图4.3 密封式鼓风熔炼炉
熔炼炉以焦碳为燃料和还原剂，炉膛内温度高达1250～1300℃。高温下，含铜污泥中的铜盐等重金属盐分解为氧化铜，80％氧化铜和一氧化碳接触还原为铜，即生成粗铜产品。由于铜对硫亲和力较强，20％氧化铜和污泥中的硫结合生成硫化亚铜，即得到冰铜产品。
高温下，含镍污泥中的镍盐等重金属盐分解为氧化镍，由于含镍污泥中镍的品位较低，一般为5％左右，因此氧化镍基本都是与污泥中的硫结合生成二硫化三镍，即得到冰镍产品。由于炉温高达1250℃以上，且铜镍比重大，铜、镍在炉底呈液态，定期将炉内的铜、镍等重金属放出成型，可得到粗铜、冰铜以及冰镍。
由于加入了铁矿石和石灰石，熔炼炉渣流动性好、比重小且提高了渣的回收率，所以炉渣在铜镍等重金属的上方，能由炉子上部的出口自动排放，流出的高温炉渣进行水淬，得到玻璃体粒化水淬渣，重金属均固溶于玻璃体中，具有极好的安定性，可外卖作为除锈冲洗剂或水泥厂生产硅酸盐水泥的原料[11]。 4.4.1工艺计算
本项目处理电镀污泥主要化学成分（干基）为：
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表4.6 电镀污泥中主要的化学成分（干基）
含铜 元素 Cu Fe 25 SiO2 33 CaO 6 CaO 5 Na 5 Na 1.8 Zn 1.2 S 1.1 Ni 0.3 S 1.5 其它 13.4 其它 32.5 污泥 含量（％） 15 含镍 元素 Ni Fe SiO2 22 29 Al2O3 Zn 2 1.2 污泥 含量（％） 5 注：1、干基为不含水污泥
2、数据为东莞某电镀污泥熔炼处理厂环评数据
根据中国电镀行业产业架构，铜、镍污泥按3：5计算。
1、含铜污泥熔炼物料平衡计算
日处理干化电镀污泥60吨，含水率20%，则污泥干基为：
60×0.8=48t
每小时处理量：48÷24=2t 日待处理水分：12t 处理含铜干污泥量：（1）吹炼渣数量及成分
铜吹炼时，铁全部进入吹炼渣，吹炼成份根据工厂生产实践[11]选定为（%）：Fe 50，Cu 3.5，SiO2 25，S 1.0
则吹炼渣量为：
（2）鼓风炉炉渣成分的确定
根据工厂生产实践，选定炉渣成分为（%）：Cu 0.22~0.25，Fe 32，CaO 6，SiO2 10；
（3）熔剂量及炉渣量计算
由于炉渣中Fe，CaO的含量允许在一定范围内波动，故焦炭中的灰分在计算是可忽略不计。计算时取Cu，Fe，CaO等不可回收的损失约为污泥中成分的0.5%。
进入炉渣中的Fe可按污泥中的Fe量（损失后）计算：
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750×0.25×0.995=186.56kg
鼓风炉渣量：186.56÷0.32=583kg
设石灰石含CaO52%，其它成分48%，则需要加入的石灰石熔剂：
（4）烟尘量
根据密封炉生产实践，烟尘产率一般为6~8%，取7%计算，则： 烟尘量： （750+375+583+26.01）×0.07=121.38kg 出炉物料量：750+375+583+26.01+121.38=1855.39kg/h 2、含镍污泥物料平衡计算 处理含镍干污泥量：（1）吹炼渣数量及成分
吹炼时，铁全部进入吹炼渣，吹炼成份根据工厂生产实践[11]选定为（%）：Fe 50，Cu 3.5，SiO2 25。
则吹炼渣量为：
（2）鼓风炉炉渣成分的确定
根据工厂生产实践，选定炉渣成分为（%）：Ni 0.9，Fe 52，CaO 1.5，SiO2 45，S 0.8。
（3）熔剂量及炉渣量计算
由于炉渣中Fe，CaO的含量允许在一定范围内波动，故焦炭中的灰分在计算是可忽略不计。计算时取Ni，Fe，CaO等不可回收的损失约为污泥中成分的0.5%。
进入炉渣中的Fe可按污泥中的Fe量（损失后）计算：
1250×0.22×0.995=273.62kg
鼓风炉渣量：273.62÷0.52=526.19kg
设石灰石含CaO52%，其它成分48%，则需要加入的石灰石熔剂：
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（4）烟尘量
根据密封炉生产实践，烟尘产率一般为6~8%，取7%计算，则： 烟尘量： （1250+550+526.19+65.31）×0.07=167.40kg 出炉物料量：1250+550+526.19+65.31+167.40=2558.90kg/h
所以，熔炼炉总出炉物料量为：
1855.39 +2558.90=4414.29 kg/h
4.4.2进气量计算
根据生产实践，当采用富氧空气熔炼时，焦率一般为6~9%，普通空气 熔炼时，焦率一般为8~11%，本设计选用富氧空气熔炼时，焦率确定为9%。所以： 焦炭使用量： 4414.29×0.09=397.74kg/h 本设计使用焦炭成分见表4.7：
表4.7 焦炭成分
成分 % C 90.1 灰分 8.6 S 0.7 H 1.0 各成分的物质的量：
C：S：H：
熔炼污泥时污泥进入烟气中的硫： 含铜污泥 S：含镍污泥 S：
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所需氧气量计算： mO2=mC+mS+
=
V= mO×22.4=799.42m3/h
空气中氧气含量为21%，则：
V空气=799.42÷21%=3806.78 m3
设空气过量系数α = 1. 3，则实际空气量：
V= V空气×1.3×467.56kg =4948.81 m3/h
4.4.3出气量计算
在熔炼过程中污泥中水分会已水蒸气形态排出，所以 熔炼炉出口烟气量：
V=4948.81+(500/18+19.90)×22.4=6016.79m3/h
记为61004.5除尘系统
熔炼烟气中粉尘的主要成分为惰性无机物质，如灰分、无机盐类、可凝结的气体污染物质及有害的重金属氧化物，其含量在450～22500mg/m3 之间，视运转条件、废物种类及熔炼炉型式而定 [13]。
烘干机烟气经过一套布袋除尘、双碱法脱硫以及沥青活性碳吸附催化还原脱氮处理，最后经高烟囱排入大气，烟气中污染物排放浓度能够达到《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001）第二时段二级标准和《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）要求。
熔炼炉烟气经过一套重力沉降、U形管冷却、布袋除尘、双碱法脱硫以及沥青活性碳吸附催化还原脱氮处理，烟气中污染物排放浓度能够达到《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001）第二时段二级标准和《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）的要求。
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