：1。优选的，所述燃料为含碳固废；所述燃料中固定碳的质量含量≥62％，粒度为100～200目；所述燃料和含铜铅锡锌镍多金属工业固废的质量比为(0.05～0.1)：1。优选的，所述含铜铅锡锌镍多金属工业固废、熔剂和燃料混合所得的混合原料的化学组成包括SiO2、CaO和Al2O3、Fe和Fe的氧化物；所述混合原料中全Fe和SiO2的质量比为(0.6～1.2)：1，所述全Fe包括Fe和Fe的氧化物；CaO和SiO2的质量比为(0.1～0.5)：1；Al2O3≤7wt.％。优选的，所述富氧空气中的氧为燃料中的碳完全燃烧情况下化学当量的1.2～1.5倍。优选的，所述混沌搅拌熔池熔炼的时间为50～80min。优选的，所述富氧空气的喷吹为变频流量喷吹；所述变频流量喷吹中流量波动为-20～20％；所述变频流量喷吹中富氧空气的流量符合式I：式I中，μ＝4，xt为瞬时流量，xmax为最大流量。优选的，所述混沌搅拌熔池熔炼中熔炼炉内氧气分压的对数为-8～-6，硫分压的对数为-7～-5。本专利技术提供了一种富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼炉处理含铜铅锡锌镍多金属工业固废的方法，包括以下步骤：将含铜铅锡锌镍多金属工业固废、熔剂和燃料混合，采用富氧侧吹进行混沌搅拌熔池熔炼，得到熔体和逸出的烟气，所述熔体包括下部的熔锍和上部的熔渣；所述含铜铅锡锌镍多金属工业固废包括电子废料、黑铜渣和中矿；所述中矿包括铜中矿和/或锡中矿；所述混沌搅拌熔池熔炼的温度为1150～1280℃；对所述熔锍、熔渣和烟气分别进行后处理，得到资源回收产物；所述混沌搅拌熔池熔炼中熔锍的厚度为40～60cm，熔渣的厚度为50～70cm；所述富氧侧吹为：在距离熔渣上表面以下30～50cm处喷吹富氧空气；所述富氧空气包括氧气与空气；所述富氧空气中氧气的含量为40～60vol.％。本专利技术对含铜铅锡锌镍多金属工业固废进行富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼，通过富氧侧吹快速实现熔炼过程中的熔体混沌搅拌，强化反应过程传热传质，提高冶炼效率，有利于原料中铜和镍元素以硫化物或金属态富集，同时利用生成的熔锍对贵金属(如金、银和铂中的一种或多种)的强亲和力回收电子废料中微量贵金属元素，共同沉积在熔体下部，有利于提高金属回收率；在富氧侧吹混沌搅拌的条件下同时控制熔炼温度，有利于含铜铅锡锌镍多金属工业固废中含有的锡、铅、砷、锑、铋和锌挥发进入烟尘，有利于提高烟尘中金属元素含量和纯度；含铜铅锡锌镍多金属工业固废和燃料中有毒、有害的有机物高温分解转化为无毒物质、氟以氟化钙固化于熔渣中，有利于保证熔渣无害。进一步的，本专利技术所述富氧空气的喷吹为变频流量喷吹，形成富氧变频侧吹混沌搅拌熔池熔炼，有利于提高对铜铅锡锌镍多金属工业固废的处理效率，降低富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼的处理能耗。实施例测试结果表明，采用本专利技术提供的富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼炉处理含铜铅锡锌镍多金属工业固废的方法，熔锍中铜的回收率为96.1～97.4％，镍的回收率为95.8～96.1％；烟气中锡的富集率为94.1～96.2％，铅的富集率为91.4～92.4％，锌的富集率为93.1～95.7％；熔渣直接作为建筑材料利用。附图说明图1为本专利技术提供的富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼炉处理含铜铅锡锌镍多金属工业固废的方法的工艺流程图。具体实施方式本专利技术提供了一种富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼炉处理含铜铅锡锌镍多金属工业固废的方法，包括以下步骤：将含铜铅锡锌镍多金属工业固废、熔剂和燃料混合，采用富氧侧吹进行混沌搅拌熔池熔炼，得到熔体和逸出的烟气，所述熔体包括下部的熔锍和上部的熔渣；所述含铜铅锡锌镍多金属工业固废包括电子废料、黑铜渣和中矿；所述中矿包括铜中矿和/或锡中矿；所述混沌搅拌熔池熔炼的温度为1150～1280℃；对所述熔锍、熔渣和烟气分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼炉处理含铜铅锡锌镍多金属工业固废的方法，包括以下步骤：/n将含铜铅锡锌镍多金属工业固废、熔剂和燃料混合，采用富氧侧吹进行混沌搅拌熔池熔炼，得到熔体和逸出的烟气，所述熔体包括下部的熔锍和上部的熔渣；所述含铜铅锡锌镍多金属工业固废包括电子废料、黑铜渣和中矿；所述中矿包括铜中矿和/或锡中矿；所述混沌搅拌熔池熔炼的温度为1150～1280℃；/n对所述熔锍、熔渣和烟气分别进行后处理，得到资源回收产物；/n所述混沌搅拌熔池熔炼中熔锍的厚度为40～60cm，熔渣的厚度为50～70cm；/n所述富氧侧吹为：在距离熔渣上表面以下30～50cm处喷吹富氧空气；所述富氧空气包括氧气与空气；所述富氧空气中氧气的含量为40～60vol.％。/n

【技术特征摘要】
1.一种富氧侧吹混沌搅拌熔池熔炼炉处理含铜铅锡锌镍多金属工业固废的方法，包括以下步骤：
将含铜铅锡锌镍多金属工业固废、熔剂和燃料混合，采用富氧侧吹进行混沌搅拌熔池熔炼，得到熔体和逸出的烟气，所述熔体包括下部的熔锍和上部的熔渣；所述含铜铅锡锌镍多金属工业固废包括电子废料、黑铜渣和中矿；所述中矿包括铜中矿和/或锡中矿；所述混沌搅拌熔池熔炼的温度为1150～1280℃；
对所述熔锍、熔渣和烟气分别进行后处理，得到资源回收产物；
所述混沌搅拌熔池熔炼中熔锍的厚度为40～60cm，熔渣的厚度为50～70cm；
所述富氧侧吹为：在距离熔渣上表面以下30～50cm处喷吹富氧空气；所述富氧空气包括氧气与空气；所述富氧空气中氧气的含量为40～60vol.％。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铜铅锡锌镍多金属工业固废包括以下质量含量的元素：
Cu5～20.0％、Ni0.5～10.0％、Sn0.1～10.0％、Pb0.1～10.0％、Zn0.1～5.0％、Fe5.0～20.0％、Si0.5～15.0％和Ca1.0～10.0％。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铜铅锡锌镍多金属工业固废的粒度≤100mm；所述含铜铅锡锌镍多金属工业固废的含水率≤13％。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔剂包括CaO、SiO2和FeS2中的一种或多种；所述熔剂和含铜铅锡锌镍多金属工业固...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，周世伟，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53