[发明专利]一种含铜污泥烧结方法

说明书

本发明公开了一种含铜污泥烧结方法，包括：引燃底火层并将底火层由第一端部向第二端部移动；在底火层移动的过程中，沿移动方向间隔设有至少两个加料点，进行分次分层加入待烧结物料；并从底火层的底部送入含氧气流，实现助燃；其中，靠近第一端部的第一加料点加入待烧结物料到底火层上，之后每一加料点依次加料到前一加料层之上，形成多层加料层；待烧结物料为含铜污泥与燃料的混合料，或混合料制成的球料；第一加料点加料或之后每一加料点加料之前，底火层或前一加料层已被充分引燃；第N加料层的厚度根据第N加料点与第(N‑1)加料点或第一端部之间料层上部温度确定；含氧气流由一部分穿过料层的烟气与新含氧气流混合而成。

技术领域

本发明涉及含铜污泥资源化利用技术领域，具体涉及一种含铜污泥烧结方法。

背景技术

含铜污泥是一种主要含有铜氢氧化物、硫化物等沉淀的污泥，其多产生于金属表面处理业、印刷电路板业、电镀业及电线电缆业的含铜废水处理过程。

含铜污泥中往往含有多种重金属，成分复杂且含水率高达60％～70％，其中的铜、镍、锌、铬等重金属的氢氧化物是一种非稳定状态；如果随意堆放，在雨水淋溶作用下，重金属极有可能再次溶出，污染土壤或地下水，造成环境生态的危害。因此，该类污泥已被列入《国家危险废物名录》(2016版)，危险废物类别为HW17(表面处理废物)和HW22(含铜废物)。另一方面，随着矿产资源日渐枯竭，资源综合利用与发展循环经济已成为必然选择。含铜污泥中的有价金属含量往往高于一次矿产资源开采品位，铜含量大于1％，个别甚至可达15％以上(干基)，同时还含有一定量的金、钯等贵金属；其作为一种廉价的、巨大的二次资源，利用合适的工艺将其中的有价金属富集回收，不仅能减少环境危害，发展循环经济，建设节约型社会，同时还能减缓金属资源的持续耗竭，提高国家金属资源保障程度。

含铜污泥资源化利用工艺包括湿法浸出工艺与火法熔炼工艺，目前行业内以火法熔炼工艺居多，主要工艺包括密闭鼓风炉熔炼工艺与富氧熔池熔炼工艺。含铜污泥无固定形态，其在火法熔炼之前必须先经过烧结预处理，目前含铜污泥常用的预处理工艺主要包括烘干与烧结且以烧结为主。烧结预处理工艺是将含铜污泥、燃料(通常为焦粉或煤粉)混合后进行造球，之后再进行布料烧结，送入空气助燃，使料层燃烧升温，将低熔点组分熔化成为液相，液相逐渐冷却将难融组分粘在一起形成块状物料，即烧结块。烧结预处理可以将含铜污泥中的水分全部挥发，并将粉粒状污泥直接烧结成块，孔隙率大与强度高，冶金性能优良，便于后续熔炼使用；此外，烧结预处理可使含铜污泥中的有机物与含硫组分燃烧分解，提升熔炼环节入炉物料品质，进而改善熔炼炉况，提高熔炼金属产品品质。

现有含铜污泥烧结预处理工艺仍沿用了传统有色金属精矿粉烧结工艺，但有色金属精矿粉与含铜污泥性质差异极大，其含水率低(小于10％)、物料分散不粘稠、料层透气性好，因此直接移用该烧结工艺处理含铜污泥存在诸多不适用之处，主要有如下几方面的技术问题：

1.含铜污泥含水率高达60％～70％，成泥坨状，十分粘稠；现有含铜污泥烧结工艺为一次性布料，料层厚、透气性差，污泥脱水过程与引燃烧结过程速度很慢，导致了其存在燃料用量大、燃烧不充分、烧结时间长、能耗高、产量低等问题。

2.含铜污泥来源十分广泛，产生工艺多样，不同厂家的含铜污泥含水率差别很大，脱水的难易程度差别也很大；现有含铜污泥烧结工艺料层厚度固定，烧结过程中无法根据入炉污泥情况与炉内烧结情况实时调整炉内料层厚度，工艺灵活性差；污泥含水率变化使得烧结工艺运行不稳定，烧结产品质量不稳定，经常出现烧结块夹杂生料或过烧现象。

3.现有含铜污泥烧结工艺为一次性布料，物料往往会结成一个体积巨大的整体，出料时需使用大型破碎机将其破碎成小块；该破碎过程会产生很多粉料，降低了烧结成块率，粉料还需再次回炉烧结，占用了有效产能，增加了能耗。

4.现有含铜污泥烧结工艺使用空气助燃，空气穿过烧结料层后直接排出，该方法氧气利用率低，排出的气体带走大量热量，热损失大，能耗高。

发明内容