CN111020212B

CN111020212B - 一种含铜废料金属铜回收工艺

Info

Publication number: CN111020212B
Application number: CN201911253759.XA
Authority: CN
Inventors: 卢燕; 金竹林; 谢沛东
Original assignee: Luonan Huanyayuan Copper Co ltd
Current assignee: Jiangsu Hanqiao New Material Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2021-08-24
Anticipated expiration: 2039-12-09
Also published as: CN111020212A

Abstract

本发明公开了一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下步骤：步骤1、制备含铜熟料，步骤2、制备含铜粉末，步骤3、制砖，将步骤1制得的含铜熟料、步骤2制得的含铜粉末经配料至含铜量达到25wt%以上后进入制砖系统，并配以凝固剂制备含铜砖块，步骤4、熔炼，步骤5、熔炼炉烟气处理。本发明提供的含铜废料金属铜回收工艺，能够回收含铜废料中的金属铜，同时降低回收铜合金中的非铜金属元素，为后续制备精炼铜提供原料。

Description

一种含铜废料金属铜回收工艺

技术领域

本发明涉及铜的提炼领域，特别涉及一种含铜废料金属铜回收工艺。

背景技术

铜具有优良的导电性、导热性、延展性、耐腐蚀性及耐磨性等优良性质，被广泛地应用于电力、电子、能源及石化、机械及冶金、交通、轻工及新兴产业等领域。由于前述领域的快速发展，铜矿资源的短缺和精铜需求的快速增长之间的矛盾日益突出，而解决这一矛盾的有效途径就是合理利用再生铜资源，主要通过废杂铜的回收利用。废杂铜是废铜和紫杂铜的统称，其产生源自铜冶炼、铜加工过程中产生的废品、废料和使用后废弃的建筑、汽车、电力、电子电器等产品。目前，回收废杂铜的主要技术分为：机械处理技术、热解处理技术、火法冶金技术、湿法冶金技术。其中机械处理技术、热解处理技术工艺简单易规模化，然而得到的不是最终产品，而是两种或两种以上金属元素混合的富集体，因此，通常作为预处理手段，进一步结合湿法冶金技术，组成一个回收系统，实现回收纯度的高铜产品。

现有技术中公布号为CN109569881A，公布日为2019.04.05的专利申请，公开了一种利用废旧电路板回收制备铜合金的方法，包括以下步骤：步骤(一)解焊，将废旧电路板加热至250～270℃，直到废旧电路板上的焊锡熔化，并去除废旧电路板上的电子元件，得到基板；步骤(二)粉碎，将基板粉碎成粒径为0.3～0.4mm的细料；步骤(三)分选，对细料进行磁选，去除细料中的铁磁性杂质，得到磁选料；配比分选溶液，将经过磁选的细料放入分选溶液中，快速将非金属物质与金属物质分离，并收集金属物质沉积物；步骤(四)精制，先将金属物质沉积物预热至600～650℃，再加热至1000～1250℃，保持50～60min，得到铜混合物；步骤(五)熔炼，将铜混合物与金属单质混合并在1000～1250℃下熔炼得到铜合金。上述技术方案通过步骤(三)的两次分选，能够实现金属物质与非金属物质的快速分离，然而，分离得到的金属物质中并不只存在铜金属，还含有钼、镁、钙等金属，因此，步骤(四)得到的精制铜混合物实际上是含有多种金属元素混合的铜混合物，不经过金属元素分离而直接通过步骤(五)熔炼，将铜混合物与金属单质熔炼得到铜合金，铜合金中非铜金属元素并没有得到分离，铜合金的性能无法确定，并且采取直接加入铜单质的方法提高铜含量，并没有实现完全意义上的废铜回收利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含铜废料金属铜回收工艺，能够回收含铜废料中的金属铜，同时降低回收铜合金中的非铜金属元素，为后续制备精炼铜提供原料。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下步骤：

步骤1、制备含铜熟料，将危险废物经配料至含铜量达到22wt％，投入回转窑中焚烧，温度 850℃，时间1-1.5h，焚烧完成后生成含铜熟料，由回转窑尾部排出，送压块制砖系统；

步骤2、制备含铜粉末，废电路板经拆解后得到基板，基板经粉碎、分选，制得含铜粉末，送压块制砖系统；

步骤3、制砖，将步骤1制得的含铜熟料、步骤2制得的含铜粉末经配料至含铜量达到25wt％以上后进入制砖系统，并配以凝固剂水泥加水制备含铜砖块；

步骤4、熔炼，将步骤3制得的含铜砖块投入熔炼炉内，向炉内鼓入氧气，使入炉空气中的氧气达到28-30vol％，加入助熔剂、还原剂以及燃料，熔炼温度为1100-1200℃，0.5h出一次渣，2.5h出一次铜液，铜液从熔炼炉下部排铜口排出；

步骤5、熔炼炉烟气处理。

本发明中通过焚烧，原料中的危险废物(包括HW12染料、涂料废物、HW17表面处理物、HW22含铜废物、HW45含有机卤化物废物、HW46含镍废物、HW48有色金属冶炼废物、HW50废催化剂，共95000t/a)中的有机化合物，生成二氧化碳和水，得到含铜熟料，同时使危险废物减量化、无害化。废电路板(危废类别为HW49)经过粉碎分选，使得含铜粉料与非金属(环氧树脂粉末)分开，得到含铜粉末，分离出来环氧树脂粉末送生活垃圾填埋场处理。利用水泥胶结制得的含铜熟料和含铜粉末从而制备含铜砖块，与助熔剂及还原剂混合、高温熔炼，助熔剂与物料中铁、钼、镁、钙、硅等结合，形成尾渣，实现铜与其他非铜金属元素的分离，提高产品的含铜量以及降低其他非金属铜元素含量。熔炼过程中水泥进入尾渣中，尾渣较轻，由上部排渣口排出；尾渣根据含铜量的情况，含铜量高返回熔炼炉继续熔炼，含铜量较低加工成铜精粉，实现回收利用。熔炼所得冰铜较重，沉于下层，可以从熔炼炉下部排铜口流出来，冰铜作为中间产品，为后续制备精炼铜提供原料。熔炼炉烟气经过处理后，有效去除污染物，满足环保的要求。

作为优选的，所述助熔剂为石灰石、石英石，还原剂为氧化铁，所述燃料为兰炭。

采用上述方案，石灰石熔点低，能够促进石英石、氧化铁熔化，改善流动性。炉料中铁、钼、镁、钙、硅等在富氧环境中氧化形成氧化物，与石英石结合形成尾渣，实现非铜金属元素与铜分离。氧化铁能将氧化铜和硫化铜中的铜还原，提高铜含量。兰炭作为燃料，固定炭高，燃烧提供足够的能量，并且化学活性高，还能起到还原剂的作用。

进一步的，所述含铜砖块与石灰石、石英石、氧化铁、兰炭的添加的比例按重量计为10:(0.6-1):(0.6-1):(0.6-1):(5-7)。

采用上述方案，能够避免石灰石、石英石、氧化铁添加量不足，导致铁、钼、镁、钙、硅反应不充分或者尾渣流动性不足，而导致无法实现良好的非铜元素分离的效果，并且能够避免兰炭添加量不足，无法保证足够的能量。而石灰石、石英石、氧化铁添加量过多，容易造成大量尾渣覆盖于熔池表面，导致氧气无法进入熔池发生氧化反应，而兰炭添加量过多，导致燃烧不充分，造成能源浪费。

进一步的，所述含铜砖块与石灰石、石英石、氧化铁、兰炭的添加的比例按重量计为 10:1:1:1:7。

采用上述方案，制备得到的冰铜的铜含量高，非铜金属元素含量总和低，并且熔炼时无喷溅或返干，操作性强。

进一步的，所述石灰石、石英石和氧化铁在步骤3中加入水泥中制备含铜砖块。

采用上述方案，石灰石和石英石、氧化铁在制砖工序中，加入水泥中一同制砖，在熔炼过程中，石灰石、石英石助熔剂熔化后，直接与含铜物料接触，促进物料熔化，有助于非铜金属元素在富氧环境中形成的氧化物，直接与石英石结合形成尾渣，促进反应快速以及彻底进行，从而提高含铜量以及降低非铜金属元素的含量。

进一步的，步骤3中，水泥中还加入有十二烷基苯磺酸钠以及硬脂酸钙，所述水泥、十二烷基苯磺酸钠以及硬脂酸钙的添加比例按重量计为0.4:(0.04-0.08):(0.04-0.08)。

采用上述方案，十二烷基苯磺酸钠能在水泥中形成气泡，而硬脂酸钙能够保证稳气泡的温定性，在制备的含铜砖块中形成多个孔洞。将含铜砖块加入到熔炉后，石灰石和石英石快速熔化，分散在水泥的多孔结构中，促进水泥熔化，降低炉渣黏度，改善并保持炉渣的流动性，加快化渣速度；而多孔结构中气泡的释放，有助于搅动溶液，促进熔炼的均匀性，并且使得氧化反应和还原反应充分进行，进一步促进非铜金属元素的分离。

进一步的，步骤2中所述粉碎包括三次粉碎，基板经双辊破碎机初碎、粉碎机二次粉碎后进入振动筛分机，筛网目数为200目，筛上物再返回二次粉碎工段进行三次粉碎。

采用上述技术方案，通过三次粉碎，使得破碎后得到的颗粒满足粒径要求，满足非金属和金属颗粒的分选要求。

进一步的，步骤2中所述分选包括筛下物分别经比重分选机、静电分选机分选。

采用上述技术方案，通过两次分选，提高金属的分选率，使得分选率高达98％以上。

进一步的，配料采用铜精粉调节含铜量，铜精粉的铜含量在10wt％-50wt％之间。

采用上述技术方案，利用回收的铜精粉调节铜含量，进一步提高铜的回收利用率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的废铜回收利用工艺，利用危险废物制备的含铜熟料和废电路板制备的含铜粉末，制备含铜砖块，经过富氧熔炼，实现非铜金属元素的分离并提高铜含量；

2、本发明的所述石灰石、石英石和氧化铁在步骤3中加入水泥中一同制砖，在熔炼过程中，石灰石、石英石助熔剂熔化后，直接与含铜物料接触，促进物料熔化，有助于非铜金属元素在富氧环境中形成的氧化物，直接与石英石结合形成尾渣，促进反应快速以及彻底进行，从而提高含铜量以及降低非铜金属元素的含量。

3、通过制备含有多孔的含铜砖块降低水泥的胶结强度，并利用熔炼过程中的多孔结构中释放的气泡，有助于搅动溶液，促进熔炼的均匀性，使得反应更加充分进行，进一步促进非铜金属元素的分离，提高铜含量。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明所涉及原料的型号、来源如表1所示，工艺流程中采用的主要设备如表2所示。

表1原料的型号以及来源

原料	规格/型号	厂家
			石灰石	100目	瑞鸣矿产品
石英石	100目	瑞鸣矿产品
			氧化铁	300目	潮顺化工
兰炭	≤6mm	神木煤煤业
			水泥	P.O.42.5	海螺水泥
十二烷基苯磺酸钠	80R	卡尼尔
			硬脂酸钙	CV-A	东政化工

表2工艺流程中采用的主要设备

实施例1

实施例1提供的一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下制备步骤：

步骤1、制备含铜熟料：

各类危险废物(除HW49外)用密闭卡车运到危废区仓库，通过进料机输送入回转窑进料斗，进料斗下设有推料机及锁风设施，确保回转窑负压运行。

原料中的危险废物(包括HW12染料、涂料废物、HW17表面处理物、HW22含铜废物、HW45含有机卤化物废物、HW46含镍废物、HW48有色金属冶炼废物、HW50废催化剂，共95000t/a)经配料至含铜量达到22wt％后方可进入回转窑。

回转窑内焚烧温度为850℃，采用兰炭作为燃料，时间1h。焚烧产生的高温烟气经旋风除尘器后经二次燃烧，二燃室温度为1150℃左右，且烟气在高温区停留时间＞2秒，以减少二噁英、重金属等有害物质。当温度低于1150℃时，二燃室的燃烧器调节大小火开启。确保炉温稳定在1150℃左右，回转窑和二燃室燃烧所有的空气通过风机分别供给，以使废物的燃烧处于最佳状态。从二燃室出来的高温烟气进余热锅炉，利用余热产生的蒸汽用作厂区采暖及库房干燥物料。经余热锅炉后的烟气进入激冷装置，使高温烟气激冷至150℃左右，前道高温烟气不但使二噁英从源头予以充分分解，后道激冷使二噁英避开或大大缩短了350℃～500℃的二噁英再生工况区。此烟气再经活性炭吸附残余的有害物质，并通过脉冲袋式除尘器除尘后进入脱硫塔，采用双碱法脱硫，最后经引风机通过80m的排气筒排放。

危险废物在回转窑焚烧完成后生成含铜熟料，由回转窑尾部排出，送压块制砖系统。通过焚烧，去除危险废物(除HW49外)中的有机化合物，生成二氧化碳和水，得到含铜熟料，使危险废物减量化、无害化。

步骤2、制备含铜粉末：

废电路板(危废类别为HW49)预处理设备选用先进的一体化拆解设备，废电路板经拆解去除表面电子元件后得到基板，采用PLC控制全套生产线均匀进料。破碎筛分原理为“三级粉碎+气流分选”，依次经双辊破碎机初碎、粉碎机二次粉碎后进入振动筛分机，筛网目数为 100目，筛上物再返回二次粉碎工段再次粉碎，筛下物分别经比重分选机、静电分选机分选后使得含铜粉物料与非金属(环氧树脂粉末)分开，粉碎室采用循环水控温与降噪，全套生产线采用负压送料有效降低粉尘溢出，回料系统使粉碎更高效，气流分选设备分选率高达 98％以上，该预处理设备粉碎工段自带脉冲除尘器收集粉尘。

电路板预处理分离出来环氧树脂粉末送生活垃圾填埋场处理，分离出来的含铜粉末，送制砖系统。

步骤3、制砖：

来自回转窑的含铜熟料和电路板预处理产生的含铜粉末经封闭式混合配料机配料后，添加含铜量为10wt％-50％的铜精粉控制含铜量达到25wt％进入制砖系统，并配以凝固剂水泥加水制成含铜砖块。其中，含铜物料：(水泥+水)＝18:1，水灰比为0.4。配料过程中，通过光谱分析仪分析元素含量。

步骤4、熔炼：

取10kg制砖工序制成的含铜砖块，添加石灰石0.6kg、石英石0.6kg、氧化铁粉0.6kg、兰炭 5kg，输送至侧吹熔炼炉上方，由炉顶下料口投入炉内，同时由鼓风机向炉内鼓入氧气，使入炉空气中的氧气达到28vol％，物料在窑内在自重作用下，经预热带、还原带，完成冶炼全过程。熔炼炉熔炼温度1100℃，熔炼炉2.5小时出一次铜液，0.5小时出一次渣。尾渣较轻，由上部排渣口排出；尾渣根据含铜量情况，含含铜量返回熔炼炉继续熔炼，含铜量较低加工成铜精粉。熔炼所得冰铜较重，沉于下层，可以从熔炼炉下部排铜口流出来，作为中间产品送到一般固废区进行进一步熔炼。后续熔炼，通过将含铜的一般废物以及危险废物处置区生产的中间产品冰铜与石英石、石灰石助熔剂及氧化铁粉还原剂混合、高温熔炼，石英石与物料中铁、钼、镁、钙、硅等进一步结合，形成尾渣，其余剩下的即为含铜制品，铜含量能够提高至93～96％。

步骤5、熔炼炉烟气处理。

熔炼炉烟气中主要污染物是烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二噁英类、金属化合物(含重金属)，通过“旋风除尘+二燃室+余热锅炉+急冷塔+活性炭吸附+脉冲布袋除尘器+脱硫喷淋塔”处理工艺，使熔炼炉烟气中主要污染物实现达标排放。熔炼炉产出的高温含尘烟气，经过1台旋风收尘器除去大粒径颗粒物后，进入二燃室，鼓入助燃风、天然气，使未燃尽物料及烟气中的CO在高于1200℃温度下充分燃烧，烟气停留时间大于2秒，使二噁英彻底分解，并沉降部分金属粉尘。二次燃烧发生的主要化学反应如下：2CO+O₂＝2CO₂。二次燃烧室出来的高温烟气先经过余热锅炉(每台炉窑配备1台6t/h的余热锅炉)回收余热产生蒸汽，使烟气温度降至600℃左右，再进入激冷装置。余热产生的蒸汽作为厂区采暖、供热和发电使用。急冷塔使烟气1秒钟内骤冷至150℃左右，避免有害气体二噁英的产生。并在出口烟道内通过活性炭吸附烟气中可能残存的二噁英、金属粉尘等有害气体。激冷使二噁英避开或大大缩短了350℃～500℃的二噁英再生工况区，大大减少了二噁英的产生。烟气最后进入脉冲袋式除尘器，烟气含尘去除效率99.5％以上。采用双碱法脱硫，烟气在逆喷管中从顶部自上而下与自下而上的NaOH吸收液逆流接触，气液充分接触后，SO₂和卤素与NaOH 吸收液反应，生成Na₂SO₃，同时烟气温度降至70℃，烟气中80％以上的SO₂被吸收，烟气在吸收塔内脱硫净化后，经除雾器除去水雾，再经过脱硫塔顶部的直排烟囱排入大气，达标后的净烟气汇入排气筒排放。脱硫碱液循环使用，NaOH吸收SO₂后生成亚硫酸钠，经氧化与氢氧化钙反应后转化成硫酸钙沉淀，捞出硫酸钙后，NaOH废液循环使用作为脱硫剂，不外排。脱硫效率按照95％设计。

实施例2

实施例2提供的一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下制备步骤：

步骤1、制备含铜熟料，与实施例1的不同在于回转窑内焚烧时间为1.5h。

步骤2、制备含铜粉末：与实施例1的制备方法相同。

步骤3、制砖：

与实施例1的不同在于所述含铜熟料、含铜粉末中还添加有尾渣或精炼渣。

步骤4、熔炼：

与实施例1的不同在于石灰石的添加量为0.8kg、石英石的添加量为0.8kg、氧化铁粉的添加量为0.8kg、兰炭的添加量为6kg，炉空气中的氧气达到29vol％，熔炼炉的熔炼温度为 1150℃。

步骤5、熔炼炉烟气处理，与实施例1的处理工艺相同。

实施例3

实施例3提供的一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下制备步骤：

步骤1、制备含铜熟料，与实施例1的制备方法相同。

步骤2、制备含铜粉末：与实施例1的制备方法相同。

步骤3、制砖：与实施例1的制备方法相同。

步骤4、熔炼：

与实施例1的不同在于石灰石的添加量为1kg、石英石的添加量为1kg、氧化铁粉的添加量为1kg、兰炭的添加量为7kg，炉空气中的氧气达到30vol％，熔炼炉的熔炼温度为1200℃。

步骤5、熔炼炉烟气处理，与实施例1的处理工艺相同。

实施例4

实施例4提供的一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下步骤：

步骤1、制备含铜熟料，与实施例3的制备方法相同。

步骤2、制备含铜粉末：与实施例3的制备方法相同。

步骤3、制砖：

与实施例3的不同在于：石灰石、石英石、氧化铁一同加入水泥中制备含铜砖块。其中，含铜物料、石灰石、石英石、氧化铁、(水泥+水，水灰比为0.4)的比例按重量计为 10:0.6:0.6:0.6:0.56。

步骤4、熔炼：

取10kg制砖工序制成的含铜砖块，输送至侧吹熔炼炉上方，由炉顶下料口投入炉内，输送至侧吹熔炼炉上方，由炉顶下料口投入炉内，同时由鼓风机向炉内鼓入氧气，使入炉空气中的氧气达到30vol％，物料在窑内在自重作用下，经预热带、还原带，完成冶炼全过程。熔炼炉熔炼温度1200℃，熔炼炉2.5小时出一次铜液，0.5小时出一次渣。尾渣较轻，由上部排渣口排出；尾渣根据含铜量情况，含铜量高返回熔炼炉继续熔炼，含铜量较低加工成铜精粉。熔炼所得冰铜较重，沉于下层，可以从熔炼炉下部排铜口流出来，作为中间产品送到一般固废区进行进一步熔炼。

步骤5、熔炼炉烟气处理，与实施例3的处理工艺相同。

实施例5

实施例5提供的一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下步骤：

步骤1、制备含铜熟料，与实施例4的制备方法相同。

步骤2、制备含铜粉末：与实施例4的制备方法相同。

步骤3、制砖：与实施例4的不同在于，含铜物料、石灰石、石英石、氧化铁、(水泥+水，水灰比为0.4)的比例按重量计为10:0.8:0.8:0.8:0.56。

步骤4、熔炼：与实施例4的熔炼工艺相同相同。

步骤5、熔炼炉烟气处理，与实施例4的处理工艺相同。

实施例6

实施例6提供的一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下步骤：

步骤1、制备含铜熟料，与实施例4的制备方法相同。

步骤2、制备含铜粉末：与实施例4的制备方法相同。

步骤3、制砖：与实施例4的不同在于，含铜物料、石灰石、石英石、氧化铁、(水泥+水，水灰比为0.4)的比例按重量计为10:1:1:1:0.56。

步骤4、熔炼：与实施例4的熔炼工艺相同相同。

步骤5、熔炼炉烟气处理，与实施例4的处理工艺相同。

实施例7

实施例7提供的一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下步骤：

步骤1、制备含铜熟料，与实施例5的制备方法相同。

步骤2、制备含铜粉末：与实施例5的制备方法相同。

步骤3、制砖：与实施例5的不同在于，水泥中还加入有十二烷基苯磺酸钠以及硬脂酸钙，水泥、十二烷基苯磺酸钠以及硬脂酸钙的添加比例按重量计为0.4:0.04:0.04。

步骤4、熔炼：与实施例5的熔炼工艺相同相同。

步骤5、熔炼炉烟气处理，与实施例5的处理工艺相同。

实施例8

实施例8提供的一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下步骤：

步骤1、制备含铜熟料，与实施例5的制备相同。

步骤2、制备含铜粉末：与实施例5的制备相同。

步骤3、制砖：与实施例5的不同在于，水泥中还加入有十二烷基苯磺酸钠以及硬脂酸钙，水泥、十二烷基苯磺酸钠以及硬脂酸钙的添加比例按重量计为0.4:0.06:0.06。

步骤4、熔炼：与实施例5的熔炼工艺相同相同。

步骤5、熔炼炉烟气处理，与实施例5的处理工艺相同。

实施例9

实施例9提供的一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下步骤：

步骤1、制备含铜熟料，与实施例5的制备相同。

步骤2、制备含铜粉末：与实施例5的制备相同。

步骤3、制砖：与实施例5的不同在于，水泥中还加入有十二烷基苯磺酸钠以及硬脂酸钙，水泥、十二烷基苯磺酸钠以及硬脂酸钙的添加比例按重量计为0.4:0.08:0.08。

步骤4、熔炼：与实施例5的熔炼工艺相同相同。

步骤5、熔炼炉烟气处理，与实施例5的处理工艺相同。

对比例1

对比例1提供的一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下步骤：

步骤1、制备含铜熟料，与实施例1的制备方法相同。

步骤2、制备含铜粉末：与实施例1的制备方法相同。

步骤3、制砖：与实施例1的制备方法相同。

步骤4、熔炼：

与实施例1的不同在于：步骤4中石灰石的添加量为0.4kg、石英石的添加量为0.4kg、氧化铁的添加量为0.4kg。

步骤5、熔炼炉烟气处理，与实施例1的处理工艺相同。

对比例2

对比例2提供的一种含铜废料金属铜回收工艺，包括以下步骤：

步骤1、制备含铜熟料，与实施例3的制备方法相同。

步骤2、制备含铜粉末：与实施例3的制备方法相同。

步骤3、制砖：与实施例3的制备方法相同。

步骤4、熔炼：

与实施例3的不同在于：步骤4中石灰石的添加量为1.2kg、石英石的添加量为1.2kg、氧化铁的添加量为1.2kg。

步骤5、熔炼炉烟气处理，与实施例3的处理工艺相同。

性能检测

针对本发明实施例1-9和对比例1-2提供的含铜废料金属铜回收工艺，在熔炼的过程中监测起渣时间和观察是否出现喷溅和返干现象并记录，并对制备得到的冰铜进行光谱分析，测量铜含量以及其中非铜金属元素(包括铁钼、镁、钙、硅)含量之和，并进行记录，检测结果见表3所示。

表3性能检测数据表

以下结合表3提供的性能检测数据表，详细说明本发明。

实施例1-3中针对石灰石、石英石和氧化铁配比进行了对比。结果发现，实施例1，石灰石、石英石和氧化铁加入量相对较少，起渣时间较长，熔炼过程中未出现喷射或返干，操作性好，制得的冰铜的铜含量较高，非铜金属元素含量总和较低；石灰石、石英石助熔剂在熔炼过程中熔化，与物料中的铁、钼、镁、钙、硅等结合，形成尾渣，氧化铁能够还原氧化铜，随着石灰石、石英石、氧化铁加入量增加，非铜金属元素更多地进入尾渣中，氧化铜还原更为充分，使得制备得到的冰铜中铜含量增加，非铜金属元素含量之和下降；实施例3 相对较优。

另外，以实施例3为对照，本发明在实施例4-6中考察了石灰石、石英石、氧化铁添加方式的影响。结果发现，实施例4中，石灰石和石英石、氧化铁在制砖工序中，加入水泥中一同制砖，提高了石灰石和石英石、氧化铁在含铜物料中的分散性和均匀性，促进熔炼过程中石灰石、石英石、氧化铁与含铜物料之间的反应，起渣时间短，反应速度快，制备得到的冰铜含铜量提升，非铜金属含量之和降低，并且无喷射和返干现象；实施例5中增加石灰石和石英石、氧化铁的添加量，起渣时间进一步缩短，制备得到的冰铜含铜量进一步提升，非铜金属含量之和进一步降低；实施例6中，由于石灰石添加量加入较多，并且分散在含铜物料中，与含铜物料反应剧烈，起渣时间短，形成的炉渣覆盖在炉液表面，传入熔池内的氧气量减少，不利于非铜金属元素氧化反应，导致含铜量降低，而非铜金属元素含量之和上升。

本发明在实施例7-9中考察了在水泥中加入发泡剂和稳泡剂的影响。结果发现，与实施例5相比，实施例7中，由于水泥中的孔洞有一定的隔热效果，因此，石灰石和石英石的熔化较慢，起渣时间增长，在熔炼过程中，随着水泥的软化，多孔中的气泡不断释放，起到搅动炉液的作用，使得反应进行的更加彻底，最终制得的冰铜中的含铜量进一步上升，非铜金属元素之和的含量进一步降低，尤以实施例8相对较佳。实施例9中水泥中的孔洞进一步增加，隔热明显，起渣时间较长，多孔中的气泡释放量加大，导致尾渣上升速度过快，不利于反应的充分进行，制备得到的冰铜相较于实施例5的铜含量下降，非铜金属元素含量之和上升。

与实施例1相比，对比例1起渣时间长，在熔炼过程中出现喷射和返干现象，操作性差，制备得到的冰铜的含铜量低，非铜金属元素含量之和高。与实施例3相比，对比例2 中在熔炼过程中，起渣时间短，尾渣过多，覆盖在熔池表面，传入熔池内的氧气量过少，不利于反应进行，导致含铜量降低，而非铜金属元素含量之和上升。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种含铜废料金属铜回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制备含铜熟料，将危险废物经配料至含铜量达到22wt%，投入回转窑中焚烧，温度850℃，时间1-1.5h，焚烧完成后生成含铜熟料，由回转窑尾部排出，送压块制砖系统；

步骤3、制砖，将步骤1制得的含铜熟料、步骤2制得的含铜粉末经配料至含铜量达到25wt%以上后进入制砖系统，并配以凝固剂水泥加水制备含铜砖块；

步骤4、熔炼，将步骤3制得的含铜砖块投入熔炼炉内，向炉内鼓入氧气，使入炉空气中的氧气达到28-30vol%，加入助熔剂、还原剂以及燃料，熔炼温度为1100-1200℃，0.5h出一次渣，2.5h出一次铜液，铜液从熔炼炉下部排铜口排出；

步骤5、熔炼炉烟气处理。

2.根据权利要求1所述的一种含铜废料金属铜回收工艺，其特征在于，所述助熔剂为石灰石、石英石，还原剂为氧化铁，所述燃料为兰炭。

3.根据权利要求2所述的一种含铜废料金属铜回收工艺，其特征在于，所述含铜砖块与石灰石、石英石、氧化铁、兰炭的添加的比例按重量计为10: (0.6-1):(0.6-1):(0.6-1) :(5-7)。

4.根据权利要求3所述的一种含铜废料金属铜回收工艺，其特征在于，所述含铜砖块与石灰石、石英石、氧化铁、兰炭的添加的比例按重量计为10: 1:1:1:7。

5.根据权利要求4所述的一种含铜废料金属铜回收工艺，其特征在于，所述步骤3中，水泥中还加入有十二烷基苯磺酸钠以及硬脂酸钙，所述水泥、十二烷基苯磺酸钠以及硬脂酸钙的添加比例按重量计为0.4:(0.04-0.08):(0.04-0.08)。

6.根据权利要求1所述的一种含铜废料金属铜回收工艺，其特征在于，步骤2中所述粉碎包括三次粉碎，基板经双辊破碎机初碎、粉碎机二次粉碎后进入振动筛分机，筛网目数为200 目，筛上物再返回二次粉碎工段进行再次粉碎。

7.根据权利要求1所述的一种含铜废料金属铜回收工艺，其特征在于，步骤2中所述分选包括筛下物分别经比重分选机、静电分选机分选。

8.根据权利要求1所述的一种含铜废料金属铜回收工艺，其特征在于，步骤3中所述含铜熟料、含铜粉末中还添加有尾渣或精炼渣制备含铜砖块。

9.根据权利要求1所述的一种含铜废料金属铜回收工艺，其特征在于，配料采用铜精粉调节含铜量，铜精粉的铜含量在10wt%-50wt%之间。