电子废弃物综合资源化处理系统及其方法与流程

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电子废弃物综合资源化处理系统及其方法与流程

本发明涉及电子废弃物处理的技术领域,具体地指一种电子废弃物综合资源化处理系统及其方法。



背景技术:

电子废弃物,俗称“电子垃圾”,是指电子电器产品生产过程中产生的废弃物以及被废弃不再使用的电子电器设备,其种类繁多、成分结构复杂,涉及工业生产和居民生活的各个领域。随着电子信息产业的快速发展和人们生活水平的不断提升,电子产品的更新换代速度逐渐加快,全球每年的电子废弃物产生量高达4000~5000万吨,并仍以5~10%的年增长率增加,给全球的生态环境造成了巨大的威胁。由于应用功能、工作原理、制造工艺的不同,电子产品结构差别很大,其中所蕴含的金属、塑料、陶瓷等材料的组成及含量差异也较大,电子废弃物的高效资源化回收利用已成为亟待解决的难题之一。

目前,工业上处理电子废弃物的通用做法是将其进行手工或半自动化拆解得到塑料或金属外壳、普通零部件、有害零部件或材料、电路板等。部分普通零部件经检测合格后,直接降级使用;外壳及不可回用的普通零部件通过机械破碎、分选可得塑料、金属、陶瓷等粒料,经过简单的再生处理回收利用;手机电池、打印机墨盒等有害零部件和荧光粉、液态冷媒等有害材料交由专门的处理企业进行处置;而回收价值最高的电路板目前还没有一套适用性广、操作性强、经济环保的回收利用技术。比利时umicore、加拿大xstrata、瑞典boliden等公司分别研究开发了高温熔炼技术处理电子废弃物及其它含贵金属的固体废弃物,根据熔炼装备设计的不同,原料配伍方案、熔炼条件、渣型选择及产物组成、烟气后处理系统设计等差别显著,但其基本原理类似,利用重金属对贵金属的捕集作用实现贵金属的高效回收,电子废弃物中的有机材料在高温条件中燃烧,为熔炼过程提供热量和还原性气氛。高温熔炼技术虽然已有较为成功的工业化实施范例,但其投资成本巨大,且受限于传统火法冶金熔炉的温度要求,对原料成分有严格限制。

针对电子废弃物的资源化回收利用,各国学者开展了广泛的研究,研究重点主要集中在废弃电路板中贵金属及铜的回收方面,所采用的方法包括机械物理处理技术、火法冶金技术、湿法冶金技术、生物处理技术等。此外,越来越多的研究者开始注意到废弃电路板中树脂等有机材料的回收处理,并开发出热裂解技术及超临界流体法、等离子体法、离子液体法等新型技术。

现有技术中,公布号为cn102284472a的中国发明专利提出了一种热解结合等离子体放电无害化处理电路板的方法。该方法实现了电路板中金属和非金属的分离、污染物的达标排放,但对电路板中有机组分的处理仅限于无害化,而未能将其资源化回收利用。公布号为cn106642159a的中国发明专利提出了一种回转窑与等离子气化协同资源化危废处理系统,该系统利用回转窑和等离子气化技术的各自优势,实现了危废的无害化处置,但该系统的顺利运行有赖于系统内各装备间物料、能量的稳定转化与衔接,尤其对原料稳定性要求较高。授权公告号为cn1014238998b的中国发明专利提出了一种真空热解废弃电路板的方法,得到热解油、裂解渣和热解气体,热解气体作为燃料为热解工艺提供能量,该方法实现了有机组分的充分利用,但热解温度较低,热解气体在收集过程中降温后凝结易造成管道堵塞,且要求真空环境,对设备要求较高。

综上所述,各电子废弃物的回收方法仍面临各种问题,以低成本、短流程、高效率实现电子废弃物资源化、无害化处理仍是资源回收领域的研究重点。



技术实现要素:

本发明的目的就是要提供一种资源充分利用、无二次污染的电子废弃物综合资源化处理系统,还提供了一种经济环保、流程短、效率高的电子废弃物综合资源化处理方法,以实现电子废弃物中有机质及有价金属的高效回收利用。

为实现上述目的,本发明所提供的一种电子废弃物综合资源化处理方法,包括如下步骤:

1)粒料烧结:先将电子废弃物切割破碎成电子废弃物粒料,然后将电子废弃物粒料与造渣剂、粘结剂均匀混合,再进行烧结处理得到烧结块,同时生成烧结气;

2)等离子气化熔炼:将步骤1)所得的烧结块与焦炭交替投入等离子气化熔炼炉内,使二者呈层状交替排布,同时将步骤1)生成的烧结气与富氧空气混合后,通入等离子气化熔炼炉下部的鼓风口进行燃烧处理,生成的熔炼烟气自炉体上部出气口排出,得到的熔液从炉体底部出液口排出;

3)熔炼烟气制油:将步骤2)所得的熔炼烟气急速冷却至200℃以下,急冷过程释放的热量采用余热锅炉进行回收,冷却后的烟气经收尘处理后分离出除尘气和烟灰,所述除尘气依次经过碱吸收、气体重整、费托合成、精制加工处理制成油制品,所述烟灰用于提取回收挥发性金属;

4)有价金属回收:将步骤2)所得的熔液保温沉降,在重力作用下分离出熔渣和熔融金属液,所述熔渣收集后作为建筑材料使用,所述熔融金属液经过铸锭、电解处理后得到阴极铜产品和阳极泥,所述阳极泥用于提取回收稀贵金属。

进一步地,所述步骤1)中,电子废弃物粒料、造渣剂、粘结剂的质量比为1∶0.1~0.6∶0.1~0.3。

优选地,所述步骤1)中,电子废弃物粒料、造渣剂、粘结剂的质量比为1∶0.2~0.5∶0.1~0.2。

最佳地,所述步骤1)中,电子废弃物粒料、造渣剂、粘结剂的质量比为1∶0.3~0.4∶0.1~0.2。

进一步地,所述步骤1)中,电子废弃物粒料的粒度为0.1~20mm。

优选地,所述步骤1)中,电子废弃物粒料的粒度为2~10mm。

最佳地,所述步骤1)中,电子废弃物粒料的粒度为5~8mm。

进一步地,所述步骤1)中,造渣剂为石灰石、方解石、白云石、石英砂、菱镁石、蛇纹石中的一种或几种。

进一步地,所述步骤1)中,粘结剂为石灰、石蜡、皂土、黏土、硅藻土、泥煤中的一种或几种。

进一步地,所述步骤1)中,烧结处理采用n2保护的间接加热烧结方式,烧结温度为500~800℃。

优选地,所述步骤1)中,烧结处理采用n2保护的间接加热烧结方式,烧结温度为600~700℃。

进一步地,所述步骤2)中,烧结块与焦炭的质量比1∶0.5~1.5。

优选地,所述步骤2)中,烧结块与焦炭的质量比1∶0.6~1.2。

最佳地,所述步骤2)中,烧结块与焦炭的质量比1∶1~1.1。

进一步地,所述步骤2)中,等离子气化熔炼炉内熔炼带的温度为1400~1600℃。

再进一步地,所述步骤2)中,熔炼烟气的出口温度为800~1200℃。

优选地,所述步骤2)中,熔炼烟气的出口温度为900~1100℃。

更进一步地,所述步骤4)中,保温沉降过程的温度保持在1000~1200℃。

优选地,所述步骤4)中,保温沉降过程的温度保持在1100~1150℃。

本发明还提供一种用于实现上述电子废弃物综合资源化处理方法的系统,包括预处理装置、等离子气化熔炼装置、烟气资源化装置、以及有价金属提取装置;所述预处理装置的出气口与等离子气化熔炼装置的鼓风口相连,所述预处理装置的出料口与等离子气化熔炼装置的进料口相连;所述等离子气化熔炼装置的烟气出口与烟气资源化装置的进气口相连,所述等离子气化熔炼装置的熔液出口与有价金属提取装置的进液口相连。

进一步地,所述预处理装置包括原料料仓、第一输送机、剪切破碎机、第二输送机、造渣剂料仓、第三输送机、粘结剂料仓、第四输送机、混料机、第五输送机、密闭式烧结机、第六输送机、烧结机加热炉、烧结尾气收集器,烧结尾气管道、制氧站、富氧管道、气体混合仓、进气管道、焦炭料仓、以及第七输送机;

所述原料料仓的出料口、第一输送机、剪切破碎机、第二输送机依次相连,所述造渣剂料仓的出料口与第三输送机的进料端相连,所述粘结剂料仓的出料口与第四输送机的进料端相连,所述第二输送机的出料端、第三输送机的出料端、第四输送机的出料端均与混料机的进料口相连;

所述混料机、第五输送机、密闭式烧结机、第六输送机依次相连,所述烧结尾气收集器的进气口与密闭式烧结机的出气口相连,所述烧结尾气收集器的出气口通过烧结尾气管道与气体混合仓的尾气进口相连;所述制氧站的氧气进口通过富氧管道与气体混合仓的进气口相连,所述焦炭料仓的出料口与第七输送机的进料端相连;所述烧结尾气管道的管路上设置有第一流量计;所述富氧管道的管路上设置有第二流量计。

进一步地,所述等离子气化熔炼装置包括等离子炉、熔液溜槽、以及烟气管道;

所述等离子炉上设置有进料口、鼓风口、熔液出口、烟气出口;所述第六输送机的出料端、第七输送机的出料端均与等离子炉的进料口相连,所述气体混合仓的出气口通过进气管道与等离子炉的鼓风口相连,所述等离子炉的熔液出口与熔液溜槽的进液口相连,所述等离子炉的烟气出口与烟气管道的进气口相连。

进一步地,所述烟气出口设置在等离子炉的顶部,所述熔液出口设置在等离子炉的底部,所述鼓风口设置在等离子炉的中部,所述进料口位于烟气出口与鼓风口之间;所述鼓风口沿等离子炉的纵向呈单层或双层排布,每层数量为3~12个;所述排气口的数量为1~4个,且与排气口相连的排气管前段设置有2~6级挡板;所述等离子炉的下部沿其周向设置有等离子体火炬,所述等离子体火炬位于鼓风口与熔液出口之间,且数量为3~12支。

进一步地,所述烟气资源化装置包括纯水槽、骤冷塔、热水管道、过滤机、余热锅炉、第一气体管道、旋风收尘器、第二气体管道、布袋收尘器、第三气体管道、碱吸塔、第四气体管道、水汽重整塔、第五气体管道、费托合成塔、气体循环管道、初级油品管道、精制蒸馏塔、以及成品油输出管道;

所述纯水槽的出水口与骤冷塔上部的冷水入口相连,所述烟气管道的出气口与骤冷塔下部的进气口相连,所述骤冷塔底部的热水出口通过热水管道与过滤机、余热锅炉依次相连;

所述骤冷塔顶部的排气口与第一气体管道、旋风收尘器、第二气体管道、布袋收尘器、第三气体管道、碱吸塔、第四气体管道、水汽重整塔、第五气体管道、费托合成塔、初级油品管道、精制蒸馏塔、成品油输出管道依次相连;所述费托合成塔顶部的出气口通过气体循环管道与水汽重整塔的进气口相连。

进一步地,所述烟气资源化装置还包括污泥仓、一级灰收集仓、以及二级灰收集仓,所述污泥仓设置在过滤机底部与其污泥出口正对布置;所述一级灰收集仓设置在旋风收尘器的底部与其出灰口正对布置;所述二级灰收集仓设置在布袋收尘器的底部与其出灰口正对布置。

再进一步地,所述有价金属提取装置包括保温炉、合金溜槽、圆盘铸锭机、转运装置、电解槽、熔渣溜槽、玻璃拉丝机;

所述熔液溜槽的出液口与保温炉顶部的进液口相连,所述保温炉底部的合金出口与合金溜槽、圆盘铸锭机依次相连,所述转运装置设置在圆盘铸锭机与电解槽之间;转运装置所述保温炉上部的出渣口与熔渣溜槽、玻璃拉丝机依次相连。

更进一步地,所述第二输送机、第三输送机、第四输送机、第六输送机、第七输送机均为具有称重计量装置的输送机,所述密闭式烧结机为采用n2保护间接加热的烧结机;所述气体混合仓内设置有co检测装置和o2检测装置。

本发明的基本原理为:

电子产品中所用的有机材料一般为热固型,在低于200℃温度条件下保持稳定,而在较高温度条件下可发生软熔粘结,与专用粘结剂协同作用可以将造渣剂与电子废弃物粒料粘结在一起,冷却后可得到硬度适中的块状产物。烧结过程在n2保护性气氛下进行,通过间接加热的方式将物料加热至500~800℃,避开300~500℃的二噁英生成最优温度区间,尽量避免有害气体二噁英的生成。

烧结尾气中可能含有有机气体,通入等离子气化熔炼炉中高温处理,消除污染。烧结尾气与空气或富氧空气混合后,从等离子气化熔炼炉下部鼓风口进入炉内,与烧结块、焦炭反应。烧结块与焦炭搭建的料柱逐渐向下运动,焦炭在熔炼过程中起到燃料、还原剂、料柱骨架及合成气碳源等作用。通过调节等离子体火炬输入功率,控制熔炼带温度在1400~1600℃,有机质气化上升,对上部料柱进行预热,无机组分软熔形成熔融液态,聚集于炉体底部。

熔炼烟气急冷至200℃以下,避免了有害气体二噁英的生成,急冷过程释放的热量通过余热锅炉进行回收,冷却后的烟气经旋风收尘、布袋收尘后,对分离所得烟灰中所含挥发性金属进行综合回收,除尘气经碱吸收,净化后得到主要有效成分为h2、co的合成气,进一步经过气体重整、费托合成、精制加工等工序制备合成油。

由于电子废弃物成分组成波动较大,所需造渣剂、粘结剂等助剂用量不固定,熔炼后所得熔液中金属相与渣相的相对含量变化较大,为降低工艺对物料稳定性的要求、减小炉体设计难度,在熔炼工序后设置保温沉降工序,利用熔渣与熔融金属液之间较大的密度差异,使两者在重力作用下充分分离,减小后续金属回收过程中弃渣的产生量,提高金属回收率。熔渣可作为建筑材料使用,熔融金属铸锭后经电解得到阴极铜产品与阳极泥,阳极泥用于稀贵金属回收提取。

与现有技术相比,本发明具有如下优点:

其一,本发明中电子废弃物可整机破碎或仅对需回收的零部件进行破碎,粒料粒度要求较低,可大大节约破碎过程消耗能源,减少破碎过程粉尘污染,粒料无需进行分选。

其二,本发明充分利用了电子废弃物中各非金属材料,其中的有机质材料可取代部分专用粘结剂,陶瓷、玻璃、玻璃纤维等材料可取代部分造渣剂,大大减少了熔剂的消耗量,降低了成本。

其三,本发明中等离子气化熔炼温度较高,可将有机质充分裂解,同时熔化电子废弃物中陶瓷、玻璃、玻璃纤维等组分,对电子废弃物成分组成要求较低。

其四,本发明在较短的工艺流程内设置了烧结气无害化、熔炼烟气余热回收与无害化、尾气资源化、金属综合回收等工序,实现了电子废弃物的充分无害化、减量化、资源化利用,该方法可推广应用于类似的有机质与金属材料混合的固体废弃物的资源化回收领域。

附图说明

图1为一种电子废弃物综合资源化处理方法的工艺流程图;

图2为一种电子废弃物资源化回收系统的连接结构示意图;

图3为图2中预处理装置的放大结构示意图;

图4为图2中等离子气化熔炼装置的等离子炉的放大结构示意图;

图5为图2中烟气资源化装置的放大结构示意图;

图6为图2中有价金属提取装置的放大结构示意图;

图中各装置或部件标号如下:

预处理装置1,包括原料料仓101、第一输送机102、剪切破碎机103、第二输送机104、造渣剂料仓105、第三输送机106、粘结剂料仓107、第四输送机108、混料机109、第五输送机110、密闭式烧结机111、第六输送机112、烧结机加热炉113、烧结尾气收集器114,烧结尾气管道115、第一流量计116、制氧站117、富氧管道118、第二流量计119、气体混合仓120、进气管道121、焦炭料仓122、第七输送机123。

等离子气化熔炼装置2,包括等离子炉201(其中:进料口a、鼓风口b、等离子体火炬c、熔液出口d、烟气出口e)、熔液溜槽202、烟气管道203。

烟气资源化装置3,包括纯水槽301、骤冷塔302、热水管道303、过滤机304、余热锅炉305、污泥仓306、第一气体管道307、旋风收尘器308、一级灰收集仓309、第二气体管道310、布袋收尘器311、二级灰收集仓312、第三气体管道313、碱吸塔314、第四气体管道315、水汽重整塔316、第五气体管道317、费托合成塔318、气体循环管道319、初级油品管道320、精制蒸馏塔321、成品油输出管道322。

有价金属提取装置4,包括保温炉401、合金溜槽402、圆盘铸锭机403、转运装置404、电解槽405、熔渣溜槽406、玻璃拉丝机407。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1:一种电子废弃物综合资源化处理方法,包括如下步骤:

1)粒料烧结:先将废弃电脑主机切割破碎成粒径为5~10mm的电子废弃物粒料,再将电子废弃物粒料与造渣剂、粘结剂按照质量比为1∶0.5∶0.1均匀混合后采用n2保护的间接加热烧结方式在温度为600℃条件下进行烧结处理得到烧结块,同时生成烧结气;其中,造渣剂为石灰石、石英砂按照质量比2∶3混合而成,粘结剂为皂土;

2)等离子气化熔炼:将步骤1)所得的烧结块与焦炭按质量比1∶0.7交替投入等离子气化熔炼炉内,使二者纵向呈层状交替排布,同时将步骤1)生成的烧结气收集后与富氧空气混合后通入等离子气化熔炼炉下部的鼓风口进行燃烧处理,熔炼带温度控制在1450~1500℃,生成的熔炼烟气自炉体上部出气口排出,排气口熔炼烟气的温度为920℃,得到的熔液从炉体底部出液口排出;

3)熔炼烟气制油:将步骤2)所得的熔炼烟气急速冷却至200℃以下,急冷过程释放的热量采用余热锅炉进行回收,冷却后的烟气经旋风收尘、布袋收尘处理后分离出除尘气和烟灰,除尘气经碱吸收后,重整其中h2与co体积比至1.7∶1,在200℃、2.0mpa的条件下,加入钴基催化剂进行费托合成,产物进一步精制加工为油制品,对烟灰用于提取回收挥发性金属;

4)有价金属回收:将步骤2)所得的熔液在温度为1000℃的条件下保温沉降,在重力作用下分离出熔渣和熔融金属液,熔渣收集后作为建筑材料使用,熔融金属液经过铸锭、电解处理后得到阴极铜产品和阳极泥,对阳极泥用于提取回收稀贵金属,经检测cu回收率为99.28%,au回收率为99.98%,ag回收率为99.87%,铂族金属回收率为99.65%。

实施例2:一种电子废弃物综合资源化处理方法,包括如下步骤:

1)粒料烧结:先将废弃crt电视机主板切割破碎成粒径为10~15mm的电子废弃物粒料,再将电子废弃物粒料与造渣剂、粘结剂按照质量比为1∶0.4∶0.1均匀混合后采用n2保护的间接加热烧结方式在温度为600℃条件下进行烧结处理得到烧结块,同时生成烧结气;其中,造渣剂为石灰石、白云石、石英砂按照质量比2∶1∶1混合而成,粘结剂为泥煤;

2)等离子气化熔炼:将步骤1)所得的烧结块与焦炭按质量比1∶0.6交替投入等离子气化熔炼炉内,使二者纵向呈层状交替排布,同时将步骤1)生成的烧结气收集后与富氧空气混合后通入等离子气化熔炼炉下部的鼓风口进行燃烧处理,熔炼带温度控制在1500~1550℃,生成的熔炼烟气自炉体上部出气口排出,排气口熔炼烟气的温度为890℃,得到的熔液从炉体底部出液口排出;

3)熔炼烟气制油:将步骤2)所得的熔炼烟气急速冷却至200℃以下,急冷过程释放的热量采用余热锅炉进行回收,冷却后的烟气经旋风收尘、布袋收尘处理后分离出除尘气和烟灰,除尘气经碱吸收后,重整其中h2与co体积比至1.6∶1,在270℃、2.0mpa的条件下,加入铁基催化剂进行费托合成,产物进一步精制加工为油制品,对烟灰用于提取回收挥发性金属;

4)有价金属回收:将步骤2)所得的熔液在温度为1030℃的条件下保温沉降,在重力作用下分离出熔渣和熔融金属液,熔渣收集后作为建筑材料使用,熔融金属液经过铸锭、电解处理后得到阴极铜产品和阳极泥,对阳极泥用于提取回收稀贵金属,经检测cu回收率为98.46%,au回收率为99.86%,ag回收率为98.43%。

实施例3:一种电子废弃物综合资源化处理方法,包括如下步骤:

1)粒料烧结:先将废弃手机切割破碎成粒径为0.1~3mm的电子废弃物粒料,再将电子废弃物粒料与造渣剂、粘结剂按照质量比为1∶0.5∶0.1均匀混合后采用n2保护的间接加热烧结方式在温度为780℃条件下进行烧结处理得到烧结块,同时生成烧结气;其中,造渣剂为石灰石、石英砂按照质量比2∶3混合而成,粘结剂为黏土;

2)等离子气化熔炼:将步骤1)所得的烧结块与焦炭按质量比1∶1交替投入等离子气化熔炼炉内,使二者纵向呈层状交替排布,同时将步骤1)生成的烧结气收集后与富氧空气混合后通入等离子气化熔炼炉下部的鼓风口进行燃烧处理,熔炼带温度控制在1520~1570℃,生成的熔炼烟气自炉体上部出气口排出,排气口熔炼烟气的温度为1020℃,得到的熔液从炉体底部出液口排出;

3)熔炼烟气制油:将步骤2)所得的熔炼烟气急速冷却至200℃以下,急冷过程释放的热量采用余热锅炉进行回收,冷却后的烟气经旋风收尘、布袋收尘处理后分离出除尘气和烟灰,除尘气经碱吸收后,重整其中h2与co体积比至1.8∶1,在230℃、2.0mpa的条件下,加入钴基催化剂进行费托合成,产物进一步精制加工为油制品,对烟灰用于提取回收挥发性金属;

4)有价金属回收:将步骤2)所得的熔液在温度为1100℃的条件下保温沉降,在重力作用下分离出熔渣和熔融金属液,熔渣收集后作为建筑材料使用,熔融金属液经过铸锭、电解处理后得到阴极铜产品和阳极泥,对阳极泥用于提取回收稀贵金属,经检测cu回收率为99.46%,au回收率为99.93%,ag回收率为99.76%,铂族金属回收率为99.30%。

实施例4:一种电子废弃物综合资源化处理方法,包括如下步骤:

1)粒料烧结:先将废弃手机切割破碎成粒径为15~20mm的电子废弃物粒料,再将电子废弃物粒料与造渣剂、粘结剂按照质量比为1∶0.1∶0.3均匀混合后采用n2保护的间接加热烧结方式在温度为500℃条件下进行烧结处理得到烧结块,同时生成烧结气;其中,造渣剂为方解石、菱镁石按照质量比2∶3混合而成,粘结剂为石灰、石蜡按照质量比1∶1混合而成;

2)等离子气化熔炼:将步骤1)所得的烧结块与焦炭按质量比1∶0.5交替投入等离子气化熔炼炉内,使二者纵向呈层状交替排布,同时将步骤1)生成的烧结气收集后与富氧空气混合后通入等离子气化熔炼炉下部的鼓风口进行燃烧处理,熔炼带温度控制在1400~1450℃,生成的熔炼烟气自炉体上部出气口排出,排气口熔炼烟气的温度为800℃,得到的熔液从炉体底部出液口排出;

3)熔炼烟气制油:将步骤2)所得的熔炼烟气急速冷却至200℃以下,急冷过程释放的热量采用余热锅炉进行回收,冷却后的烟气经旋风收尘、布袋收尘处理后分离出除尘气和烟灰,除尘气经碱吸收后,重整其中h2与co体积比至1.6∶1,在250℃、2.0mpa的条件下,加入钴基催化剂进行费托合成,产物进一步精制加工为油制品,对烟灰用于提取回收挥发性金属;

4)有价金属回收:将步骤2)所得的熔液在温度为1200℃的条件下保温沉降,在重力作用下分离出熔渣和熔融金属液,熔渣收集后作为建筑材料使用,熔融金属液经过铸锭、电解处理后得到阴极铜产品和阳极泥,对阳极泥用于提取回收稀贵金属,经检测cu回收率为99.56%,au回收率为99.94%,ag回收率为99.77%,铂族金属回收率为99.35%。

实施例5:一种电子废弃物综合资源化处理方法,包括如下步骤:

1)粒料烧结:先将废弃电脑主板切割破碎成粒径为0.1~2mm的电子废弃物粒料,再将电子废弃物粒料与造渣剂、粘结剂按照质量比为1∶0.6∶0.1均匀混合后采用n2保护的间接加热烧结方式在温度为800℃条件下进行烧结处理得到烧结块,同时生成烧结气;其中,造渣剂为石灰石、蛇纹石按照质量比2∶3混合而成,粘结剂为硅藻土;

2)等离子气化熔炼:将步骤1)所得的烧结块与焦炭按质量比1∶1.5交替投入等离子气化熔炼炉内,使二者纵向呈层状交替排布,同时将步骤1)生成的烧结气收集后与富氧空气混合后通入等离子气化熔炼炉下部的鼓风口进行燃烧处理,熔炼带温度控制在1550~1600℃,生成的熔炼烟气自炉体上部出气口排出,排气口熔炼烟气的温度为1200℃,得到的熔液从炉体底部出液口排出;

3)熔炼烟气制油:将步骤2)所得的熔炼烟气急速冷却至200℃以下,急冷过程释放的热量采用余热锅炉进行回收,冷却后的烟气经旋风收尘、布袋收尘处理后分离出除尘气和烟灰,除尘气经碱吸收后,重整其中h2与co体积比至1.8∶1,在250℃、2.0mpa的条件下,加入铁基催化剂进行费托合成,产物进一步精制加工为油制品,对烟灰用于提取回收挥发性金属;

4)有价金属回收:将步骤2)所得的熔液在温度为1000℃的条件下保温沉降,在重力作用下分离出熔渣和熔融金属液,熔渣收集后作为建筑材料使用,熔融金属液经过铸锭、电解处理后得到阴极铜产品和阳极泥,对阳极泥用于提取回收稀贵金属,经检测cu回收率为99.61%,au回收率为99.95%,ag回收率为99.79%,铂族金属回收率为99.45%。

实施例6:一种电子废弃物综合资源化处理方法,包括如下步骤:

1)粒料烧结:先将废弃电脑主板切割破碎成粒径为0.1~2mm的电子废弃物粒料,再将电子废弃物粒料与造渣剂、粘结剂按照质量比为1∶0.3∶0.2均匀混合后采用n2保护的间接加热烧结方式在温度为800℃条件下进行烧结处理得到烧结块,同时生成烧结气;其中,造渣剂为菱镁石、蛇纹石按照质量比2∶3混合而成,粘结剂为石蜡;

2)等离子气化熔炼:将步骤1)所得的烧结块与焦炭按质量比1∶1.2交替投入等离子气化熔炼炉内,使二者纵向呈层状交替排布,同时将步骤1)生成的烧结气收集后与富氧空气混合后通入等离子气化熔炼炉下部的鼓风口进行燃烧处理,熔炼带温度控制在1550~1600℃,生成的熔炼烟气自炉体上部出气口排出,排气口熔炼烟气的温度为1000℃,得到的熔液从炉体底部出液口排出;

3)熔炼烟气制油:将步骤2)所得的熔炼烟气急速冷却至200℃以下,急冷过程释放的热量采用余热锅炉进行回收,冷却后的烟气经旋风收尘、布袋收尘处理后分离出除尘气和烟灰,除尘气经碱吸收后,重整其中h2与co体积比至1.8∶1,在250℃、2.0mpa的条件下,加入铁基催化剂进行费托合成,产物进一步精制加工为油制品,对烟灰用于提取回收挥发性金属;

4)有价金属回收:将步骤2)所得的熔液在温度为1150℃的条件下保温沉降,在重力作用下分离出熔渣和熔融金属液,熔渣收集后作为建筑材料使用,熔融金属液经过铸锭、电解处理后得到阴极铜产品和阳极泥,对阳极泥用于提取回收稀贵金属,经检测cu回收率为99.61%,au回收率为99.95%,ag回收率为99.79%,铂族金属回收率为99.45%。

实施例7:一种电子废弃物综合资源化处理方法,包括如下步骤:

1)粒料烧结:先将废弃电脑主板切割破碎成粒径为2~10mm的电子废弃物粒料,再将电子废弃物粒料与造渣剂、粘结剂按照质量比为1∶0.2∶0.1均匀混合后采用n2保护的间接加热烧结方式在温度为700℃条件下进行烧结处理得到烧结块,同时生成烧结气;其中,造渣剂为菱镁石、蛇纹石按照质量比2∶3混合而成,粘结剂为石蜡;

2)等离子气化熔炼:将步骤1)所得的烧结块与焦炭按质量比1∶0.6交替投入等离子气化熔炼炉内,使二者纵向呈层状交替排布,同时将步骤1)生成的烧结气收集后与富氧空气混合后通入等离子气化熔炼炉下部的鼓风口进行燃烧处理,熔炼带温度控制在1550~1600℃,生成的熔炼烟气自炉体上部出气口排出,排气口熔炼烟气的温度为1000℃,得到的熔液从炉体底部出液口排出;

3)熔炼烟气制油:将步骤2)所得的熔炼烟气急速冷却至200℃以下,急冷过程释放的热量采用余热锅炉进行回收,冷却后的烟气经旋风收尘、布袋收尘处理后分离出除尘气和烟灰,除尘气经碱吸收后,重整其中h2与co体积比至1.8∶1,在250℃、2.0mpa的条件下,加入铁基催化剂进行费托合成,产物进一步精制加工为油制品,对烟灰用于提取回收挥发性金属;

4)有价金属回收:将步骤2)所得的熔液在温度为1150℃的条件下保温沉降,在重力作用下分离出熔渣和熔融金属液,熔渣收集后作为建筑材料使用,熔融金属液经过铸锭、电解处理后得到阴极铜产品和阳极泥,对阳极泥用于提取回收稀贵金属,经检测cu回收率为99.75%,au回收率为99.96%,ag回收率为99.81%,铂族金属回收率为99.51%。

实施例8:一种电子废弃物综合资源化处理方法,包括如下步骤:

1)粒料烧结:先将废弃电脑主板切割破碎成粒径为5~8mm的电子废弃物粒料,再将电子废弃物粒料与造渣剂、粘结剂按照质量比为1∶0.2∶0.2均匀混合后采用n2保护的间接加热烧结方式在温度为600℃条件下进行烧结处理得到烧结块,同时生成烧结气;其中,造渣剂为白云石、石英砂按照质量比2∶3混合而成,粘结剂为石蜡;

2)等离子气化熔炼:将步骤1)所得的烧结块与焦炭按质量比1∶1.1交替投入等离子气化熔炼炉内,使二者纵向呈层状交替排布,同时将步骤1)生成的烧结气收集后与富氧空气混合后通入等离子气化熔炼炉下部的鼓风口进行燃烧处理,熔炼带温度控制在1500~1550℃,生成的熔炼烟气自炉体上部出气口排出,排气口熔炼烟气的温度为900℃,得到的熔液从炉体底部出液口排出;

3)熔炼烟气制油:将步骤2)所得的熔炼烟气急速冷却至200℃以下,急冷过程释放的热量采用余热锅炉进行回收,冷却后的烟气经旋风收尘、布袋收尘处理后分离出除尘气和烟灰,除尘气经碱吸收后,重整其中h2与co体积比至1.8∶1,在250℃、2.0mpa的条件下,加入铁基催化剂进行费托合成,产物进一步精制加工为油制品,对烟灰用于提取回收挥发性金属;

4)有价金属回收:将步骤2)所得的熔液在温度为1150℃的条件下保温沉降,在重力作用下分离出熔渣和熔融金属液,熔渣收集后作为建筑材料使用,熔融金属液经过铸锭、电解处理后得到阴极铜产品和阳极泥,对阳极泥用于提取回收稀贵金属,经检测cu回收率为99.62%,au回收率为99.96%,ag回收率为99.82%,铂族金属回收率为99.49%。

一种用于实现上述电子废弃物综合资源化处理方法的系统,包括预处理装置1、等离子气化熔炼装置2、烟气资源化装置3、以及有价金属提取装置4;预处理装置1的出气口与等离子气化熔炼装置2的鼓风口相连,预处理装置1的出料口与等离子气化熔炼装置2的进料口相连;等离子气化熔炼装置2的烟气出口与烟气资源化装置3的进气口相连,等离子气化熔炼装置2的熔液出口与有价金属提取装置4的进液口相连。

预处理装置1包括原料料仓101、第一输送机102、剪切破碎机103、第二输送机104、造渣剂料仓105、第三输送机106、粘结剂料仓107、第四输送机108、混料机109、第五输送机110、密闭式烧结机111、第六输送机112、烧结机加热炉113、烧结尾气收集器114,烧结尾气管道115、制氧站117、富氧管道118、气体混合仓120、进气管道121、焦炭料仓122、以及第七输送机123;

原料料仓101、第一输送机102、剪切破碎机103、第二输送机104依次相连,造渣剂料仓105的出料口与第三输送机106的进料端相连,粘结剂料仓107的出料口与第四输送机108的进料端相连,第二输送机104的出料端、第三输送机106的出料端、第四输送机108的出料端均与混料机109的进料口相连;第二输送机104、第三输送机106、第四输送机108、第六输送机112、第七输送机123均为具有称重计量装置的输送机,密闭式烧结机111为采用n2保护间接加热的烧结机;气体混合仓120内设置有co检测装置和o2检测装置。

混料机109的出料口、第五输送机110、密闭式烧结机111、第六输送机112依次相连,烧结尾气收集器114的进气口与密闭式烧结机111的出气口相连,烧结尾气收集器114的出气口通过烧结尾气管道115与气体混合仓120的尾气进口相连,烧结尾气管道115的管路上设置有第一流量计116;制氧站117的出气口通过富氧管道118与气体混合仓120的氧气进口相连,富氧管道118的管路上设置有第二流量计119;焦炭料仓122的出料口与第七输送机123的进料端相连。

上述技术方案中,等离子气化熔炼装置2包括等离子炉201、熔液溜槽202、以及烟气管道203;等离子炉201上设置有进料口a、鼓风口b、熔液出口d、烟气出口e;第六输送机112的出料端、第七输送机123的出料端均与等离子炉201的进料口a相连,气体混合仓120的出气口通过进气管道121与等离子炉201的鼓风口b相连,等离子炉201的熔液出口d与熔液溜槽202的进液口相连,等离子炉201的烟气出口e与烟气管道203的进气口相连。

上述技术方案中,烟气出口e设置在等离子炉201的顶部,熔液出口d设置在等离子炉201的底部,鼓风口b设置在等离子炉201的中部,进料口a位于烟气出口e与鼓风口b之间;鼓风口b沿等离子炉201的纵向呈单层或双层排布,每层数量为3~12个;排气口e的数量为1~4个,且与排气口e相连的排气管前段设置有2~6级挡板。等离子炉201的下部沿其周向设置有等离子体火炬c,等离子体火炬c位于鼓风口b与熔液出口d之间,且数量为3~12支。

上述技术方案中,烟气资源化装置3包括纯水槽301、骤冷塔302、热水管道303、过滤机304、余热锅炉305、第一气体管道307、旋风收尘器308、第二气体管道310、布袋收尘器311、第三气体管道313、碱吸塔314、第四气体管道315、水汽重整塔316、第五气体管道317、费托合成塔318、气体循环管道319、初级油品管道320、精制蒸馏塔321、以及成品油输出管道322;纯水槽301的出水口与骤冷塔302上部的冷水入口相连,烟气管道203的出气口与骤冷塔302下部的进气口相连,骤冷塔302底部的热水出口通过热水管道303与过滤机304、余热锅炉305依次相连;骤冷塔302顶部的排气口与第一气体管道307、旋风收尘器308、第二气体管道310、布袋收尘器311、第三气体管道313、碱吸塔314、第四气体管道315、水汽重整塔316、第五气体管道317、费托合成塔318、初级油品管道320、精制蒸馏塔321、成品油输出管道322依次相连;费托合成塔318顶部的出气口通过气体循环管道319与水汽重整塔316的进气口相连。烟气资源化装置3还包括污泥仓306、一级灰收集仓309、以及二级灰收集仓312,污泥仓306设置在过滤机304底部与其污泥出口正对布置;一级灰收集仓309设置在旋风收尘器308的底部与其出灰口正对布置;二级灰收集仓312设置在布袋收尘器311的底部与其出灰口正对布置。

上述技术方案中,有价金属提取装置4包括保温炉401、合金溜槽402、圆盘铸锭机403、转运装置404、电解槽405、熔渣溜槽406、玻璃拉丝机407;熔液溜槽202的出液口与保温炉401顶部的进液口相连,保温炉401底部的合金出口与合金溜槽402、圆盘铸锭机403依次相连,转运装置404设置在圆盘铸锭机403与电解槽405之间;圆盘铸锭机403所产的阳极板通过转运装置404运输至电解槽405,保温炉401上部的出渣口与熔渣溜槽406、玻璃拉丝机407依次相连。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,应当指出,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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