【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于危废处理，特别涉及一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的装置及方法。
技术介绍
1、工业废弃物被称为是“放错位置的资源”。目前，我国对固废处理执行减量化、无害化和资源化等三类技术政策，其中以无害化为主。我国水处理行业、冶炼行业及电镀行业都会产生大量的工业废弃物，部分废弃物含有大量的铜、锌等有价金属，是可以利用的城市矿产资源。近年来，含铜锌工业废弃物资源化利用的研究方向和方法很多，主要有湿法浸出、卫生填埋和鼓风炉熔炼三种。
2、湿法浸出工艺主要采用酸浸法，酸浸法是固体废物浸出法中应用最广泛的一种方法，具体采用何种酸浸出，要根据固体废物的性质而定。对电镀、铸造、冶炼等工业废物的处理而言，硫酸因沸点高，单位物质的量内含有的h+多，且价格便宜、挥发性小、不易分解等特点而被广泛使用，其对污泥等工业废物的浸出率可达95％～99％，是一种最有效的浸出试剂。但是含铜、锌金属比较低的污泥采用酸浸工艺，其成本较高，经济效益较差，且酸浸产生的废渣无法处理会造成二次污染。
3、卫生填埋必须按一定的工程技术规范和卫生要求填埋污泥，即通过填充、堆平、压实、覆盖、再压实和封场等工序，渗滤液必须收集并处理，使工业废弃物得到最终处置，并防止对周边环境产生危害和污染。目前为止，卫生填埋已是一项发展比较成熟的工业废弃物处置技术。但是，卫生填埋仍存在许多问题。用于卫生填埋的废弃物大多是工业废弃物，有毒、有害物质相对较多，污染地下水。此外，卫生填埋对废弃物的土力学性质要求较高，需要大面积的场地和大量的运输费用，地基需作防渗处理以免
4、火法熔炼主要采用鼓风炉熔炼，该工艺采用料柱进行熔炼，存在热效率低、工艺流程复杂、占地面积大、能耗高、生产自动化水平低、工人劳动强度大以及作业环境差等缺点，更重要的是，该工艺与国家淘汰鼓风炉、提倡使用先进熔池容炼工艺的政策不符，同时该工艺只能回收铜锌废弃物中的铜元素，锌元素容易挥发。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的装置及方法，具有流程短、操作简单、易于控制、原料适应性强、生产效率高、生产成本低、设备投资少、能耗低、回收率高及环境友好的特点。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的装置，包括破碎筛分部分、配混料部分、预热脱水部分、悬浮焙烧氧化部分、电炉熔炼、锌蒸汽冷却回收部分、除尘返灰部分。
4、所述预热脱水部分包括给料皮带机、料仓、计量皮带机、螺旋输送机、文丘里干燥器、一级旋风预热器；给料皮带机、料仓、计量皮带机、螺旋输送机依次相连，螺旋输送机出料口伸入文丘里干燥器内，文丘里干燥器、一级旋风预热器通过管道相连，预热的热源来自于二级旋风加热器的上升高温烟气。
5、所述悬浮焙烧氧化部分包括一级旋风加热器、二级旋风加热器，一级旋风加热器与二级旋风加热器的切向出入口直连，一级旋风预热器下料管道与一级旋风加热器相连，将预热铜锌废弃物输送到悬浮焙烧氧化部分，一级旋风加热器上设有4-8个天然气燃烧喷嘴提供加热焙烧的热源。
6、所述电炉熔炼部分包括电炉，二级旋风加热器下料管与电炉相连，将焙烧的铜锌废弃物加入电炉，电炉的锌蒸汽通过烟道输送到锌蒸汽冷却回收部分。
7、所述锌蒸汽冷却回收部分包括一级旋风冷却器、二级旋风冷却器、三级旋风冷却器，一级旋风冷却器、二级旋风冷却器、三级旋风冷却器依次通过管道相连，下料管依次向下传输锌粉，上升管道依次向上传输烟气。一级旋风冷却器排出的烟气通过管道进入悬浮焙烧氧化部分的一级旋风加热器，用以提供加热焙烧的热源，减少天然气消耗。
8、所述除尘返灰部分包括布袋除尘器、返灰系统、小布袋除尘器、单向锁气阀、引风机、脱硫塔，布袋除尘器、引风机、脱硫塔通过管道依次相连，布袋除尘器的进气口与一级旋风预热器的上升管通过管道相连。返灰系统与布袋除尘器灰斗相连，通过鼓风风压将除尘灰输送到小布袋除尘器，除尘灰在小布袋除尘器通过布袋过滤，由灰斗进入单向锁气阀，单向锁气阀保证除尘灰沿单一方向进入二级旋风加热器的椎体部分，同时保证系统风不进入小布袋除尘器，小布袋除尘器的气体通过管道返回到布袋除尘器。
9、一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的方法，采用上述装置实现，具体包括如下步骤：
10、步骤一：铜锌废弃物破碎筛分
11、将铜锌废弃物经破碎机、球磨机、滚筛设备进行破碎磨粉筛分，筛分到-2mm以下。
12、步骤二：铜锌废弃物配混料
13、将-2mm以下铜锌废料与粉煤、硅石、硫铁矿进行计量搅拌混料。
14、步骤三：预热脱水部分
15、将混合的物料由给料皮带机输送到料仓，依次通过计量皮带机、螺旋输送机进入文丘里干燥器，文丘里干燥器内物料通过来自二级旋风加热器的400-600℃高温烟气将混合物料输送到一级旋风预热器；物料在一级旋风预热器内进行气固分离，分离效率达到90％以上，系统负压10-12kpa。物料在预热脱水部分停留20-40s，将含水20％-30％的物料脱水至10％-15％。
16、步骤四：悬浮焙烧氧化部分
17、所述预热脱水物料因自重由一级旋风预热器下料管进入一级旋风加热器，一级旋风加热器的天然气燃烧喷嘴将温度加热至700-850℃，物料停留时间1-3min，物料中10％-15％水分全部脱出，加热的悬浮物料进入二级旋风加热器进行气固分离，固体自重由下料管落入电炉，高温气体由上升管进入预热脱水部分，供物料预热脱水。
18、步骤五：电炉熔炼部分
19、落入电炉的物料经电炉电极加热熔化还原，铜元素还原成铜铁合金熔液，经放出口排出，锌元素还原成锌单质，当溶液温度超过950℃时，锌单质气化变成锌蒸汽随负压进入锌蒸汽冷却回收部分。
20、zno+c＝zn+co
21、zno+co＝zn+co2
22、cuo+c＝cu+co
23、cuo+co＝cu+co2
24、步骤六：锌蒸汽冷却回收部分
25、锌蒸汽随负压依次进入一级旋风冷却器、二级旋风冷却器、三级旋风冷却器，冷却空气来源于三级旋风冷却器的空气入管，锌蒸汽从950℃在1-5min内快速降温，从气态转变为固态由旋风冷却器气固分离，形成锌粉。
26、步骤七：除尘返灰部分
27、整个系统负压来源于除尘返灰部分的引风机，引风机将从一级旋风预热器上升管的烟气引入布袋除尘器，除尘器通过布袋将含尘物料收集到灰斗，灰斗与返灰系统的空气斜槽相连，通过空气斜槽、输粉机输送到小布袋除尘器，经单向锁气阀返回到二级旋风加热器椎体。不含尘气体由引风机进入脱硫塔，脱硫后外排入大气。
28、在步骤二中，铜锌废料质量占比本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的装置，其特征在于，包括破碎筛分部分、配混料部分、预热脱水部分、悬浮焙烧氧化部分、电炉熔炼、锌蒸汽冷却回收部分、除尘返灰部分；
2.根据权利要求1所述的一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的装置，其特征在于，一级旋风加热器(7)上设有4-8个天然气燃烧喷嘴提供加热焙烧的热源。
3.根据权利要求1所述的一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的装置，其特征在于，一级旋风冷却器(10)排出的烟气通过管道进入悬浮焙烧氧化部分的一级旋风加热器(7)，用以提供加热焙烧的热源，减少天然气消耗。
4.根据权利要求1所述的一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的装置，其特征在于，单向锁气阀(16)保证除尘灰沿单一方向进入二级旋风加热器(8)的椎体部分，同时保证系统风不进入小布袋除尘器(15)，小布袋除尘器(15)的气体通过管道返回到布袋除尘器(13)。
5.一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的方法，采用权利要求1-4任一项所述装置实现，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种
7.根据权利要求5所述的一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的方法，其特征在于，在步骤三中，预热温度400-600℃，预热时间20-40s，系统负压10-12kPa，将含水20-30％的物料脱水至10-15％。
8.根据权利要求5所述的一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的方法，其特征在于，在步骤五中，每炉熔炼时间为6-8h，每日放渣次数为4-6次，熔炼温度为1000-1200℃，高温烟气温度为950-1100℃。
9.根据权利要求5所述的一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的方法，其特征在于，在步骤六中，锌蒸汽温度从950-1100℃降至80℃，时间3-5min，系统负压2-4kPa。
10.根据权利要求5所述的一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的方法，其特征在于，在步骤七中，布袋除尘器(13)除尘效率大于99.5％，入口温度低于240℃，返灰系统(14)罗茨风机供气压力40-50kPa，处理后烟气粉尘浓度低于40g/Nm3，SO2含量低于15mg/m3。
...【技术特征摘要】
1.一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的装置，其特征在于，包括破碎筛分部分、配混料部分、预热脱水部分、悬浮焙烧氧化部分、电炉熔炼、锌蒸汽冷却回收部分、除尘返灰部分；
2.根据权利要求1所述的一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的装置，其特征在于，一级旋风加热器(7)上设有4-8个天然气燃烧喷嘴提供加热焙烧的热源。
3.根据权利要求1所述的一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的装置，其特征在于，一级旋风冷却器(10)排出的烟气通过管道进入悬浮焙烧氧化部分的一级旋风加热器(7)，用以提供加热焙烧的热源，减少天然气消耗。
4.根据权利要求1所述的一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的装置，其特征在于，单向锁气阀(16)保证除尘灰沿单一方向进入二级旋风加热器(8)的椎体部分，同时保证系统风不进入小布袋除尘器(15)，小布袋除尘器(15)的气体通过管道返回到布袋除尘器(13)。
5.一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的方法，采用权利要求1-4任一项所述装置实现，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种铜锌废弃物悬浮焙烧电炉熔炼分离铜锌的方法，其特征在于，在步...
【专利技术属性】
技术研发人员：王儒，张琦，刘少坤，
申请(专利权)人：扬州一川镍业有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。