再生铜工业二恶英治理技术初探

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1、再生铜工业二恶英治理技术初探信息来源：  发布日期：2010-9-711:05:02  浏览次数：395   再生铜是一个非常悠久和古老的行业，但真正形成一个工业领域还是从上个世纪90年代开始，2008年中国再生精炼铜产量为119.6万吨（利用废铜生产电解铜的量），占精炼铜产量的31.5%，如果加上废铜直接利用的数量（如直接生产铜线杆、铜合金）等，数量会超过200万吨。因此，加强对再生铜工业二恶英类污染物的治理研究，对整个再生有色金属行业的健康发展都具有重要的作用。一、再生铜工业产生二恶英概况   再生铜工业产生的二恶英主要产生于废杂铜的熔炼过程，其产生源主要是废杂铜中

2、夹杂的有机物在熔炼过程的不充分燃烧，因此，二恶英的产生量（毒性当量）与废杂铜中夹杂的有机物的含量、成分有直接关系。同时，由于二恶英是在一定条件下生成的，因此，与再生有色金属的熔炼设备、控制条件（如温度）、添加成分和末端的环保设备也有密切的关系。1.原料的原因   再生铜的原料是废杂铜，其质量、成分、种类随着工业化速度的加快不断发生变化。在本世纪之前，原料基本上是高品位的废铜，以废电线、加工余料、残次品、废铜材、水箱铜、弹壳、民间铜器具等组成，平均含量基本在96%以上，含有机物甚微，因此，产生二恶英的几率很低。从上个世纪90年代开始，随着全球工业的发展和科技水平的提高，铜

3、的应用范围逐渐扩大，各工业部门和社会上产生的废铜的种类、物理形态、成分等也发生了变化，如以电路板为主的电子废料、漆包线、带皮的电线等，并且向碎料、混合料、多成分、低品位方向发展，其中夹杂的有机物在增加，如塑料、橡胶、涂料、油污等。这些有机夹杂物在熔炼过程的不完全燃烧，就会有产生二恶英的可能。   从目前再生铜工业的原料分析，废杂铜向低品位、多成分、有机成分增加的方向发展已经成为今后废铜的发展方向。因此，原料成了再生铜工业防治二恶英的关键。2.二恶英产生阶段的分析   在废杂铜的熔炼阶段，不同的生产工艺和设备，二恶英的产生阶段也不同。以目前再生铜工业最广泛采用的固定式阳极

4、炉看，熔炼的三个主要过程都有可能产生二恶英。   第一个阶段是加料阶段。此阶段由于边加料边熔化，废铜中的有机物会不充分燃烧，而且烟气的温度低，是产生二恶英几率最高的阶段。有关研究发现，含氯的有机物在缺氧的情况下不充分燃烧会大量产生二恶英的前驱物(如氯酚、多氯联苯)，前驱物的分子在低温区被飞灰上的铜、铁及其氧化物吸附并催化，最终导致形成二恶英；   第二个阶段是氧化阶段。因为大量的有机成分在熔化阶段不充分燃烧，这些不充分燃烧的残渣及灰烬一部分进入烟道，还有一部分残留在熔体中，并在氧化初期参与反应，因此，氧化初期也是产生二恶英的几率较高的阶段；   第三个阶段是还原阶段。此

5、阶段熔体中的有机物已经基本不存在了，产生的二恶英的几率降低，但还原剂等有机物还有可能产生二恶英。3.熔炼控制条件对产生二恶英的影响   熔炼控制条件对二恶英的产生有很大的影响。这里所说的控制条件主要是熔炼温度的控制、风量、烟气流量的控制。一般认为，在有碳、氧、氢和氯存在的条件下，燃烧温度处于200℃~650℃区间内时会生成少量的二恶英类物质，在500℃~800℃的温度范围和极短的反应时间内可以生成二恶英，当温度超过850℃以上(最好是900℃以上)，二恶英类可以完全分解。    为了保证有机成分的充分燃烧，对烟气流量也要进行控制，如果能够保证烟气在熔炼炉中有足够的停留时

6、间（一般认为在2秒以上），就可以使可燃物完全燃烧掉，从而达到抑制二恶英的目的。    有机物的不完全燃烧产物浓度与二恶英类的生成量(毒性当量)密切相关，但是过多的氧会促进氯化氢转化为氯气，因此须控制适量的氧含量，既保证了可燃物的充分燃烧，又能避免氯化氢的分解。二、发达国家再生铜工业治理二恶英的情况   目前国际上比较先进的再生铜熔炼设备是卡尔多炉、奥斯麦特炉/艾萨炉。这些设备技术先进，熔炼烟气温度高，密闭作业等，可以间接对二恶英进行有效的治理。如奥斯麦特炉在熔炼炉的上部有二次风加入，使烟气在高温下进行二次燃烧，有效的分解了二恶英。1.采用奥斯麦特炉处理复杂含铜废料  日

7、本某企业是世界上第一个采用奥斯麦特技术处理复杂含铜废料的企业。笔者于2005年和2007年两次到该企业考察复杂废铜再生利用，并与相关技术人员就复杂废铜处理过程中二恶英的治理技术进行了深入的交流。该企业虽然引进了澳大利亚的奥斯麦特技术，但相关的操作条件和工艺技术参数都是经过该公司大量的实践研究成功应用的，其中就包括了二恶英的治理。奥斯麦特炉在处理复杂废铜过程中的二恶英治理，关键技术是利用了炉体上部较大的空间，相当于烟气的二次燃烧室，并在喷枪的上端有二次风口，采用二次给风，提高了烟气温度，并适当增加烟气在熔炼炉上端的停留时间，使熔炼烟气中的可