含銅污泥密閉鼓風熔煉與富氧熔池熔煉資源回收技術淺析

樊 銳

（上海環境工程設計研究院有限公司，上海 200040）

在固體廢物中，危險廢物是最難處理的一類。重金屬污泥是含重金屬廢水經化學處理后的沉淀物，含有多種重金屬，成分復雜，屬于危險廢物，但隨著經濟的發展，重金屬污泥的數量正在迅速增加。與酸洗污泥原料不同，來自PCB 行業的含銅污泥，金屬銅含量較高，因此利用進行銅資源化時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［1-4］：

（1）偏堿性物質，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，選擇密閉鼓風熔煉/富氧熔池熔煉進行資源化處理是目前國內的主流技術。

1 密閉鼓風熔煉和富氧熔池熔煉工藝介紹

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

1.1 密閉鼓風爐系統介紹

密閉鼓風爐系統采用“烘干+燒結+密閉鼓風熔煉” 工藝，實現含銅污泥中銅回收。含水率65%～70%含銅污泥卸至給料倉后，通過皮帶機進行輸送至回轉式烘干機，將污泥烘干至含水率45%～50%，然后通過皮帶機輸送至給料倉中，混合混勻后運送至燒結機中進行燒結，后經破碎篩分后，按照比例加入焦炭、石灰石、石英石、鐵粉進行高溫還原熔煉，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，實現含銅污泥中銅回收。含水率65%～70%含銅污泥卸至料倉后，通過皮帶機進行輸送至烘干機，將污泥烘干至含水率30%～35%，然后通過皮帶機輸送至給料倉中，焦炭、熔劑等通過定量給料機計量配料，再通過皮帶機從熔池熔煉爐加料口加到爐內進行還原熔煉，產生的高溫煙氣進行余熱回收。

2 含銅污泥資源化案例分析

2.1 含銅污泥密閉鼓風爐案例

江蘇某市建設運營的含銅污泥資源化利用項目，主要處理該市及周邊城市企業產生的含銅污泥，日處理能力300t。整個項目包括以下6 個模塊：（1） 污泥儲存單元；（2）污泥烘干單元；（3）污泥燒結單元；（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熔煉之后，安徽某市投資建設400 噸/天規模的含銅污泥資源化利用項目，其采用富氧熔池熔煉技術，氧氣濃度。采用原料烘干后直接輸送至富氧熔池熔煉系統，產生的高溫煙氣進行余熱回收，用于前端污泥烘干工藝，產生的廢水進行污水處理。

2.3 兩種還原熔煉技術存在的問題及難點

據目前還原熔煉情況，兩種熔煉方式仍存在弊端和不足，主要問題如下：

圖2 含銅污泥富氧熔池熔煉工藝流程圖

（1）對于密閉鼓風熔煉，需要進行燒結處理，特別對含有高有機物的污泥，燒結過程，煙氣量大、難以處理，同時密閉鼓風熔煉作業率不高，自動化程度低；

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

3 展 望

含銅污泥產量日益增多，如果不進行處理則會導致嚴重的環境污染，因此將含銅污泥進行資源化處理是大勢所趨。目前，隨著國家及企業對含銅污泥資源化項目的投入，存在的工藝問題將不斷取得改進和完善，未來必將形成成熟且又穩定運行的含銅污泥資源化綜合利用技術。