含铜污泥密闭鼓风熔炼与富氧熔池熔炼资源回收技术浅析

樊 锐

（上海环境工程设计研究院有限公司，上海 200040）

在固体废物中，危险废物是最难处理的一类。重金属污泥是含重金属废水经化学处理后的沉淀物，含有多种重金属，成分复杂，属于危险废物，但随着经济的发展，重金属污泥的数量正在迅速增加。与酸洗污泥原料不同，来自PCB 行业的含铜污泥，金属铜含量较高，因此利用进行铜资源化时候处理是目前解决含铜污泥的重要途径。含铜污泥具有以下特点［1-4］：

（1）偏碱性物质，pH 值为6.70～9.77；

（2）含水率高，一般为70%以上；

（3）金属含量较高，特别是含有较高含量的铜。

基于以上特点，选择密闭鼓风熔炼/富氧熔池熔炼进行资源化处理是目前国内的主流技术。

1 密闭鼓风熔炼和富氧熔池熔炼工艺介绍

从目前国内已建及在建的重金属污泥资源化工厂选择的冶炼工艺看，主要在密闭鼓风炉、富氧熔池熔炼二种工艺中选择。

1.1 密闭鼓风炉系统介绍

密闭鼓风炉系统采用“烘干+烧结+密闭鼓风熔炼” 工艺，实现含铜污泥中铜回收。含水率65%～70%含铜污泥卸至给料仓后，通过皮带机进行输送至回转式烘干机，将污泥烘干至含水率45%～50%，然后通过皮带机输送至给料仓中，混合混匀后运送至烧结机中进行烧结，后经破碎筛分后，按照比例加入焦炭、石灰石、石英石、铁粉进行高温还原熔炼，最终得到黑铜、冰铜和熔炼渣。

1.2 富氧熔池熔炼系统介绍

富氧熔池熔炼采用 “烘干+富氧熔池熔炼+余热回收”工艺，实现含铜污泥中铜回收。含水率65%～70%含铜污泥卸至料仓后，通过皮带机进行输送至烘干机，将污泥烘干至含水率30%～35%，然后通过皮带机输送至给料仓中，焦炭、熔剂等通过定量给料机计量配料，再通过皮带机从熔池熔炼炉加料口加到炉内进行还原熔炼，产生的高温烟气进行余热回收。

2 含铜污泥资源化案例分析

2.1 含铜污泥密闭鼓风炉案例

江苏某市建设运营的含铜污泥资源化利用项目，主要处理该市及周边城市企业产生的含铜污泥，日处理能力300t。整个项目包括以下6 个模块：（1） 污泥储存单元；（2）污泥烘干单元；（3）污泥烧结单元；（4）污泥熔炼单元；（5）烟气处理单元；（6）废水处理单元。

图1 含铜污泥密闭鼓风炉熔炼工艺流程图

2.2 含铜污泥富氧熔池熔炼案例

继含铜污泥密闭鼓风熔炼之后，安徽某市投资建设400 吨/天规模的含铜污泥资源化利用项目，其采用富氧熔池熔炼技术，氧气浓度。采用原料烘干后直接输送至富氧熔池熔炼系统，产生的高温烟气进行余热回收，用于前端污泥烘干工艺，产生的废水进行污水处理。

2.3 两种还原熔炼技术存在的问题及难点

据目前还原熔炼情况，两种熔炼方式仍存在弊端和不足，主要问题如下：

图2 含铜污泥富氧熔池熔炼工艺流程图

（1）对于密闭鼓风熔炼，需要进行烧结处理，特别对含有高有机物的污泥，烧结过程，烟气量大、难以处理，同时密闭鼓风熔炼作业率不高，自动化程度低；

（2）对于富氧熔池熔炼，因是剧烈的熔池状态，渣层与铜层澄清时间短，不易分离，影响铜回收率，同时高湿度的烟气处理是难点。

3 展 望

含铜污泥产量日益增多，如果不进行处理则会导致严重的环境污染，因此将含铜污泥进行资源化处理是大势所趋。目前，随着国家及企业对含铜污泥资源化项目的投入，存在的工艺问题将不断取得改进和完善，未来必将形成成熟且又稳定运行的含铜污泥资源化综合利用技术。