公布日：2023.07.25
申請日：2023.04.20
分類號：C22B15/00(2006.01)I;C22B7/00(2006.01)I
摘要
本發明提供了一種連續煉銅過程中搭配處理廢電路板與含銅污泥的方法。該方法包括步驟S1，富氧空氣中，將包括含銅污泥、廢電路板、銅精礦、熔劑的原料進行熔煉，得到銅锍、熔煉渣和煙氣煙塵；步驟S2，在含氧氣氛中，將包括銅锍、燃料、造渣劑的原料進行連續吹煉，得到粗銅、吹煉渣與煙氣煙塵；步驟S3，將粗銅進行回轉式陽極爐精煉，得到陽極銅、精煉渣和煙氣；以及步驟S4，將陽極銅進行電解，得到銅陰極板和陽極泥。以上方法旨在銅冶煉過程中同時處理危險廢物廢電路板和含銅污泥，實現其中銅、金、銀等有價金屬的高效綠色綜合回收，降低堆存和處理成本，且以上方法無需對原料進行復雜的預處理，有助于進一步地降低成本。
權利要求書
1.一種連續煉銅過程中搭配處理廢電路板與含銅污泥的方法，其特征在于，所述方法包括：步驟S1，富氧空氣中，將包括含銅污泥、廢電路板、銅精礦、熔劑的原料進行熔煉，得到銅锍、熔煉渣和煙氣煙塵；步驟S2，在含氧氣氛中，將包括所述銅锍、燃料、造渣劑的原料進行連續吹煉，得到粗銅、吹煉渣與煙氣煙塵；步驟S3，將所述粗銅進行回轉式陽極爐精煉，得到陽極銅、精煉渣和煙氣；以及步驟S4，將所述陽極銅進行電解，得到銅陰極板和陽極泥。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1還包括對所述廢電路板預先進行除錫和破碎的步驟，優選破碎后的所述廢電路板的粒徑為10～50mm，優選破碎后的所述廢電路板的含錫率為3～5％；優選所述步驟S1還包括對所述含銅污泥預先進行脫水的步驟，優選脫水后的所述含銅污泥的含水率為10～15％。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：將所述步驟S1中的所述煙氣煙塵依次進行鍋爐回收余熱處理、收塵、煙氣制酸處理，得到排空煙氣，優選所述煙氣煙塵的二噁英含量為0.032～0.05ngTEQ/m3，優選所述排空煙氣中二噁英含量為0.008～0.012ngTEQ/m3。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中，以所述含銅污泥的干基計，所述含銅污泥、所述廢電路板、所述銅精礦的投料比為2～6:4～10:50～100，優選所述原料還包括冷料，所述冷料為所述銅精礦的5～8wt％，優選所述冷料選自吹煉渣、渣精礦、精煉渣中的任意一種或多種；優選所述富氧空氣中氧氣的體積含量為60～90％；優選所述熔劑為所述銅精礦的10～15wt％，優選所述熔劑選自石英石、生石灰、白云石、石英砂中的任意一種或多種，優選所述熔劑為石英石；優選所述熔煉選自底吹熔煉、側吹熔煉、頂吹熔煉中的任意一種，優選所述熔煉在熔煉爐中進行。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述銅锍中的銅品位為65～75％，金、銀捕集率達到98％以上，鉑鈀的捕集率達到99％以上。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述含氧氣氛中氧氣的體積含量為24～34％；優選所述燃料為塊煤，優選所述塊煤的塊煤率為0.5～1％，優選所述塊煤的粒度為5～15mm。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：將所述步驟S2中的所述煙氣煙塵依次進行鍋爐回收余熱處理、收塵、煙氣制酸處理，得到排空煙氣，優選將所述吹煉渣返回所述步驟S1作為部分冷料，和/或將所述吹煉渣返回所述步驟S2作為部分冷料；優選所述連續吹煉為底吹吹煉或多槍頂吹吹煉，優選所述連續吹煉在吹煉爐中進行。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述連續吹煉為底吹吹煉時，所述造渣劑為鐵硅渣，優選所述鐵硅渣中的Fe/SiO2＝0.8～1.2：1；優選所述連續吹煉為多槍頂吹吹煉時，所述造渣劑為鐵鈣渣，優選所述鐵鈣渣中的Fe/CaO＝2.3～2.5：1；優選所述粗銅含銅量＞98.5％，優選所述熔煉為底吹熔煉時，金的總回收率達到98％以上，銀的總回收率達到97％以上；優選所述熔煉為側吹熔煉時，金的總回收率達到97％以上，銀的總回收率達到96％以上。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3中，將包括廢陽極、燃料和富氧空氣進行所述回轉式陽極爐精煉，優選所述廢陽極為澆鑄廢板和/或殘極，優選所述燃料選自天然氣、柴油、粉煤中的任意一種或多種；優選所述富氧空氣中氧氣的體積含量為60～90％；優選將所述精煉渣返回所述步驟S1作為部分冷料，和/或將所述精煉渣返回所述步驟S2作為部分冷料。
10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，銅的總回收率＞98％。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種連續煉銅過程中搭配處理廢電路板與含銅污泥的方法，以解決現有技術中搭配處理銅精礦、廢電路板等存在拆解流程長、設備復雜、投資大、拆解過程污染嚴重且處理成本較高的問題。
為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種連續煉銅過程中搭配處理廢電路板與含銅污泥的方法，該方法包括步驟S1，富氧空氣中，將包括含銅污泥、廢電路板、銅精礦、熔劑的原料進行熔煉，得到銅锍、熔煉渣和煙氣煙塵；步驟S2，在含氧氣氛中，將包括銅锍、燃料、造渣劑的原料進行連續吹煉，得到粗銅、吹煉渣與煙氣煙塵；步驟S3，將粗銅進行回轉式陽極爐精煉，得到陽極銅、精煉渣和煙氣；以及步驟S4，將陽極銅進行電解，得到銅陰極板和陽極泥。
進一步地，上述步驟S1還包括對廢電路板預先進行除錫和破碎的步驟，優選破碎后的廢電路板的粒徑為10～50mm，優選破碎后的廢電路板的含錫率為3～5％；優選步驟S1還包括對含銅污泥預先進行脫水的步驟，優選脫水后的含銅污泥的含水率為10～15％。
進一步地，上述方法還包括：將步驟S1中的煙氣煙塵依次進行鍋爐回收余熱處理、收塵、煙氣制酸處理，得到排空煙氣，優選煙氣煙塵的二噁英含量為0.032～0.05ngTEQ/m3，優選排空煙氣中二噁英含量為0.008～0.012ngTEQ/m3。
進一步地，上述步驟S1中，以含銅污泥的干基計，含銅污泥、廢電路板、銅精礦的投料比為2～6:4～10:50～100，優選原料還包括冷料，冷料為銅精礦的5～8wt％，優選冷料選自吹煉渣、渣精礦、精煉渣中的任意一種或多種；優選富氧空氣中氧氣的體積含量為60～90％；優選熔劑為銅精礦的10～15wt％，優選熔劑選自石英石、生石灰、白云石、石英砂中的任意一種或多種，優選熔劑為石英石；優選熔煉選自底吹熔煉、側吹熔煉、頂吹熔煉中的任意一種，優選熔煉在熔煉爐中進行。
進一步地，上述步驟S1中，銅锍中的銅品位為65～75％，金、銀捕集率達到98％以上，鉑鈀的捕集率達到99％以上。
進一步地，上述步驟S2中，含氧氣氛中氧氣的體積含量為24～34％；優選燃料為塊煤，優選塊煤的塊煤率為0.5～1％，優選塊煤的粒度為5～15mm。
進一步地，上述方法還包括：將步驟S2中的煙氣煙塵依次進行鍋爐回收余熱處理、收塵、煙氣制酸處理，得到排空煙氣，優選將吹煉渣返回步驟S1作為部分冷料，和/或將吹煉渣返回步驟S2作為部分冷料；優選連續吹煉為底吹吹煉或多槍頂吹吹煉，優選連續吹煉在吹煉爐中進行。
進一步地，上述步驟S2中，連續吹煉為底吹吹煉時，造渣劑為鐵硅渣，優選鐵硅渣中的Fe/SiO2＝0.8～1.2：1；優選連續吹煉為多槍頂吹吹煉時，造渣劑為鐵鈣渣，優選鐵鈣渣中的Fe/CaO＝2.3～2.5：1；優選粗銅含銅量＞98.5％，優選熔煉為底吹熔煉時，金的總回收率達到98％以上，銀的總回收率達到97％以上；優選熔煉為側吹熔煉時，金的總回收率達到97％以上，銀的總回收率達到96％以上。
進一步地，上述步驟S3中，將包括廢陽極、燃料和富氧空氣進行回轉式陽極爐精煉，優選廢陽極為澆鑄廢板和/或殘極，優選燃料選自天然氣、柴油、粉煤中的任意一種或多種；優選富氧空氣中氧氣的體積含量為60～90％；優選將精煉渣返回步驟S1作為部分冷料，和/或將精煉渣返回步驟S2作為部分冷料。
進一步地，上述銅的總回收率＞98％。
應用本申請的技術方案，本申請的以上方法旨在銅冶煉過程中同時處理危險廢物廢電路板和含銅污泥，實現其中銅、金、銀等有價金屬的高效綠色綜合回收，降低堆存和處理成本。具體地，借助銅熔煉過程中過剩熱量形成的高溫條件和富氧空氣，充分利用銅精礦分解產生的單質硫作為還原劑，該還原劑還原含銅污泥中銅等有價金屬氧化物成為銅锍，利用銅熔煉過程的高溫條件促進廢電路板中有機物的燃燒，降低了廢電路板的處置難度和成本，同時產生熱量，從而避免單獨處理含銅污泥需用大量的碳質還原劑或燃料；并利用含銅污泥中的鈣作為固化劑固化廢電路板中的氯，抑制煙氣冷卻過程中二噁英產生所需的氯化物，產出無害煙氣，有效改善環境。同時利用銅熔煉過程的高溫條件處置含銅污泥，在回收其中有價金屬的同時將其它物質冶煉成火法渣成為一般固廢，產出的無害尾渣應用于水泥廠作為添加劑。可見，以上方法可成功實現大批量、無害化、低成本處置危險廢物的目的，同時回收其中的有價金屬元素，進而使得連續煉銅過程中搭配處理廢電路板的方法兼具綠色環保性、安全可靠性與較高的經濟效益。且以上方法無需對原料進行復雜的預處理，避免了現有技術中濕法處置產生廢酸廢渣、富氧濃度低需額外配煤等燃料的問題，進一步地，有助于從裝置上充分利用連續煉銅裝置，低設備成本地處理上述危廢。
（發明人：顏杰;郭亞光;張海鑫;李兵;吳金財;李海春;曾璐）
