本發(fā)明屬于廢舊電路板火法處理技術領域，涉及一種富氧側吹爐熔煉處理廢舊電路板的方法。

背景技術：

廢舊電路板中金屬含量一般超過40％，主要有cu、fe、ni、zn及貴金屬au、ag、pt、pd等具有回收價值的貴重金屬，同時廢電路板中也含有有機塑料、多溴聯苯等多種有害成分。如果無法得到有效的處理將對環(huán)境造成極大的污染和可回收資源的浪費，因此實現綠色高效回收廢舊電路板中的有價金屬具有重要意義。

針對廢舊電路板中的主要有價金屬cu，其采用的主要回收處理技術包括：機械物理回收技術和化學回收處理技術。機械物理回收技術包括磁選、錘磨、氣流分選、電分選等礦物加工技術，具有操作簡單、低污染、低能耗等優(yōu)點。但是其處理效果對物料的單體解離程度依賴度較高，同時易產生噪音和含有玻璃纖維、有機樹脂的有害粉塵，因此機械物理處理常作為預處理工序與火法、濕法回收工藝結合使用。

化學回收處理技術主要包括濕法冶金技術和火法處理技術。濕法冶金是將破碎后的電路板或金屬富集體在強酸、堿(硫酸、硝酸、氨水-銨鹽)等介質將預處理后的廢電路板中的金屬溶解，再通過萃取、電解、浸出、蒸餾等手段回收金屬。濕法冶金處理技術具有回收率高、無有毒有害氣體產生(二噁英等)等優(yōu)點，但其工藝較復雜、回收時間較長、需要嚴格的污水處理工序等缺點限制其發(fā)展。

火法處理技術主要采用焚燒、燒結、熔煉等方式分解廢電路板中的有機物，同時回收其中的有價金屬。火法處理具有工藝較為簡單，處理量大、效率高等優(yōu)點。在火法處理過程中，如何抑制二噁英的生成是亟需解決的技術問題。

技術實現要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種富氧側吹爐熔煉處理廢舊電路板的方法，其具有處理效率高、成本低和環(huán)保性好的優(yōu)點。本發(fā)明根據二噁英的生成機理：(1)高溫氣相生成；(2)大分子碳(殘?zhí)?與飛灰中氯化物在低溫(250～400℃)下合成，二噁英的最佳合成為300℃左右，但在400℃以上時仍有二噁英合成的可能，當溫度達到800℃以上時二噁英將無法合成；(3)不良燃燒產生二噁英前驅體(如氯酚等)這些前驅體在飛灰表面的催化劑(如fe、cu、ni)作用下相互反應生成?？刂朴酂徨仩t的出口煙氣溫度在500℃，同時在經驟冷塔，煙氣在1s內從500℃驟降至150～160℃，使煙氣快速跨越二噁英再合成溫度區(qū)間(250～400℃)，從而有效防止或減少二噁英的合成。

本發(fā)明在采用富氧側吹熔煉處理廢舊電路板，依托熔池熔煉處理量大，原料適用性廣，熔煉效率高，有效控制煙氣中二噁英等優(yōu)勢，綜合回收廢舊電路板中的銅及其他有價金屬。廢舊電路板中的有機組分在高溫熔池中快速分解；熔煉生成的銅硫可以作為廢舊電路板中貴金屬的捕集劑，廢舊電路板中的玻璃纖維等造渣排出實現有價金屬與有機組分、玻璃纖維的有效、簡易分離。富氧空氣的鼓入，使二噁英的前驅物充分氧化后；結合余熱鍋爐出口的溫度控制在500℃，驟冷塔使煙氣溫度快速降低，有效防止和二噁英的生成，實現了熔煉工藝的環(huán)保要求。

本發(fā)明的具體技術方案如下。富氧側吹爐熔煉處理廢電路板的方法，包括以下步驟：

(1)原料破碎：將廢電路板用破碎機破碎，得到電路板碎料；

(2)配料：將步驟(1)所得電路板碎料與輔料按比例配料，得到混合爐料；

(3)側吹熔煉：將步驟(2)所得混合爐料送入側吹爐中熔煉，富氧空氣通過噴槍鼓入爐內，控制爐內氣氛，將熔池的溫度維持在1150～1300℃，加入煤粉，混合爐料中的金屬元素(fe、pb、zn等)及有機物進行氧化反應，金屬氧化物與熔劑發(fā)生造渣反應，混合爐料經過側吹熔煉后得到高溫熔體及高溫煙氣；

(4)熔體處理：將步驟(3)所得高溫熔體送入電爐沉降分離，熔體中的爐渣和粗銅因密度不同而在電爐中分層，爐渣相密度較小漂浮在粗銅相上，分別從電爐的放銅口和放渣口放出粗銅和爐渣，爐渣經水淬處理后堆存；

(5)煙氣處理：將步驟(4)產生的高溫煙氣送入燃燒室燃燒，然后送入余熱鍋爐回收余熱及部分收塵，經驟冷塔降溫后送入布袋收塵裝置捕集熔煉煙塵，由排風機送入二次噴淋塔噴淋處理，最后經電除霧器處理后排空。

進一步地，步驟(1)中，所述電路板碎料的粒度約為20～40mm。

進一步地，步驟(2)中，所述輔料包括石灰石、廢石灰粉種的一種或兩種。

進一步地，步驟(2)中，電路板碎料、輔料和熔煉煙塵的混合比例隨電路板的成分的不同而調整。

進一步地，步驟(3)中，富氧空氣的壓強在0.16～0.20mpa，氧氣濃度為25～50v％(v％為體積百分比，下同)，氧氣濃度優(yōu)選40～60v％。

進一步地，將步驟(5)中捕集的熔煉煙塵返回步驟(2)與電路板碎料、輔料按比例配料。

進一步地，步驟(5)中，煙氣經燃燒室二次燃燒，除去煙氣中的co，經燃燒室處理后的煙氣co的含量在0.006v％以下。

進一步地，步驟(5)中，余熱鍋爐的出口煙氣溫度控制在500℃以上。

進一步地，步驟(5)中，從余熱鍋爐進入驟冷塔的煙氣，在1s內煙氣溫度從500℃以上驟降至150～160℃，煙氣溫度快速跨越二噁英的在合成溫度區(qū)(250～400℃)，有效減少二噁英再合成。

進一步地，步驟(5)中，當廢電路板中的阻燃劑含有溴時，步驟(5)中的二次噴淋塔噴淋堿性溶液，可有效吸收煙氣中so2、hbr、hcl等有害氣體并回收溴鹽。

本發(fā)明的創(chuàng)新性在于：

本發(fā)明采用的富氧側吹工藝，物料經混合后加入熔池內，通過鼓入富氧空氣對熔池內的熔體形成劇烈攪拌，熔池內傳質、傳熱過程迅速進行，使造锍過程迅速完成。熔池內具備較好的傳質條件，銅锍可以較好捕集廢電路板中的貴金屬，廢電路板中的資源得到充分的綜合回收。廢舊電路板中的有機物和阻燃成分在高溫富氧氣氛中充分反應，降低煙氣中的co和二噁英的生成。后續(xù)余熱鍋爐和驟冷塔對煙氣溫度的控制，使煙氣溫度快速跨過二噁英的再合成溫度(250～400℃)，從而有效防止和減少二噁英的生成，后續(xù)二次噴淋塔對煙氣中的hbr、hcl進行堿吸收并生產溴鹽，使整個工藝流程具備較好的環(huán)保性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發(fā)明進一步說明。

參照附圖，富氧側吹熔煉工藝處理廢電路板的方法，步驟如下：

(1)將廢電路板用破碎機破碎，破碎后的電路板的粒度約為20～40mm，破碎后的電路板碎料送入步驟(2)；

(2)配料：(1)中所得電路板以2.4t/h用膠帶輸送機與輔料0.37t/h石灰石和0.06t/h廢石灰粉按比例進行配料，混合均勻后送入步驟(3)；

(3)側吹熔煉：將步驟(2)所得混合爐料送入側吹爐中熔煉，采用0.16～0.20mpa、氧氣濃度為30～50％的富氧空氣通過噴槍鼓入爐內，控制爐內氣氛，將熔池的溫度維持在1150～1300℃，此時熔池內的熔體形成強烈的攪拌效果，加入煤粉，原料中的fe、pb、zn等元素及有機物進行氧化反應，金屬氧化物與熔劑發(fā)生造渣反應，原料經過反應后得到高溫熔體——爐渣和粗銅及高溫煙氣；

熔煉過程中熔池內主要發(fā)生的反應有：

ch4+2o2＝co2+2h2o

c+o2＝co2

c+co2＝2co

cu(s)＝cu(l)

2me+o2＝2meo(me是指pb,zn,pd,pt，au,ag等金屬)

4cu+o2＝2cu2o

o2+2fe＝2feo

cu2o+co＝2cu+co2

cuo+co＝cu+co2

caco3＝cao+co2

6feo+o2＝2fe3o4

2feo+sio2＝2feo·sio2

cao+sio2＝casio3

原料中的部分有機物在爐內發(fā)生燃燒反應，為熔煉過程提供熱源，其余部分在鍋爐入口段與分層鼓入的燃燒風，發(fā)生二次燃燒。有機物燃燒發(fā)生的主要反應如下：

c2h4+3o2＝2co2+2h2o

4c2h7n+15o2＝8co2+14h2o+2n2

2c7h8o+17o2＝14co2+8h2o

c6h5br+7o2＝6co2+2h2o+hbr

c6h5cl+7o2＝hcl+6co2+2h2o

(4)熔體處理：將步驟(3)所述得到的高溫熔體送入電爐沉降分離，熔體中的爐渣和粗銅因密度不同而在電爐中分層，爐渣相密度較小漂浮在粗銅相上，分別從電爐的放銅口和放渣口放出粗銅和爐渣，爐渣經水淬處理后堆存；

(5)煙氣處理：步驟(4)熔煉過程產生的煙氣送入燃燒室除去煙氣中的co，經燃燒室處理的煙氣co的含量小于0.006(v％)；再送入余熱鍋爐回收余熱及部分收塵，經余熱鍋爐處理的后控制煙氣溫度在500℃左右；再送驟冷塔降溫至150～160℃后送入布袋收塵裝置捕集煙塵；由排風機送入二次噴淋塔經堿吸收煙氣中的so2、hbr、hcl等有害氣體回收溴鹽，再經電除霧器后排空。

廢電路板主要非金屬化學成分及灰分成分如下表所示

技術特征：

1.富氧側吹爐熔煉處理廢電路板的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)原料破碎：將廢電路板用破碎機破碎，得到電路板碎料；

(2)配料：將步驟(1)所得電路板碎料與輔料按比例配料，得到混合爐料；

(3)側吹熔煉：將步驟(2)所得混合爐料送入側吹爐中熔煉，富氧空氣通過噴槍鼓入爐內，控制爐內氣氛，將熔池的溫度維持在1150～1300℃，加入煤粉，混合爐料中的金屬元素及有機物進行氧化反應，金屬氧化物與熔劑發(fā)生造渣反應，混合爐料經過側吹熔煉后得到高溫熔體及高溫煙氣；

(4)熔體處理：將步驟(3)所得高溫熔體送入電爐沉降分離，熔體中的爐渣和粗銅因密度不同而在電爐中分層，分別從電爐的放銅口和放渣口放出粗銅和爐渣，爐渣經水淬處理后堆存；

(5)煙氣處理：將步驟(4)產生的高溫煙氣送入燃燒室燃燒，然后送入余熱鍋爐回收余熱及部分收塵，經驟冷塔降溫后送入布袋收塵裝置捕集熔煉煙塵，由排風機送入二次噴淋塔噴淋處理，最后經電除霧器處理后排空。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述電路板碎料的粒度為20～40mm。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述輔料包括石灰石、廢石灰粉種的一種或兩種。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，根據電路板的成分調整電路板碎料、輔料和熔煉煙塵的混合比例。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中富氧空氣的壓強在0.16～0.20mpa，氧氣濃度為25～50v％，氧氣濃度優(yōu)選40～60v％。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，將步驟(5)中捕集的熔煉煙塵返回步驟(2)與電路板碎料、輔料按比例配料。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)中經燃燒室處理后的煙氣中co的含量在0.006v％以下。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)中，余熱鍋爐的出口煙氣溫度控制在500℃以上。

9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)中，從余熱鍋爐進入驟冷塔的煙氣，在1s內煙氣溫度從500℃以上驟降至150～160℃。

10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，當廢電路板中的阻燃劑含有溴時，步驟(5)中的二次噴淋塔噴淋堿性溶液，吸收煙氣中so2、hbr、hcl氣體并回收溴鹽。

技術總結

富氧側吹爐熔煉處理廢舊電路板的方法，屬于廢舊電路板火法處理技術領域。包括以下步驟：(1)將廢電路板破碎；(2)將電路板碎料與輔料配料；(3)將步驟(2)所得混合爐料送入側吹爐中富氧熔煉，得到高溫熔體及高溫煙氣；(4)將高溫熔體送入電爐沉降分離，分別從放銅口和放渣口放出粗銅和爐渣；(5)將高溫煙氣送入燃燒室燃燒，然后送入余熱鍋爐回收余熱及部分收塵，經驟冷塔降溫后送入布袋收塵裝置捕集熔煉煙塵，由排風機送入二次噴淋塔噴淋處理，最后經電除霧器處理后排空。本發(fā)明造锍過程迅速，可以較好捕集廢電路板中的貴金屬，充分回收資源，有效防止和減少二噁英的生成，具有處理效率高、成本低和環(huán)保性好的優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：鄒小平;王海北;蔣開喜;章小兵;張馳;劉三平;薛宇飛;李強;余忠珠;蔣應平;黃勝

受保護的技術使用者：礦冶科技集團有限公司

技術研發(fā)日：2020.07.06

技術公布日：2020.09.22