处理废杂含铜物料的系统和方法与流程

本发明涉及冶金领域，具体而言，本发明涉及处理废杂含铜物料的系统和方法。
背景技术：
：对于铜金属的冶炼，通常有火法冶炼和湿法冶炼两种途径。火法冶炼途径有：闪速熔炼、奥炉熔炼、白银炉熔炼、底吹炉熔炼、诺兰达炉熔炼、卡尔多炉熔炼和鼓风炉熔炼等。湿法冶炼通常采用浸出-萃取-电积方法得到电积铜。对于废杂含铜物料，一般不采用湿法流程，而是采用火法熔炼富集铜。但闪速熔炼、奥炉熔炼、诺兰达炉熔炼、卡尔多炉熔炼等方法由于涉及国外专利、投资较大等原因，不宜采用；白银炉熔炼、底吹炉熔炼等熔池熔炼方法相对于鼓风炉流程较为复杂，投资较大；而鼓风炉操作简单方便，投资较省，因而往往作为处理复杂含铜物料的优先考虑方案。现有的处理废杂含铜物料的鼓风炉一般采用常氧鼓风，产生烟气多，烟气带走的热使热能消耗较大，不利于节能。对于相对含铜量较低的废杂含铜物料，处理的物料量较大时，消耗的热能多，既增加了生产成本，又不能满足当今的节能环保要求。因此，现有的处理废杂含铜物料的手段仍有待改进。技术实现要素：本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出处理废杂含铜物料的系统和方法。该系统通过利用富氧空气对废杂含铜物料进行熔炼，可以显著减少熔炼所需的鼓风量，进而减少烟气带走热，从而显著降低工艺能耗，达到节能环保的目的。在本发明的第一方面，本发明提出了一种处理废杂含铜物料的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：混料装置，所述混料装置具有废杂含铜物料入口、水泥入口、石灰石入口和混合物料出口；成型装置，所述成型装置具有混合物料入口和成型物料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；环保型鼓风熔炼炉，所述环保型鼓风熔炼炉由炉缸、炉身、炉顶和鼓风单元组成，所述炉缸、所述炉身和所述炉顶由下至上依次相连，所述炉顶具有物料入口和炭精入口，所述物料入口与所述成型物料出口相连，所述炉身由水套形成，所述炉身限定的腔室内设置有烟道，所述炉身上设置有多个富氧进风口和连通所述炉身内腔室的烟气出口，所述多个富氧进风口与所述鼓风单元相连，所述炉缸上具有出铜口和排渣口。根据本发明实施例的处理废杂含铜物料的系统通过将废杂含铜物料、水泥和石灰石供给至混料装置中进行混合，并将得到的混合物料供给至成型装置中进行成型处理，以便得到成型物料，进而，将成型物料和炭精供给至环保型鼓风熔炼炉内并利用鼓风单元向炉内鼓入富氧空气，以便将成型物料在富氧条件下进行熔炼，得到还原铜料和废渣。该系统对于处理现有技术难以处理的复杂含铜物料具有适应性强、操作简单、投资少、经济效益好的优点，同时，该系统通过利用富氧空气对废杂含铜物料进行熔炼，可以显著减少熔炼所需的鼓风量，进而减少烟气带走热，从而显著降低工艺能耗，达到节能环保的目的。另外，根据本发明上述实施例的处理废杂含铜物料的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本发明的一些实施例中，所述出铜口包括两个，所述物料入口包括四个。在本发明的一些实施例中，所述出铜口和所述排渣口内设置有水套结构，且所述出铜口和所述排渣口处连接设置有溜槽。在本发明的一些实施例中，所述鼓风单元包括四个罗茨鼓风机，所述罗茨鼓风机通过铜管与所述富氧进风口相连。在本发明的一些实施例中，所述炉缸由镁铬质耐火材料砌筑而成。在本发明的一些实施例中，所述烟道由钢板衬浇注料构筑而成。在本发明的第二方面，本发明提出了一种采用上述实施例的处理废杂含铜物料的系统处理废杂含铜物料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：利用混料装置将废杂含铜物料与水泥和石灰石进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料在成型装置内进行成型处理，以便得到成型物料；将所述成型物料和炭精供给至环保型鼓风熔炼炉内并在富氧条件下进行熔炼，以便得到还原铜料和废渣。由此，根据本发明实施例的处理废杂含铜物料的方法通过将废杂含铜物料、水泥和石灰石供给至混料装置中进行混合，并将得到的混合物料供给至成型装置中进行成型处理，以便得到成型物料，进而，将成型物料和炭精供给至环保型鼓风熔炼炉内并利用鼓风单元向炉内鼓入富氧空气，以便将成型物料在富氧条件下进行熔炼，得到还原铜料和废渣。该方法对于处理现有技术难以处理的复杂含铜物料具有适应性强、操作简单、投资少、经济效益好的优点，同时，该方法通过利用富氧空气对废杂含铜物料进行熔炼，可以显著减少熔炼所需的鼓风量，从而显著降低工艺能耗，达到节能环保的目的。另外，根据本发明上述实施例的处理废杂含铜物料的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本发明的一些实施例中，通过鼓风单元向所述环保型鼓风熔炼炉内鼓入富氧空气，所述富氧空气的含氧量为22～40v％。由此，可以进一步提高熔炼反应效率，进一步减少熔炼产生的烟气并降低烟气带走的热量，从而进一步降低工艺能耗。在本发明的一些实施例中，利用自动控制系统监测所述环保型鼓风熔炼炉内的反应进度，并根据监测结果自动调节所述鼓风单元的鼓入富氧空气的含氧量以及所述环保型鼓风熔炼炉的水套中水的流速。由此，可以进一步提高熔炼反应效率，进一步减少熔炼产生的烟气并降低烟气带走的热量，从而进一步降低工艺能耗。在本发明的一些实施例中，向所述环保型鼓风熔炼炉内鼓入所述富氧空气的风量为5500～6500nm3/h。由此，可以进一步提高熔炼反应效率，进一步减少熔炼产生的烟气并降低烟气带走的热量，从而进一步降低工艺能耗。在本发明的一些实施例中，所述废杂含铜物料包括海绵铜、含水铜泥和废杂铜中的至少一种。在本发明的一些实施例中，在进行所述混合之前进一步包括：将所述含水铜泥与重油进行混合，并在回转窑内进行烘干处理。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本发明一个实施例的处理废杂含铜物料的系统结构示意图；图2是根据本发明一个实施例的处理废杂含铜物料的方法流程示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本发明的第一方面，本发明提出了一种处理废杂含铜物料的系统。根据本发明的实施例，参考图1，该系统包括：混料装置100、成型装置200和环保型鼓风熔炼炉300。其中，混料装置100具有废杂含铜物料入口101、水泥入口102、石灰石入口103和混合物料出口104；成型装置200具有混合物料入口201和成型物料出口202，混合物料入口201与混合物料出口104相连；环保型鼓风熔炼炉300由炉缸310、炉身320、炉顶330和鼓风单元340组成，炉缸310、炉身320和炉顶330由下至上依次相连，炉顶330具有物料入口301和炭精入口302，物料入口301与成型物料出口202相连，炉身320由水套形成，炉身限定的腔室内设置有烟道307，炉身320上设置有多个富氧进风口304和连通炉身320内腔室的烟气出口303，多个富氧进风口304与鼓风单元340相连，炉缸310上具有出铜口305和排渣口306。下面参考图1对根据本发明实施例的处理废杂含铜物料的系统进行详细描述：根据本发明的实施例，混料装置100具有废杂含铜物料入口101、水泥入口102、石灰石入口103和混合物料出口104，混料装置100适于将废杂含铜物料与水泥和石灰石进行混合，以便得到混合物料。根据本发明的具体实施例，废杂含铜物料可以包括海绵铜、含水铜泥和废杂铜中的至少一种。根据本发明的一个具体实施例，当处理含水铜泥时，在将含水铜泥与水泥和石灰石进行混合前，可以先将含水铜泥与重油进行混合，并在回转窑内进行烘干处理，由此可以有效地除去含水铜泥中的水分，从而提高后续熔炼的反应效率并降低熔炼的能耗。根据本发明的实施例，成型装置200具有混合物料入口201和成型物料出口202，混合物料入口201与混合物料出口104相连，成型装置200适于将混合物料进行成型处理，以便得到成型物料。具体地，通过成型处理可以将混合物料成型为块状成型物料，从而进一步提高后续熔炼的反应效率。根据本发明的实施例，环保型鼓风熔炼炉300由炉缸310、炉身320、炉顶330和鼓风单元340组成，炉缸310、炉身320和炉顶330由下至上依次相连，炉顶330具有物料入口301和炭精入口302，物料入口301与成型物料出口202相连，炉身320由水套形成，炉身320上设置有连通炉身320内腔室的烟气出口303，多个富氧进风口304与鼓风单元340相连，炉缸310上具有出铜口305和排渣口306，环保型鼓风熔炼炉300适于将成型物料和炭精在富氧条件下进行富氧熔炼，以便得到还原铜料和废渣。根据本发明的一个具体实施例，成型物料经过风干脱水后，可以装入手推车内，并由卷扬驱动的上料平台运送至环保型鼓风熔炼炉炉顶，进而由炉顶物料入口加入至炉身内腔室中。根据本发明的一个具体实施例，物料入口可以包括四个。根据本发明的具体实施例，炉身可以由铜水套和钢板汽化水套两种水套形成。由此，可以利用铜水套传热性好、不易结垢等优点，进一步提高熔炼反应效率。根据本发明的一个具体实施例，烟道通过设置在物料入口和炭精入口的上方的烟气出口与外界连通，用于将熔炼过程中产生的烟气输出至炉外，由于烟气出口处的烟气温度较低，可以采用钢板衬浇注料的结构构筑。根据本发明的具体实施例，炉缸可以由镁铬质耐火材料砌筑而成。根据本发明的一个具体实施例，炉身钢结构可以由h形钢和千斤顶构建，由此可以进一步提高炉体的支撑性和稳定性。根据本发明的具体实施例，鼓风单元可以包括四个罗茨鼓风机，并且各罗茨鼓风机可以通过富氧进风口相连，以便向环保型鼓风熔炼炉内鼓入富氧空气。根据本发明的具体实施例，富氧空气中的含氧量可以为22～40v％，由此，可以进一步提高熔炼反应效率，进一步减少熔炼产生的烟气并降低烟气带走的热量，从而进一步降低工艺能耗。根据本发明的具体实施例，向环保型鼓风熔炼炉内鼓入富氧空气的风量为5500～6500nm3/h。由此，可以进一步提高熔炼反应效率，进一步减少熔炼产生的烟气并降低烟气带走的热量，从而进一步降低工艺能耗。根据本发明的具体实施例，出铜口可以包括两个，出铜口和排渣口内可以设置有水套结构，由此，可以利用水套有效地降低熔炼得到的还原铜料和废渣的出料温度。根据本发明的一个具体实施例，各出铜口和排渣口处可以设置有溜槽，还原得到的粗铜或冰铜可以通过溜槽输送至粗铜包子或冰铜包子中，后续再通过包子吊车将粗铜包子供给至固定式阳极炉中处理，将冰铜包子供给至转炉中处理。根据本发明的一个具体实施例，可以通过自动控制系统根据熔炼反应的进度自动控制上述鼓风单元向环保型鼓风熔炼炉内鼓入富氧空气的含氧量，以及自动控制上述水套中的给水速率。由此，根据本发明实施例的处理废杂含铜物料的系统通过将废杂含铜物料、水泥和石灰石供给至混料装置中进行混合，并将得到的混合物料供给至成型装置中进行成型处理，以便得到成型物料，进而，将成型物料和炭精供给至环保型鼓风熔炼炉内并利用鼓风单元向炉内鼓入富氧空气，以便将成型物料在富氧条件下进行熔炼，得到还原铜料和废渣。该系统对于处理现有技术难以处理的复杂含铜物料具有适应性强、操作简单、投资少、经济效益好的优点，同时，该系统通过利用富氧空气对废杂含铜物料进行熔炼，可以显著减少熔炼所需的鼓风量，进而减少烟气带走热，从而显著降低工艺能耗，达到节能环保的目的。在本发明的第二方面，本发明提出了一种采用上述实施例的处理废杂含铜物料的系统处理废杂含铜物料的方法。根据本发明的实施例，参考图2，该方法包括：利用混料装置将废杂含铜物料与水泥和石灰石进行混合，以便得到混合物料；将混合物料在成型装置内进行成型处理，以便得到成型物料；将成型物料和炭精供给至环保型鼓风熔炼炉内并在富氧条件下进行熔炼，以便得到还原铜料和废渣。下面参考图2对根据本发明实施例的处理废杂含铜物料的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：s100：混料该步骤中，利用混料装置将废杂含铜物料与水泥和石灰石进行混合，以便得到混合物料。根据本发明的具体实施例，废杂含铜物料可以包括海绵铜、含水铜泥和废杂铜中的至少一种。根据本发明的一个具体实施例，当处理含水铜泥时，在将含水铜泥与水泥和石灰石进行混合前，可以先将含水铜泥与重油进行混合，并在回转窑内进行烘干处理，由此可以有效地除去含水铜泥中的水分，从而提高后续熔炼的反应效率并降低熔炼的能耗。s200：成型处理该步骤中，将混合物料在成型装置内进行成型处理，以便得到成型物料。具体地，通过成型处理可以将混合物料成型为块状成型物料，从而进一步提高后续熔炼的反应效率。s300：熔炼该步骤中，将成型物料和炭精供给至环保型鼓风熔炼炉内并在富氧条件下进行熔炼，以便得到还原铜料和废渣。根据本发明的实施例，环保型鼓风熔炼炉由炉缸、炉身、炉顶和鼓风单元组成，炉缸、炉身和炉顶由下至上依次相连，炉顶具有物料入口和炭精入口，物料入口与成型物料出口相连，炉身由水套形成，炉身限定的腔室内设置有烟道，炉身上设置有多个富氧进风口和连通炉身内腔室的烟气出口，多个富氧进风口与鼓风单元相连，炉缸上具有出铜口和排渣口，环保型鼓风熔炼炉适于将成型物料和炭精在富氧条件下进行富氧熔炼，以便得到还原铜料和废渣。根据本发明的一个具体实施例，成型物料经过风干脱水后，可以装入手推车内，并由卷扬驱动的上料平台运送至环保型鼓风熔炼炉炉顶，进而由炉顶物料入口加入至炉身内腔室中。根据本发明的一个具体实施例，物料入口可以包括四个。根据本发明的具体实施例，炉身可以由铜水套和钢板汽化水套两种水套形成。由此，可以利用铜水套传热性好、不易结垢等优点，进一步提高熔炼反应效率。根据本发明的一个具体实施例，烟道通过设置在物料入口和炭精入口的上方的烟气出口与外界连通，用于将熔炼过程中产生的烟气输出至炉外，由于烟气出口处的烟气温度较低，可以采用钢板衬浇注料的结构构筑。根据本发明的具体实施例，炉缸可以由镁铬质耐火材料砌筑而成。根据本发明的一个具体实施例，炉身钢结构可以由h形钢和千斤顶构建，由此可以进一步提高炉体的支撑性和稳定性。根据本发明的具体实施例，鼓风单元可以包括四个罗茨鼓风机，并且各罗茨鼓风机可以通过富氧进风口相连，以便向环保型鼓风熔炼炉内鼓入富氧空气。根据本发明的具体实施例，富氧空气中的含氧量可以为22～40v％，由此，可以进一步提高熔炼反应效率，进一步减少熔炼产生的烟气并降低烟气带走的热量，从而进一步降低工艺能耗。根据本发明的具体实施例，向环保型鼓风熔炼炉内鼓入富氧空气的风量为5500～6500nm3/h。由此，可以进一步提高熔炼反应效率，进一步减少熔炼产生的烟气并降低烟气带走的热量，从而进一步降低工艺能耗。根据本发明的具体实施例，出铜口可以包括两个，出铜口和排渣口内可以设置有水套结构，由此，可以利用水套有效地降低熔炼得到的还原铜料和废渣的出料温度。根据本发明的一个具体实施例，各出铜口和排渣口处可以设置有溜槽，还原得到的粗铜或冰铜可以通过溜槽输送至粗铜包子或冰铜包子中，后续再通过包子吊车将粗铜包子供给至固定式阳极炉中处理，将冰铜包子供给至转炉中处理。根据本发明的一个具体实施例，可以通过自动控制系统根据熔炼反应的进度自动控制上述鼓风单元向环保型鼓风熔炼炉内鼓入富氧空气的含氧量，以及自动控制上述水套中的给水速率。由此，根据本发明实施例的处理废杂含铜物料的方法通过将废杂含铜物料、水泥和石灰石供给至混料装置中进行混合，并将得到的混合物料供给至成型装置中进行成型处理，以便得到成型物料，进而，将成型物料和炭精供给至环保型鼓风熔炼炉内并利用鼓风单元向炉内鼓入富氧空气，以便将成型物料在富氧条件下进行熔炼，得到还原铜料和废渣。该方法对于处理现有技术难以处理的复杂含铜物料具有适应性强、操作简单、投资少、经济效益好的优点，同时，该方法通过利用富氧空气对废杂含铜物料进行熔炼，可以显著减少熔炼所需的鼓风量，进而减少烟气带走热，从而显著降低工艺能耗，达到节能环保的目的。下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。实施例按照下列步骤处理废杂含铜物料：利用混料装置将废杂含铜物料与水泥和石灰石进行混合，以便得到混合物料；将混合物料在成型装置内进行成型处理，以便得到成型物料；将成型物料和炭精供给至环保型鼓风熔炼炉内并在富氧条件下进行熔炼，以便得到还原铜料和废渣。其中，成型物料经过风干脱水后，装入手推车(10台)运送至上料平台(5台)，上料平台采用(5台)卷扬驱动，再通过升降机到达环保型鼓风熔炼炉炉顶加料钢平台，工人将小推车里的块料通过改进型鼓风炉上设置的四个加料口倒入炉中，完成物料的熔炼过程。环保型鼓风熔炼炉主要技术经济指标如表1所示：表1环保型鼓风熔炼炉主要技术经济指标序号项目单位指标备注1炉床面积m42环保型鼓风熔炼炉台数台43工1备3床能率t/m·d45～554焦虑％7.55熔剂率％5.66年工作日bd/a300环保型鼓风熔炼炉年处理物料量为144536.37t，年有效作业天数为300天。日处理含铜物料481.8吨。环保型鼓风熔炼炉采用3工1备配置。单台炉的日处理物料量：481.8/3＝160.6t。取炉床面积f＝4m2。环保型鼓风熔炼炉要求送风量为5004.6nm3/h，管道阻力和鼓风炉风口前阻力损失约为30kpa，考虑管路漏损等因素，罗茨鼓风机性能参数如下：风量：q＝6000nm3/h，升压：p＝35kpa，选用上述规格的罗茨鼓风机4台，3工1备。产出的冰铜、粗铜均是通过溜槽(4套)装入冰铜包子或者粗铜包子中，均通过平板车(1台)运输至转炉区域，再通过包子(5台)吊车把冰铜加入转炉、粗铜则加入固定式阳极炉中。废渣通过渣溜槽(4套)加后渣包中，通过叉车运输至渣堆场冷却堆存，废渣外卖处理。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页12