含銅污泥密閉鼓風(fēng)熔煉與富氧熔池熔煉資源回收技術(shù)淺析

樊 銳

（上海環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200040）

在固體廢物中，危險(xiǎn)廢物是最難處理的一類。重金屬污泥是含重金屬?gòu)U水經(jīng)化學(xué)處理后的沉淀物，含有多種重金屬，成分復(fù)雜，屬于危險(xiǎn)廢物，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，重金屬污泥的數(shù)量正在迅速增加。與酸洗污泥原料不同，來(lái)自PCB 行業(yè)的含銅污泥，金屬銅含量較高，因此利用進(jìn)行銅資源化時(shí)候處理是目前解決含銅污泥的重要途徑。含銅污泥具有以下特點(diǎn)［1-4］：

（1）偏堿性物質(zhì)，pH 值為6.70～9.77；

（2）含水率高，一般為70%以上；

（3）金屬含量較高，特別是含有較高含量的銅。

基于以上特點(diǎn)，選擇密閉鼓風(fēng)熔煉/富氧熔池熔煉進(jìn)行資源化處理是目前國(guó)內(nèi)的主流技術(shù)。

1 密閉鼓風(fēng)熔煉和富氧熔池熔煉工藝介紹

從目前國(guó)內(nèi)已建及在建的重金屬污泥資源化工廠選擇的冶煉工藝看，主要在密閉鼓風(fēng)爐、富氧熔池熔煉二種工藝中選擇。

1.1 密閉鼓風(fēng)爐系統(tǒng)介紹

密閉鼓風(fēng)爐系統(tǒng)采用“烘干+燒結(jié)+密閉鼓風(fēng)熔煉” 工藝，實(shí)現(xiàn)含銅污泥中銅回收。含水率65%～70%含銅污泥卸至給料倉(cāng)后，通過(guò)皮帶機(jī)進(jìn)行輸送至回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)，將污泥烘干至含水率45%～50%，然后通過(guò)皮帶機(jī)輸送至給料倉(cāng)中，混合混勻后運(yùn)送至燒結(jié)機(jī)中進(jìn)行燒結(jié)，后經(jīng)破碎篩分后，按照比例加入焦炭、石灰石、石英石、鐵粉進(jìn)行高溫還原熔煉，最終得到黑銅、冰銅和熔煉渣。

1.2 富氧熔池熔煉系統(tǒng)介紹

富氧熔池熔煉采用 “烘干+富氧熔池熔煉+余熱回收”工藝，實(shí)現(xiàn)含銅污泥中銅回收。含水率65%～70%含銅污泥卸至料倉(cāng)后，通過(guò)皮帶機(jī)進(jìn)行輸送至烘干機(jī)，將污泥烘干至含水率30%～35%，然后通過(guò)皮帶機(jī)輸送至給料倉(cāng)中，焦炭、熔劑等通過(guò)定量給料機(jī)計(jì)量配料，再通過(guò)皮帶機(jī)從熔池熔煉爐加料口加到爐內(nèi)進(jìn)行還原熔煉，產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行余熱回收。

2 含銅污泥資源化案例分析

2.1 含銅污泥密閉鼓風(fēng)爐案例

江蘇某市建設(shè)運(yùn)營(yíng)的含銅污泥資源化利用項(xiàng)目，主要處理該市及周邊城市企業(yè)產(chǎn)生的含銅污泥，日處理能力300t。整個(gè)項(xiàng)目包括以下6 個(gè)模塊：（1） 污泥儲(chǔ)存單元；（2）污泥烘干單元；（3）污泥燒結(jié)單元；（4）污泥熔煉單元；（5）煙氣處理單元；（6）廢水處理單元。

圖1 含銅污泥密閉鼓風(fēng)爐熔煉工藝流程圖

2.2 含銅污泥富氧熔池熔煉案例

繼含銅污泥密閉鼓風(fēng)熔煉之后，安徽某市投資建設(shè)400 噸/天規(guī)模的含銅污泥資源化利用項(xiàng)目，其采用富氧熔池熔煉技術(shù)，氧氣濃度。采用原料烘干后直接輸送至富氧熔池熔煉系統(tǒng)，產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行余熱回收，用于前端污泥烘干工藝，產(chǎn)生的廢水進(jìn)行污水處理。

2.3 兩種還原熔煉技術(shù)存在的問(wèn)題及難點(diǎn)

據(jù)目前還原熔煉情況，兩種熔煉方式仍存在弊端和不足，主要問(wèn)題如下：

圖2 含銅污泥富氧熔池熔煉工藝流程圖

（1）對(duì)于密閉鼓風(fēng)熔煉，需要進(jìn)行燒結(jié)處理，特別對(duì)含有高有機(jī)物的污泥，燒結(jié)過(guò)程，煙氣量大、難以處理，同時(shí)密閉鼓風(fēng)熔煉作業(yè)率不高，自動(dòng)化程度低；

（2）對(duì)于富氧熔池熔煉，因是劇烈的熔池狀態(tài)，渣層與銅層澄清時(shí)間短，不易分離，影響銅回收率，同時(shí)高濕度的煙氣處理是難點(diǎn)。

3 展 望

含銅污泥產(chǎn)量日益增多，如果不進(jìn)行處理則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此將含銅污泥進(jìn)行資源化處理是大勢(shì)所趨。目前，隨著國(guó)家及企業(yè)對(duì)含銅污泥資源化項(xiàng)目的投入，存在的工藝問(wèn)題將不斷取得改進(jìn)和完善，未來(lái)必將形成成熟且又穩(wěn)定運(yùn)行的含銅污泥資源化綜合利用技術(shù)。