本發(fā)明屬于冶金和工業(yè)固廢、廢氣等資源綜合利用，尤其涉及多廢棄物的綜合治理方法及裝置。
背景技術(shù)：
1、當(dāng)前，冶金行業(yè)有色金屬冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣數(shù)量大、品種多。大量堆放需要占用土地或農(nóng)田，其成分復(fù)雜，對(duì)周?chē)h(huán)境造成不同程度的污染。so2在大氣中易于氧化形成硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠，進(jìn)一步產(chǎn)生酸雨，對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生危害。有色冶煉過(guò)程中煙氣so2通常用于制備h2so4，但硫酸價(jià)格較低，且制備過(guò)程存在泄露污染環(huán)境等風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，特別在燒結(jié)過(guò)程產(chǎn)生煙氣中的so2的含量較高，脫硫工藝負(fù)擔(dān)較重，因此產(chǎn)生了較大量的脫硫石膏。大部分采用堆存處理方式，不僅破壞環(huán)境，同時(shí)還浪費(fèi)了大量資源。
2、但是鋼鐵及有色冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的石膏渣固廢成分復(fù)雜，且不穩(wěn)定，造成石膏渣固廢綜合利用率較低。且石膏渣固廢產(chǎn)排量較大，大量堆存造成了土地資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，也對(duì)周邊生態(tài)造成了嚴(yán)重的環(huán)境威脅，因此開(kāi)展高效資源化途徑是必要之路。針對(duì)上述so2的含量較高，破壞環(huán)境，還浪費(fèi)了大量資源，石膏渣固廢產(chǎn)排量大，固廢綜合利用率較低，銅渣堆存造成了土地資源的嚴(yán)重浪費(fèi)等問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N多廢棄物的綜合治理方法及裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的主要目的是提供一種多廢棄物的綜合治理方法及裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中富so2煙氣和石膏渣固廢的資源浪費(fèi)且污染環(huán)境、銅冶煉渣有價(jià)金屬回收率低的技術(shù)問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多廢棄物的綜合治理方法，步驟包括：將富so2煙氣、石膏渣固廢和n2組成的混合物，以等離子體噴吹方式加入1250～1450℃的銅冶煉渣中，發(fā)生還原-硫化反應(yīng)，完成噴吹后，在1250～1450℃下保溫1～2h，得金屬硫化物氣體和分層相。
3、其中，所述分層相的下層為金屬锍相、上層為貧化爐渣。
4、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方式，所述石膏渣固廢的質(zhì)量為所述銅冶煉渣的0.1～0.6％；所述富so2煙氣的體積濃度為10～40％；所述混合物中，n2的氣體流量占總氣體流量的60～90％。
5、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方式，所述富so2煙氣的噴吹速度為100～500l/min，噴吹時(shí)間為10～100min。
6、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方式，所述金屬硫化物氣體包括pbs和zns氣體；所述金屬锍相包括cus、cu2s、fes、pbs和zns。
7、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方式，所述銅冶煉渣以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括cu?1.5～8％、fe?15～45％、pb?0.5-3％、zn?1～6％、sio2?25～40％。
8、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方式，所述石膏渣固廢的主要成分包括ca、mg、k、fe、al、cd、cu、s、pb元素。
9、其中，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述caso4·2h2o≥70％，所述sio2≤8％，所述al2o3≤5％。
10、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方式，所述石膏渣固廢的粒徑為0.01～2mm，含水率小于15％。
11、本申請(qǐng)還提供了一種多廢棄物的綜合治理裝置，包括：
12、冶煉爐設(shè)置有進(jìn)料口、出氣口、放渣口和放锍口；其中，所述放锍口位于所述冶煉爐的爐底，所述放渣口高于所述放锍口設(shè)置；在所述冶煉爐頂部或上部設(shè)置電極，用于將銅冶煉渣加熱為熔融態(tài)，所述加熱的溫度為1250～1450℃。
13、等離子體裝置間隔環(huán)繞設(shè)置于加熱裝置的側(cè)面，且一端伸入銅冶煉渣中，用于將富so2煙氣、石膏渣固廢和n2組成的混合物，以等離子體噴吹方式加入所述銅冶煉渣中，反應(yīng)得金屬硫化物氣體和分層相。
14、冷凝機(jī)構(gòu)與所述冶煉爐的出氣口串聯(lián)連接，用于冷凝金屬硫化物氣體。
15、回收系統(tǒng)與所述冶煉爐的放锍口連接，用于回收金屬锍相。
16、收集系統(tǒng)與所述冶煉爐的放渣口連接，用于收集貧化爐渣。
17、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方式，所述等離子體裝置包括多個(gè)非轉(zhuǎn)移弧等離子體槍，間隔環(huán)繞設(shè)置于冶煉爐的側(cè)面，且等離子體槍出口端伸入銅冶煉渣中。
18、其中，相鄰的所述等離子體槍的間隔為所述冶煉爐的直徑的1/4～1/3。
19、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方式，經(jīng)所述等離子體裝置得到的等離子體溫度為2000～3500k，氣體離解度≥85％；所述等離子體的流量為100～500l/min，功率密度為5～15kw/cm2。
20、本發(fā)明的有益效果是：
21、本發(fā)明所述的多廢棄物的綜合治理方法，通過(guò)等離子體噴吹方式，將富so2煙氣、石膏渣固廢和n2組成的混合物進(jìn)入熔融銅冶煉渣中，利用等離子體的高溫和高能量密度，配合n2的輔助，將富so2煙氣、石膏渣固廢中的硫單質(zhì)激發(fā)至離子態(tài)s2-，進(jìn)而對(duì)銅冶煉渣中的氧化態(tài)銅進(jìn)行硫化轉(zhuǎn)化，得到金屬硫化物氣體和分層相，其中，分層相中的金屬锍相富集位于下層，貧化爐渣位于上層。最終實(shí)現(xiàn)銅冶煉渣有價(jià)金屬梯級(jí)回收，同時(shí)，以廢治廢實(shí)現(xiàn)富so2煙氣和石膏渣固廢的資源化處理。
22、該方法操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)高效，能夠利用等離子體強(qiáng)還原性和高能量，快速實(shí)現(xiàn)銅冶煉渣與石膏渣的資源化、減量化、無(wú)害化。
1.一種多廢棄物的綜合治理方法，其特征在于，步驟包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多廢棄物的綜合治理方法，其特征在于，所述石膏渣固廢的質(zhì)量為所述銅冶煉渣的0.1～0.6％；所述富so2煙氣的體積濃度為10～40％；所述混合物中，n2的氣體流量占總氣體流量的60～90％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多廢棄物的綜合治理方法，其特征在于，所述富so2煙氣的噴吹速度為100～500l/min，噴吹時(shí)間為10～100min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多廢棄物的綜合治理方法，其特征在于，所述金屬硫化物氣體包括pbs和zns氣體；所述金屬锍相包括cus、cu2s、fes、pbs和zns。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多廢棄物的綜合治理方法，其特征在于，所述銅冶煉渣以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括cu?1.5～8％、fe?15～45％、pb?0.5～3％、zn?1～6％、sio2?25～40％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多廢棄物的綜合治理方法，其特征在于，所述石膏渣固廢的主要成分包括ca、mg、k、fe、al、cd、cu、s、pb元素；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多廢棄物的綜合治理方法，其特征在于，所述石膏渣固廢的粒徑為0.01～2mm，含水率小于15％。
8.一種多廢棄物的綜合治理裝置，其特征在于，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多廢棄物的綜合治理裝置，其特征在于，所述等離子體裝置包括多個(gè)非轉(zhuǎn)移弧等離子體槍，間隔環(huán)繞設(shè)置于冶煉爐的側(cè)面，且等離子體槍出口端伸入銅冶煉渣中；
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多廢棄物的綜合治理裝置，其特征在于，經(jīng)所述等離子體裝置得到的等離子體溫度為2000～3500k，氣體離解度≥85％；所述等離子體的流量為100～500l/min，功率密度為5～15kw/cm2。