废旧线路板回收工艺介绍

1 富氧侧吹熔炼炉熔炼机理

调查现阶段危险废物综合处理处置行业采用较多的炉型有回转窑、等离子炉、鼓风炉和富氧熔炼侧吹炉，发现富氧侧吹熔炼炉存在以下明显优势：

①炉子密封性好，负压控制好，极大改善无组织烟气排放；

②金属回收率高；

③熔炼过程简单，可控，操作方便，炉内液面稳定可调；

④单台炉的处理能力大，规模效应明显。

本项目设计富氧侧吹熔炼炉内熔炼温度1250℃，投放到炉内的废线路板被高温分解，高熔点的金属氧化物经还原反应作为金属而被熔化，熔炼炉内含铜、镍等物料被碳晶还原为金属从炉渣中析出，同时金银也被富集在黑铜中；铅、锌、砷等低沸点金属的氧化物被还原成金属蒸汽，其中部分金属随着烟气温度的降低在进入其气固相转变温度区间后，由气相转变为固相，经除尘器捕集进入烟尘，部分进入炉渣中，剩余部分随烟气排放；物料中的FeO、CaO、MgO、Al2O3等无法被还原，与SiO2反应生成熔渣。

富氧侧吹熔池熔炼主要反应如下：

①燃烧反应

C+O2=CO2

CO2+C=2CO

②分解反应

Cu(OH)2=CuO+H2O

Ni(OH)2=NiO+H2O

2Fe(OH)3= Fe2O3+3H2O

③氧化反应

2CuS+O2= Cu2S+SO2

Cu2S+O2=2CuO+ 2SO2

2Ni3S2+7O2=6NiO+ 4SO2

2FeS+3O2=2FeO+ 2SO2

3FeS+5O2=Fe3O4+ 3SO2

④还原反应

CO2+C=2CO

CuO+ CO= Cu2O+ CO2

Cu2O+ CO= 2Cu+ CO2

NiO+ CO= Ni+ CO2

⑤交互反应

Cu2O+FeS=Cu2S+FeO

NiO+ FeS+O2=Ni3S2+3FeO+ SO2

Cu2O+ Cu2S=6Cu+ SO2

⑥造渣反应

Fe2O3+ CO= 2FeO+ CO2

2FeO+SiO2=2 FeO·SiO2

CaO+SiO2=CaO·SiO2

MgO+SiO2=MgO·SiO2

Al2O3+SiO2= Al2O3·SiO2

2 工艺流程

破碎系统

进厂废线路板经地磅衡重和化验中心检测后送至破碎机破碎处理，破碎后的废旧线路板送配料。

配料系统

经破碎后的废旧线路板与炭精、石英砂、石灰石按照比例混合形成本项目入炉物料。

富氧侧吹熔炼系统

经前处理系统处理后的物料在原料暂存及配料库内配料形成入炉物料，配料仓下面的定计量胶带把物料输送到前往侧吹炉的皮带，由上料皮带送到富氧侧吹危废处置车间的楼面上中转料仓，再由中转料仓下面的输料皮带送到炉子加料口中落入炉内。

富氧侧吹熔炼炉炉体两侧设置上下两排进风口，下排一次风口鼓入富氧空气(氧气含量28%)使炉内熔池上的物料层剧烈搅动完成加热、脱水、熔化、氧化、造铜锍和造渣等熔炼过程。上排二次风口采用风枪鼓入低压空气促进烟气中可燃份的充分燃烧；燃烧后的炉渣和多黑铜因密度不同在熔池底部分层(上层是炉渣、下层为黑铜)，熔池侧方设置黑铜放料口，黑铜分别经放料口放料至溜槽浇铸后形成黑铜；熔池底部设置有排渣口，熔炼废渣由排渣口排出经水淬处理后至本车间内炉渣临时堆场暂存。

熔炼炉密封性好，炉内烟气采用侧吸形式吸风时，能够使得炉内负压较为稳定，有效控制炉内烟气溢出。富氧侧吹熔炼炉烟气经二次燃烧室回收余热，再经SNCR脱硝+急冷+表面冷却+活性炭粉喷射+布袋除尘+脱硫净化处理后通过30m烟囱排放，熔炼烟尘含有有价金属，委托有资质单位处置。熔炼水淬残渣先按照国家标准《固体废物玻璃化处理产物技术要求》属于玻璃态，按一般工业固废送有资质单位处置。

本项目熔炼过程中在熔炼炉侧方放料口放料至溜槽浇铸后形成的黑铜，其中所含金属主要指标情况见表1。

表1黑铜主要指标情况一览表

根据国家《危险废物名录(2020版)》，上述黑铜属于危险废物焚烧过程中产生的废金属(722-003-18)，其利用环节可豁免危废管理，可定向销售至金属冶炼厂。

3 废气净化系统

二次燃烧室

侧吹炉出口正常排出的高温含尘烟气，烟气温度1200℃，本项目熔炼车间设二次燃烧室1台用以回收继续燃烧未燃烧干净的炭黑等物质，将烟气中的CO成分大大降低。表面为钢壳，内衬耐火材料。配置一台二次燃烧风机），补充空气进行充分燃烧，二次燃烧室出口烟气温度为800℃。

SNCR脱硝

NOX是燃料与空气在高温燃烧时产生的，主要包括NO和NO2，其中NO占有90%以上，NO2占5-10%。NOX的生成量与燃烧方式、燃烧温度和过量空气系数等燃烧条件有关，其主要生成途径有：热力型NOX、快速型NOX和燃料型NOX；国内外学者就NOX产生机理等问题研究进行了大量的调研，根据其研究成果(《烧成系统NOX的形成及排放控制技术介绍》(李相国、马保国、胡贞武、万雪峰)、《氮氧化物的形成及控制技术》(孙铁朦)等)，在燃烧过程中快速型NOX产生量占NOX产生总量的5%左右，在1350℃以下NOX产生以燃料型为主，在1500℃以上NOX产生以热力型为主。

SNCR工艺是在900-1100℃工作温度条件下利用还原剂(本项目为10%尿素，设计脱硝效率为50%)将NOx还原为无害的N2和H2O。脱硝剂10%尿素由汽车运至厂区尿素储罐，经由循环传输装置、计量分配装置、雾化喷嘴等以雾化状态进入脱硝系统前端烟道.

急冷塔

根据 2005 年 5 月 24 日实行的《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》，为避免二噁英在低温时的再次合成，要求在 1 秒内将烟气从 500℃降至 250℃。考虑到二次燃烧室出口烟气温度造成的波动，本方案建议急冷塔进口温度设计为 800℃。

急冷塔用水由2台变频水泵供应；给水经塔内的压力雾化喷头将水雾化成小于30μm，直接与烟气进行传质传热交换使烟气在塔内迅速降温至200℃左右，控制烟气在急冷塔内停留时间≤1s以抑制二噁英的生成；烟气在急冷的过程中还伴随有去除酸性气体、洗涤、除尘的作用，脱除的一部分飞灰从急冷塔底部排出送至项目灰库。急冷塔主要工艺参数见表2

表2急冷塔主要工艺参数一览表

考虑到二噁英及重金属控制的需要，本项目设计在布袋除尘器前设置活性炭喷射装置，包括活性炭仓、活性炭给料螺旋、活性炭称重螺旋、锁气称重螺旋、活性炭吹扫风机以及连接各个设备的管道、阀门等。

活性炭从急冷塔后、表面冷却除尘器前的烟道混合器中喷入，通过微定量的称重螺旋来达到额定添加量，为了尽可能的延长活性炭同烟气接触的时间以及混合效果，系统设置了烟气管道混合器使活性炭粉末和烟气充分混合，在相对干燥、洁净的烟气中，活性炭的微孔不易被堵塞，提高它的吸附净化效果，保证对二噁英及重金属的吸附效果在90%以上。

袋式除尘

带着较细粒径粉尘的烟气继续进入布袋除尘器。烟气由外经过滤袋时，烟气中的粉尘被截留在滤袋外表面以得到净化，再经除尘器内文氏管进入上箱体，从出口排出。附集在滤袋外表面的粉尘不断增加，使除尘器阻力增大，为使设备阻力维持在限定的范围内，必须定期消除附在滤袋表面的粉尘：由PLC控制定期按顺序触发各控制阀开启，使气包内压缩空气由喷吹管孔眼喷出(称一次风)，通过文氏管，诱导数倍于一次风的周围空气(称二次风)进入滤袋，使滤袋在一瞬间急剧膨胀，并伴随着气流的反向作用，抖落粉尘。被抖落的粉尘落入灰斗，经螺旋出灰机排出。

布袋除尘器捕集的烟尘收集后暂存，待化验烟尘含铅，含锌量较高，开路处理。这部分烟灰作为危废委托有资质的单位处理，可以避免铅、砷、镍等重金属在烟尘中富集，对整个生产系统进行保护。

洗涤塔脱硫脱酸

经过布袋除尘后的烟气进入洗涤塔脱硫脱酸进行处理。洗涤塔使用的喷淋液为氢氧化钙溶液，对烟尘和酸性气体（SO2、HCl、HF等）均有一定的捕集效果。脱硫洗涤塔采用喷淋、填料相结合的方式，气液经喷淋后在填料上产生气液沸腾现象，填料增加了气液接触表面积面，保证了烟气与洗涤液的充分接触，同时沸腾作用也降低了填料表面的结垢；碱液与酸性气体反应后，循环液主要成分为含CaSO4、CaSO3、CaCl2、CaBr等，大部分经循环泵送至洗涤塔循环喷淋，小部分通过排出泵送至厂区废水处理装置。进入脱硫洗涤塔的烟气温度为160℃，水分未饱和，为使烟气急骤冷却达到饱和温度以下，系统需大量补充水分，脱酸废水主要来自补充的工艺新水.

排烟及在线监测系统

本项目设置有钢烟囱（内衬玻璃钢）1座，配套设置有在线监测装置(在线监测项目为烟气量、烟尘、SO2、NOx、CO、O2、HCl、HBR)，经过净化处理后的烟气通过烟囱高空排放。

灰渣收集运输系统

本项目布袋除尘器灰斗内产生的灰尘采用烟灰罐存储，然后叉车运输送回配料仓储存。本项目采用机械除渣，富氧侧吹熔炼炉底渣经水淬后，由抓斗吊车输送至车间内炉渣存放区暂存。