含有有機物的廢舊金屬的處理方法
2023-10-17 05:54:54
含有有機物的廢舊金屬的處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種含有有機物的廢舊金屬的處理方法，包括：將含有有機物的廢舊金屬在熔煉爐內進行燃燒和熔煉處理，以便將含有有機物的廢舊金屬中的有機物和廢舊金屬分離並分別得到煙氣、金屬和爐渣，其中熔煉爐包括：立式爐身、臥式爐底、噴嘴、熔池噴嘴和排煙通道，立式爐身內具有燃燒腔室；臥式爐底內具有熔煉腔室，臥式爐底的頂部與立式爐身的下端相連，以便熔煉腔室與燃燒腔室連通；噴嘴設在立式爐身的頂部；熔池噴嘴設在臥式爐底的側壁上，以便向熔池內噴入燃料和氧氣；以及排煙通道的下端與臥式爐底的頂部相連且與立式爐身間隔設置。採用上述方法可以顯著提高處理效率，提高金屬回收率，有效避免環境汙染。
【專利說明】含有有機物的廢舊金屬的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於廢舊金屬回收領域，具體而言，本發明涉及含有有機物的廢舊金屬的處理方法。
【背景技術】
[0002]由於科技的快速發展使得太多的電子產品被淘汰成為了廢品，例如大量的廢棄線路板屬於典型的電子廢棄物，其中含有玻璃纖維、強化樹脂、塑料和多種金屬，例如鐵、鋁和有經濟價值的銅、錫、貴金屬等，普通的線路板中還含有大量對人體有毒有害的化學物質。因此，處理電路板即能減少電路板中的重金屬對環境的傷害，又能回收其中的銅、貴金屬、錫等，產生經濟價值。因此，回收處理廢舊電路板意義重大。然而，目前處理上述子廢棄物的方法多採用物理的重力分離方法、普通的燃燒方法或化學法，然而物理分離方法分離不徹底，分離效果難以保證，而普通的燃燒方法無法實現密閉，導致產生的大量有毒氧氣汙染環境；化學法對水資源破壞較大，且工作環境惡劣。
[0003]然而目前處理上述大量的含有有機物的廢舊金屬的方法還有待進一步改進。
【發明內容】
[0004]本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在於提出一種高效、無汙染的含有有機物的廢舊金屬的處理方法。
[0005]根據本發明的一個方面，本發明提出了一種含有有機物的廢舊金屬的處理方法，包括:
[0006]將所述含有有機物的廢舊金屬在熔煉爐內進行燃燒和熔煉處理，以便將所述含有有機物的廢舊金屬中的有機物和廢丨日金屬分離並分別得到煙氣、金屬和爐渣，
[0007]所述熔煉爐包括:
[0008]立式爐身，所述立式爐身內具有燃燒腔室；
[0009]臥式爐底，所述臥式爐底內具有熔煉腔室，所述熔煉腔室的下部形成有熔池，所述臥式爐底的頂部與所述立式爐身的下端相連，以便所述熔煉腔室與所述燃燒腔室連通；
[0010]噴嘴，所述噴嘴設在所述立式爐身的頂部，以便從所述立式爐身的頂部向所述燃燒腔室內噴入所述含有有機物的廢舊金屬、氧氣、燃料、熔劑和還原劑；
[0011]熔池噴嘴，所述熔池噴嘴設在所述臥式爐底的側壁上，以便向所述熔池內噴入噴煤氧氣；以及
[0012]排煙通道，所述排煙通道的下端與所述臥式爐底的頂部相連且與所述立式爐身間隔設置。
[0013]由此，通過將含有有機物的廢舊金屬在具有上述結構的燃燒爐內進行燃燒和熔煉處理，燃燒反應迅速，廢舊金屬中含有的有機物在噴入燃燒爐後迅速燃燒氣化轉化為煙氣，進而與金屬分離。由於燃燒爐的燃燒腔室內為空間結構，含有有機物和金屬的混合物噴入後呈高度分散懸浮的狀態，由此可以顯著提高有機物和金屬與氧化氣體和還原氣體接觸面積，降低反應能，進而提高燃燒效率和燃燒程度，進一步地，在燃燒腔室內被初步焙燒且與有機物分離的金屬落入熔煉腔室內繼續進行冶煉，由此可以得到純度高的金屬。通過採用本發明上述實施例的含有有機物的廢舊金屬的處理方法較傳統的物理重力分選方法或者普通燃燒方法可以顯著提高分離效率，提高金屬回收率和金屬純度，並且有效減少空氣汙染。
[0014]在本發明一些實施例中，所述燃燒腔室內的溫度1000?1300攝氏度。由此可以使得有機物充分燃燒並使二惡英充分分解，產生無毒煙氣。
[0015]在本發明一些實施例中，所述熔池內的溫度為1300?1600攝氏度。由此可以適於各種金屬的冶煉，提高金屬純度。
[0016]在本發明一些實施例中，所述煙氣的溫度為大於1000攝氏度。由此可以保證二惡英被完全分解掉，使煙氣無毒。
[0017]在本發明一些實施例中，上述含有有機物的廢舊金屬的處理方法進一步包括:
[0018]將所述煙氣降溫至800攝氏度；
[0019]將降溫至800攝氏度的煙氣在I秒內急冷至200攝氏度以下；
[0020]將所述煙氣進行除塵處理，所述除塵處理採用噴淋、電除塵和布袋除塵中的至少一種。由此可以有效地對煙氣進行降溫和淨化處理。
[0021]在本發明一些實施例中，將所述煙氣降溫至800攝氏度是通過將所述煙氣用於餘熱回收而完成的。由此可以提高熱利用率，降低分離成本。
[0022]在本發明一些實施例中，所述含有有機物的廢舊金屬是以平均粒徑小於2.0毫米的顆粒的形式提供的。由此可以進一步提高該方法的適用性。
[0023]在本發明一些實施例中，上述含有有機物的廢舊金屬的處理方法進一步包括:將所述爐渣用於製備水泥。由此可以降低該方法的成本。
[0024]在本發明一些實施例中，所述燃燒爐內呈負壓密閉狀態。由此有效避免煙氣外漏汙染環境。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是根據本發明一個實施例的熔煉爐的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0027]在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」 「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0028]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0029]根據本發明的一個方面，本發明提出了一種含有有機物的廢舊金屬的處理方法，包括:將含有有機物的廢舊金屬在熔煉爐內進行燃燒和熔煉處理，以便將含有有機物的廢舊金屬中的有機物和廢舊金屬分離並分別得到煙氣、金屬和爐渣。
[0030]根據本發明的具體實施例，下面參考圖1描述本發明上述實施例的用於處理含有有機物的廢舊金屬的熔煉爐。
[0031]根據本發明的具體實施例，熔煉爐100包括:立式爐身10，臥式爐底20，噴嘴30，熔池噴嘴40，排煙通道50。
[0032]其中，立式爐身10內具有燃燒腔室11 ；臥式爐底20內具有熔煉腔室21，熔煉腔室21的下部形成有熔池22，臥式爐底20的頂部與立式爐身10的下端相連，以便熔煉腔室21與燃燒腔室11連通；噴嘴30設在立式爐身10的頂部，以便從立式爐身10的頂部向燃燒腔室11內噴入含有有機物的廢舊金屬、氧氣、燃料、熔劑和還原劑；熔池噴嘴40設在臥式爐底20的側壁上，以便向熔煉腔室21內的熔池22噴入噴煤氧氣；以及排煙通道50的下端與臥式爐底20的頂部相連且與立式爐身10間隔設置。
[0033]根據本發明的具體實施例，下面具體描述含有有機物的廢舊金屬在上述熔煉爐內進行的燃燒和熔煉處理。根據本發明的具體示例，首先從立式爐身10頂部的噴嘴30向燃燒腔室11內噴入含有有機物的廢舊金屬、氧氣、燃料、熔劑和還原劑，由此，在燃燒腔室11迅速發生燃燒反應，由此廢舊金屬中含有的有機物燃燒後產生煙氣，並與金屬分離開來，煙氣從煙道排走後進行處理，金屬落入熔煉腔室21內。同時從熔池噴嘴40向熔煉腔室21噴入煤氧氣，由此落入熔煉腔室21內金屬在存在熔劑和高溫的條件下進行熔煉，並分別得到金屬和爐渣。
[0034]由此，通過將含有有機物的廢舊金屬在具有上述結構的燃燒爐內進行燃燒和熔煉處理，燃燒反應迅速，廢舊金屬中含有的有機物在噴入燃燒爐後迅速燃燒氣化轉化為煙氣，進而與金屬分離。由於燃燒爐的燃燒腔室內為空間結構，含有有機物和金屬的混合物噴入後呈高度分散懸浮的狀態，由此可以顯著提高有機物和金屬與氧化氣體或還原氣體接觸面積，降低反應能，進而提高燃燒效率和燃燒程度，進一步地，在燃燒腔室內被初步焙燒且與有機物分離的金屬落入熔煉腔室內繼續進行冶煉，由此可以得到純度高的金屬。通過採用本發明上述實施例的含有有機物的廢舊金屬的處理方法較傳統的物理重力分選方法或者普通燃燒方法可以顯著提高分離效率，提高金屬回收率和金屬純度，減少空氣汙染。
[0035]根據本發明的具體實施例，上述待處理的含有有機物的廢舊金屬是以粉末形式提供。由於目前處理含有有機物的廢舊金屬的方法多採用物理的重量分選方式進行，所以使得目前市場上在售的含有有機物的廢舊金屬均為粉末形式，並且其粒度達到-40?50目。根據本發明的具體實施例，本發明處理原料可以為上述市售的含有有機物的廢舊金屬粉末，由此無需額外對原料進行加工處理，進而可以節省成本。根據本發明的具體示例，本發明待處理的含有有機物的廢舊金屬還可以是以平均粒徑小於2.0毫米的顆粒的形式提供。由此其粒度大於市售的含有有機物的廢舊金屬粉末的粒度，由此可以進一步提高本發明上述實施例的處理含有有機物的廢舊金屬的方法的適用性。同時由於對粒度的要求降低了，還可以進一步降低處理成本。
[0036]根據本發明的具體實施例，上述發生燃燒反應的燃燒腔室11內的溫度為1000?1300攝氏度。由此，可以使得廢舊金屬內含有的有機物燃燒後產生的煙氣中二噁英被分解掉，進而使得煙氣無毒，同時廢舊金屬得到初步的冶煉。
[0037]根據本發明的具體實施例，上述通過噴嘴30向燃燒腔室11內噴入的氧氣、燃料、熔劑和還原劑並不受特別限制，例如氧氣可以是純氧、富氧或者空氣；燃料可以是粉煤、油或天然氣；溶劑可以是適於造渣的石灰石、石灰、石灰石等。由此可以進一步提高本發明上述實施例的處理含有有機物的廢舊金屬的方法的適用性，降低成本。
[0038]根據本發明的具體實施例，通過熔池噴嘴40向熔煉腔室21噴入煤氧氣，由此落入熔煉腔室21內金屬在存在熔劑和高溫的條件下進行熔煉，並分別得到金屬和爐渣。根據本發明的具體實施例，熔池內的溫度達到1300?1600攝氏度，由此可以滿足各種金屬的冶煉。
[0039]根據本發明的具體實施例，例如處理的含有有機物的廢舊金屬來自電路板，而電路板中含有銅、金、銀和錫等多種金屬，由此通過向煉腔室21內的熔池22噴入油和氧氣使得熔池內的溫度達到1300?1600攝氏度可以滿足上述多種金屬的冶煉要求，進而提高金屬的回收率和純度。根據本發明的具體實施例，上述回收得到的金屬可以直接作為產品出售。
[0040]根據本發明的具體示例，廢舊電爐板中還含有大量的玻璃纖維，玻璃纖維是很好的冶煉造渣原料，由此在冶煉過程中，玻璃纖維可以促進爐渣的形成，提高冶煉效率。根據本上述實施例的含有有機物的廢舊金屬的處理方法還可以進一步包括:將爐渣用於製備水泥。由此可以進一步提高廢品的回收利用率，降低處理成本。
[0041]根據本發明的具體實施例，在燃燒腔室11內產生的煙氣的溫度為大於1000攝氏度。由此煙氣中的二噁英被完全分解掉，進而使得煙氣無毒，便於後續的降溫、除塵和淨化處理。
[0042]上述實施例的含有有機物的廢舊金屬的處理方法還可以進一步包括:將煙氣降溫至800攝氏度；將降溫至800攝氏度的煙氣在I秒內降溫至200攝氏度以下；將煙氣進行除塵處理，除塵處理採用噴淋、電除塵和布袋除塵中的至少一種。根據本發明的具體實施例，將煙氣降溫至800攝氏度可以通過將煙氣用於餘熱回收而完成。進而可以提高熱利用率，平衡處理成本。
[0043]通過上述方法完成了對煙氣的降溫和淨化處理。根據本發明具體實施例，本發明首先通過將含有有機物的廢舊金屬在1000攝氏度以上的高溫下燃燒，使得產生的煙氣中二噁英完全分解，進而使得煙氣無毒。並將高溫的煙氣用於餘熱回收而將溫度降至800攝氏度，進一步地，本發明的發明人巧妙地將800攝氏度煙氣I秒內降溫至200攝氏度以下，由此可以有效避免二噁英的再次合成，進而有效地對煙氣進行降溫和除塵處理。
[0044]根據本發明的具體實施，本發明採用的燃燒爐內呈負壓密閉狀態。由此煙氣不會洩露，避免對環境造成汙染。使燃燒爐內呈負壓密閉狀態的方式並不受特別限制，例如可以在排煙通道的接近大氣排放口處設置一颱風機。通過該方式還可以使得燃燒爐內產生煙氣順利排出。
[0045]實施例
[0046]處理樣品:市售電爐板粉末，粒徑小於2.0毫米。
[0047]如圖1所式，向立式爐身10頂部的噴嘴30向燃燒腔室11內噴入電爐板粉末、富氧、焦炭、重油和熔劑，使得燃燒腔室11內呈氧化氣氛，溫度控制在1200攝氏度。進而電爐板粉末在燃燒腔室11迅速發生燃燒反應。產生的煙氣從煙道排走進入後續處理，金屬落入熔煉腔室21內。同時從熔池噴嘴40向熔池22內噴入油和氧氣，使得熔煉腔室21內的溫度達到1400?1550攝氏度的還原氣氛，落入熔煉腔室21內的金屬被熔煉，產出金屬混合物和爐渣，其中電爐板粉末中含有的玻璃纖維參與造渣並形成在爐渣中。產出的溫度高達1000攝氏度以上的煙氣經第一降溫後溫度降至800攝氏度左右，進一步經過急冷降溫至200攝氏度以下，進而避免二噁英的產生，同時完成煙氣的降溫。進一步對降溫後的煙氣進行除塵出來，可以採用噴淋除塵、電除塵和布袋除塵中的一種或者多種聯合除塵。
[0048]得到的爐渣主要成分為矽酸鈣和矽酸亞鐵，經破碎後用於製備水泥。金屬混合物可以直接作為產品出售，其中粗銅品位達到80?98%，內含金、銀和錫等。
[0049]在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
[0050]儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1.一種含有有機物的廢舊金屬的處理方法，其特徵在於，包括: 將所述含有有機物的廢舊金屬在熔煉爐內進行燃燒和熔煉處理，以便將所述含有有機物的廢舊金屬中的有機物和廢舊金屬分離並分別得到煙氣、金屬和爐渣， 所述熔煉爐包括: 立式爐身，所述立式爐身內具有燃燒腔室； 臥式爐底，所述臥式爐底內具有熔煉腔室，所述熔煉腔室的下部形成有熔池，所述臥式爐底的頂部與所述立式爐身的下端相連，以便所述熔煉腔室與所述燃燒腔室連通； 噴嘴，所述噴嘴設在所述立式爐身的頂部，以便從所述立式爐身的頂部向所述燃燒腔室內噴入所述含有有機物的廢舊金屬、氧氣、燃料、熔劑還原劑； 熔池噴嘴，所述熔池噴嘴設在所述臥式爐底的側壁上，以便向所述熔池內噴入燃料氧氣；以及 排煙通道，所述排煙通道的下端與所述臥式爐底的頂部相連且與所述立式爐身間隔設置。
2.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於，所述燃燒腔室內的溫度1000?1300攝氏度。
3.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於，所述熔池內的溫度為1300?1600攝氏度O
4.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於，所述煙氣的溫度為大於1000攝氏度。
5.根據權利要求4所述的處理方法，其特徵在於，進一步包括: 將所述煙氣降溫至800攝氏度； 將降溫至800攝氏度的煙氣在I秒內降溫至200攝氏度以下； 將所述煙氣進行除塵處理，所述除塵處理採用噴淋、電除塵和布袋除塵中的至少一種。
6.根據權利要求5所述的處理方法，其特徵在於，將所述煙氣降溫至800攝氏度是通過將所述煙氣用於餘熱回收而完成的。
7.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於，所述含有有機物的廢舊金屬是以平均粒徑小於2.0毫米的顆粒的形式提供的。
8.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於，進一步包括:將所述爐渣用於製備水泥。
9.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於，所述燃燒爐內呈負壓密閉狀態。
【文檔編號】F27D17/00GK104451155SQ201410676691
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】不公告發明人 申請人:邱江波