doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2016.12.006頂吹爐處理廢舊印刷電路板的生產(chǎn)實(shí)踐曾磊1，劉風(fēng)華1,2，張鵬麗1

（1.中節(jié)能（汕頭）再生資源技術(shù)有限公司，廣東汕頭515000;2.中節(jié)能工程技術(shù)研究院有限公司，北京100082）摘要：介紹某公司2萬t/a廢舊印刷電路板火法處理工藝及試生產(chǎn)情況，詳細(xì)闡述了頂吹爐熔池熔煉技術(shù)在廢舊印刷電路板火法處理和提取稀貴金屬的生產(chǎn)實(shí)踐。關(guān)鍵詞：廢舊印刷電路板；頂吹爐；熔池熔煉；生產(chǎn)實(shí)踐中圖分類號：X76 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1007-7545（2016）22-0000-00PlantPracticeonTreatingWastePrintedCircuitBoardsinTop-blownFurnaceZENGLei1,LIUFeng-hua1,2,ZHANGPeng-li1（1.CECEP（Shantou）RecyclingResourcesTechnologyCo.,Shantou515000,Guangdong,China;2.CECEPEngineeringTechnologyResearchInstituteCo.,Ltd.,Beijing100082,China）Abstract：Trialproductionof20kt/awasteprintedcircuitboards（PCBs）tocomprehensivelyrecoverpreciousmetalsbypyrometallurgyinonecompanywasintroduced.PlantpracticetotreatwastePCBsandextractpreciousmetalsbythisprocesswaselaborated.Keywords：wastePrintedCircuitBoards（PCBs）;top-blownfurnace;bathsmelting;plantpractice貴嶼鎮(zhèn)位于廣東省汕頭市潮陽區(qū)西北部，是國內(nèi)廢舊電子拆解與塑料回收集散地，年處理電子產(chǎn)品約100萬t、塑料制品約300萬t。采用家庭作坊為主的生產(chǎn)方式，在技術(shù)和成本的制約下，進(jìn)行露天拆解、烤板和焚燒，回收過程中產(chǎn)生大量的廢渣、廢液和有害煙氣，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。2010年以來，政府規(guī)劃建設(shè)了用于集中處理廢舊電子產(chǎn)品的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園，實(shí)行“集中拆解、集中治污、園區(qū)管理、變廢為寶”的環(huán)境整治措施。中節(jié)能（汕頭）再生資源技術(shù)有限公司（以下簡稱中國節(jié)能）在貴嶼循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，投資建設(shè)2萬t/a廢舊印刷電路板火法處理項(xiàng)目，旨在解決電子廢棄物的“無害化”、“減量化”處理，并提取電子廢料中的稀貴金屬，形成年產(chǎn)粗銅及稀貴金屬4000t、溴化鈉700t的產(chǎn)業(yè)鏈，打造“城市礦山”產(chǎn)業(yè)。主要生產(chǎn)工藝生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程（圖1）中國節(jié)能是國內(nèi)首家將“熔池熔煉”技術(shù)應(yīng)用到廢舊印刷電路板火法處理并提取稀貴金屬的企業(yè)，項(xiàng)目于2016年2月投入試生產(chǎn)運(yùn)行。該技術(shù)是聯(lián)合國環(huán)境保護(hù)署推廣的生產(chǎn)工藝，具有技術(shù)先進(jìn)、環(huán)保效果好、金屬回收率高、生產(chǎn)能耗低等優(yōu)點(diǎn)。收稿日期：2016-06-28作者簡介：曾磊（1988-），男，四川成都人，本科.氣就H厚氣就H厚科制缶Z-J—1熔展圖1生產(chǎn)工藝流程圖Fig.1Productionflowchart1.2生產(chǎn)系統(tǒng)介紹原料制備廢舊印刷電路板進(jìn)入原料車間后進(jìn)行初步分揀，將紙基纖維板和玻璃纖維板分類堆放。由抓斗抓取物料加入進(jìn)料倉，通過皮帶輸送到四軸撕碎機(jī)進(jìn)行撕碎處理，撕碎后碎料粒度20?30mm,撕碎的物料通過皮帶輸送至儲料倉內(nèi)。儲料與配料生產(chǎn)車間設(shè)有原料倉、熔劑倉以及煙灰返回倉,生產(chǎn)時(shí)通過定量給料機(jī)配入原料和石灰石熔劑,煙灰通過制粒機(jī)和螺旋秤配入。生產(chǎn)時(shí)根據(jù)廢舊印刷電路板的成分、金屬品位動態(tài)調(diào)整給料量及熔劑配入量,以降低爐渣熔化溫度和黏度,從而實(shí)現(xiàn)所需渣型的控制。熔煉熔煉系統(tǒng)設(shè)置1臺頂吹式熔池熔煉爐，規(guī)格為①1.2mX6.0m，爐頂設(shè)有加料口、噴槍孔和煙氣出口，爐底設(shè)有放銅口、放渣口和應(yīng)急排放口。混合物料通過輸送皮帶從加料口進(jìn)入1250℃熔池熔煉爐內(nèi),在噴槍工藝風(fēng)的強(qiáng)烈攪拌作用下，物料在熔池中劇烈反應(yīng)，各種化學(xué)反應(yīng)都在瞬間完成，形成金屬液滴和熔渣。熔渣排放采用水淬工藝排放至水渣池，粗銅間斷性排放并采用圓盤鑄錠機(jī)澆筑成型。煙氣處理熔池熔煉爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐和急冷塔冷卻降溫，急冷塔出煙溫度控制在150℃以下。冷卻后的煙氣進(jìn)入布袋除塵器，進(jìn)行收塵處理。收塵后的煙氣進(jìn)入二級堿性吸附塔，回收其中HBr、SO2、HCl、NO%等酸性廢氣，產(chǎn)生的吸附液蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出工業(yè)鹽，可進(jìn)一步提取溴（Br2）。經(jīng)綜合處理的尾氣通過煙囪高空排放。生產(chǎn)實(shí)踐生產(chǎn)情況本項(xiàng)目于2016年2月24日進(jìn)行熔煉系統(tǒng)投料試生產(chǎn)，試生產(chǎn)期間處理廢舊印刷電路板約1000t,產(chǎn)出粗銅及稀貴金屬約216.74t，投料量從最初的1.0t/h逐步達(dá)到2.5t/h（電路板處理量）。混合原料成分經(jīng)檢測，廢舊印刷電路板含環(huán)氧樹脂36.33%，玻璃纖維38.74%，主要金屬含量（％）:Cu20.78、Pb0.30、Sn0.82、Zn0.15、Ni0.03、Sb0.01、Fe0.21、Ag0.012。環(huán)氧樹脂類化學(xué)元素分析結(jié)果（％）:C22.53、H2.17、O10.58、N0.63、S0.06、Br3.18、Cl0.18。玻璃纖維化學(xué)元素分析結(jié)果（％）:SiO216.64、CaO4.20、Al2O313.42、MgO3.94、NaO0.42、KO0.12。熔煉作業(yè)2參數(shù) 2熔渣溫度控制在1250~1300℃,銅液溫度控制在1200~1250℃；粗銅品位85%~95%；渣面W1100mm；銅面W500mm；爐渣含銅0.2%?0.5%。主要技術(shù)指標(biāo)和工藝參數(shù)如表1所示。表1主要技術(shù)指標(biāo)和工藝參數(shù)Table1Maintechnicalindexesandtechnologyparameters序號項(xiàng)目2016年2月2016年3月2016年4月1月最大投料量/（t-h-1）1.52.03.02月平均投料量/（t-h-1）1.11.552.53生產(chǎn)作業(yè)率/%5575854熔渣溫度/℃1320128012605粗銅溫度/℃1280124012106工藝風(fēng)氧濃/%2121217殘氧含量/%6~78~97~88渣中SiO2/CaO1.3~1.41.35~1.471.45~1.559粗銅品位/%87~9088~9392~9510渣含銅/%<1.1<0.55<0.3511粗銅回收率/%三90三96三98.5粗銅成分檢測結(jié)果（表2）表2粗銅主要金屬成分Table2Mainmetalcompositionanalysisofblistercopper檢測日期Cu/%Pb/%Sn/%Fe/%Au/(g?t-1)Ag/(g?t-1)3月06日92.021.284.681.6811.23253月09日88.251.854.952.3612.44553月21日93.320.773.032.0511.63463月24日88.851.274.481.7412.1385技術(shù)特點(diǎn)處理效率高、熔煉強(qiáng)度大“熔池熔煉”技術(shù)最大的特點(diǎn)是通過噴槍攪拌形成一個(gè)劇烈反應(yīng)的熔池，大大改善了傳熱、傳質(zhì)的過程，提高了反應(yīng)速度。物料中的可燃物入爐后迅速氧化和燃燒，玻璃纖維及金屬迅速熔化形成熔渣和銅液，各種反應(yīng)過程在瞬間完成。本項(xiàng)目采用空氣冶煉，熔煉爐床能力可達(dá)到60t/（m2-d）,處理能力高于反射爐、鼓風(fēng)爐和側(cè)吹爐等。當(dāng)采用富氧冶煉時(shí)，可進(jìn)一步提高電子廢棄物的處理量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。熱利用率高、生產(chǎn)能耗低對比傳統(tǒng)的頂吹熔池熔煉爐，本項(xiàng)目采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在煙氣區(qū)采用內(nèi)徑依次增大的結(jié)構(gòu)形式，增加用于氣體反應(yīng)的氣相區(qū)，降低煙氣流速，進(jìn)而改善可燃物的反應(yīng)條件使燃燒充分。反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量用于維持爐溫，生產(chǎn)時(shí)僅需補(bǔ)充少量燃料，即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。試生產(chǎn)運(yùn)行期間，每噸粗銅綜合能耗為134.87kgce，低于粗銅冶煉能耗標(biāo)準(zhǔn)。高溫?zé)煔馔ㄟ^余熱鍋爐降溫冷卻，飽和蒸汽主要用于廠區(qū)余熱發(fā)電，熱能利用充分，進(jìn)一步降低每噸電路板處理能耗。環(huán)保效果好“熔池熔煉”技術(shù)通過噴槍將工藝風(fēng)和燃料鼓入熔池，爐內(nèi)煙塵含量少、煙氣流速低，生產(chǎn)作業(yè)時(shí)控制爐內(nèi)微負(fù)壓狀態(tài)，即可提高煙氣回收率高，基本實(shí)現(xiàn)無泄漏。爐內(nèi)溫度控制在1200~1250℃，有機(jī)物在高溫環(huán)境下完全分解，減少了二嗯英及前體物的產(chǎn)生。煙氣通過余熱鍋爐和急冷塔迅速降溫至150℃,煙氣控制為氧化氣氛，殘氧含量控制在7%?9%,通過以上措施可有效防止二嗯英類物質(zhì)的生成。此外，由于煙氣集中，可以有效地進(jìn)行除塵、除溴處理，從根本上解決其對環(huán)境的污染。金屬回收率高、經(jīng)濟(jì)效益顯著“熔池熔煉”技術(shù)冶煉強(qiáng)度大,熔渣和銅液分離效果好,試生產(chǎn)階段渣含銅僅0.2%~0.5%,銅回收率可達(dá)98.5%。銅液是稀貴金屬良好的補(bǔ)集劑,對金、銀、鉑、鈀、銠等貴族金屬具有良好的回收效果。結(jié)論本項(xiàng)目由中國節(jié)能采用自主知識產(chǎn)權(quán)集成孵化,是我國首個(gè)以頂吹熔池熔煉技術(shù)處理廢舊印刷電路板的創(chuàng)新應(yīng)用平臺。試生產(chǎn)階段進(jìn)行了大量的技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新,打通了生產(chǎn)流程,產(chǎn)出了合格的粗銅錠。“熔池熔煉