[发明专利]一种工业固体废弃物的资源化处理系统及处理方法

说明书

本发明公开了一种工业固体废弃物的资源化处理系统及处理方法。该资源化处理系统包括等离子体高温熔融炉、固废预处理装置、固废输送装置、气体循环装置、富氧制备装置以及副产品生产回收装置。该资源化处理系统及处理方法不仅可以回收贵重金属，还可得到环境友好、附加值高的副产品，而且可大幅减少固体废弃物的体积，具有能耗低、不产生氮氧化物、完全避免二次污染、经济效益好等优点，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物处理技术领域，特别是涉及一种用于富含金属或富含硅钙的工业固体废弃物的资源化处理系统及处理方法。

背景技术

随着工业生产的发展，工业废物数量日益增加，尤其以冶金、火力发电、煤化工等行业的工业废物排放量最大。工业废物按其状态，主要分为工业固体废弃物、工业废水和工业废气。目前，大部分的工业固体废弃物最常见的处理方式为消极堆存。然而消极堆存工业固体废弃物不仅占用大量土地，而且大宗工业固体废弃物中含有的药剂(如浮选过程使用的)及铜、铅、锌、铬、镉、砷、汞等多种金属元素会随雨水流入附近河流或渗入地下，严重污染水源和土壤。消极堆存的粉末状废弃物会随风飞扬，还可能散发臭气或毒气，污染大气。此外，消极堆存的工业固体废弃物还有可能淤塞河道，污染水系，影响生物生长，危害人体健康。

因此，工业固体废弃物需要经过适当的工艺处理，最好能够成为工业原料或能源等，使其转化为工业可用物质，实现工业固体废弃物的资源化。如今，一些工业固体废弃物已被制成多种产品，如粉煤灰可制成水泥添加料、混凝土骨料、砖瓦、纤维、铸石等建筑材料；含金属的工业固体废弃物可用来提取铁、铝、铜、铅、锌等金属或钒、铀、锗、钼、钪、钛等稀有金属；高硅钙含量的工业固体废弃物可制造肥料、土壤改良剂等。随着环境污染日益加剧，国家采取了越来越严厉的环保政策，能使工业固体废物资源化的行业将进入黄金发展时期。与此同时，工业固体废物的资源化处理设备、资源回收再利用的方法等下游领域的投资价值将日益显现。

目前处理工业固体废弃物(如金属尾矿、金属矿渣、电厂灰渣、高炉渣)最常用的方法之一是加热熔融法。采用此方法可以回收固体废弃物中的金属，还可减少固体废弃物的体积，如目前回收有色金属渣中铅、锌的沸腾熔炼炉。

但是目前采用加热熔融法处理工业固体废弃物存在以下几个方面的主要问题，一是能耗高，此法处理废弃物的过程中需要使用大量燃料或电能，且对尾气携带的能量回收困难，装置投资大；二是处理过程中采用空气作为助燃剂，会产生硫化物、氮氧化物、固态灰渣等，需要进行处理，否则会造成二次污染；三是除了回收金属，其它资源化副产品附加值不高，使得回收经济性过低，甚至无经济性可言。

因此，节能、减排，副产品附加值是决定工业固体废弃物处理是否可行的关键。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，第一方面，提供一种工业固体废弃物的资源化处理系统，通过重复使用固体废弃物中的可燃物、燃烧产生的高温气体等途径，降低能耗；通过氧气助燃、等离子体辅助补能等途径，实现加热熔融过程中的气氛可控，减少氮氧化物、固态灰渣的产生；通过将固体废弃物处理成金属副产品和环境友好的玻璃体、或保温棉等副产品，提高附加值，使工业固体废弃物资源化处理的经济性大大提高。

该工业固体废弃物的资源化处理系统，包括：

等离子体高温熔融炉，用来燃烧粉末状工业固体废弃物，并将其熔化为熔融体；

固废预处理装置,用来将工业固体废弃物处理成粉末状，同时产生水汽和尾气；

固废输送装置，用来输送粉末状工业固体废弃物；

气体循环装置，用来回收并利用等离子体高温熔融炉和固废预处理装置产生气体的能量；

富氧制备装置，用来制备富氧空气；以及

副产品生产回收装置，用来回收并利用熔融体；