本發(fā)明涉及一種含銅污泥造粒和預(yù)烘干的裝備及工藝方法，屬于危險(xiǎn)廢棄物資源再利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

含銅污泥屬于國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄中的hw17類別，主要來(lái)源于金屬表面處理、熱處理加工、電子元件制造、電鍍及基礎(chǔ)化學(xué)原料制造等行業(yè)廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥，這些含有重金屬的污泥具有易積累、不穩(wěn)定、易流失等特點(diǎn)，如不妥善處理，會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。

污泥再利用的方式多為制磚、制陶粒等，具有高效、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)勢(shì)，可改善儲(chǔ)存和運(yùn)輸條件，可實(shí)現(xiàn)污泥的無(wú)害化利用，避免對(duì)環(huán)境的污染。制備過程通常包括干燥、攪拌、造粒、烘干、燒結(jié)等工序，其中燒結(jié)需要消耗大量的燃料，容易導(dǎo)致高能耗。中國(guó)發(fā)明專利201110149124.2公開一種污泥的處置及利用方法，將污泥經(jīng)過干燥、攪拌、造粒、燒結(jié)、破碎、除塵、分篩的步驟，將污泥燒制為能為人們所利用的陶粒。該方法制備的顆粒較大，再經(jīng)過破碎和分篩獲得，存在著工序復(fù)雜、燒制的陶粒品質(zhì)不高的問題。中國(guó)發(fā)明專利201611178461.3公開了一種含銅污泥的處理方法，其中包括：將含銅污泥用烘干機(jī)進(jìn)行低溫烘干；烘干后的含銅污泥從低溫烘干機(jī)的出料口排出來(lái)后，送到雙棍擠壓造粒機(jī)，制成顆粒狀含銅污泥；將顆粒狀的含銅污泥送往帶式干燥機(jī)進(jìn)行干燥；經(jīng)干燥后的顆粒狀含銅污泥送往礦銅冶煉系統(tǒng)進(jìn)行冶煉。該方法雖能產(chǎn)出粗銅，用于冶煉的原料變成廢渣。

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，往往因?yàn)槲锪蠑嚢璨痪鶆颍炝C(jī)制成的料球形狀不一致，在燒結(jié)時(shí)易因內(nèi)外受熱不均而造成料球爆裂，難以制成高品質(zhì)陶粒。此外，含銅污泥在處置之前為了便于堆放、輸送，通常經(jīng)過陰干處理，污泥表面部分干化，內(nèi)部還含有50-70％的水份，現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝通常采用先對(duì)污泥進(jìn)行脫水干燥，或者不考慮污泥內(nèi)部所含水份進(jìn)行足量配水，容易導(dǎo)致生產(chǎn)工藝復(fù)雜，燒結(jié)能耗高等問題。本發(fā)明的研究課題便是如何提供一種更為優(yōu)化的含銅污泥處理裝備及工藝方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種含銅污泥造粒和預(yù)烘干的裝備及工藝方法，提高含銅污泥制成料球的品質(zhì)，提高生產(chǎn)效率且降低設(shè)備能耗。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種含銅污泥造粒和預(yù)烘干的裝備,包括沿物料處理方向布置的提升機(jī)、穩(wěn)料倉(cāng)、喂料裝置、前置料倉(cāng)、預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)、后置料倉(cāng)、造粒機(jī)和烘干篩分裝置；所述前置料倉(cāng)、預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)、后置料倉(cāng)由上至下設(shè)置，前置料倉(cāng)上設(shè)置有料倉(cāng)整體稱重裝置，底部設(shè)有氣動(dòng)閥；所述預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)實(shí)現(xiàn)攪拌與打散，內(nèi)部上方設(shè)有霧化噴頭，霧化噴頭與供水裝置相連，預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)底部設(shè)有氣動(dòng)卸料閥；所述后置料倉(cāng)上設(shè)置有上料位計(jì)和下料位計(jì)，后置料倉(cāng)下方設(shè)置有計(jì)量皮帶秤；所述后置料倉(cāng)、造粒機(jī)和烘干篩分裝置之間通過皮帶輸送機(jī)傳送物料。

作為優(yōu)選，所述穩(wěn)料倉(cāng)設(shè)置有稱重傳感器，穩(wěn)料倉(cāng)頂部設(shè)有溢流口,多余的物料可通過溢流口回提升機(jī)。

作為優(yōu)選，為了實(shí)現(xiàn)攪拌機(jī)內(nèi)精確配水，所述供水裝置包括螺桿泵、水箱、水泵和電液換向閥；所述水泵用于向水箱供水，所述螺桿泵用于將水箱中的水經(jīng)電液換向閥輸送至預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)內(nèi)的霧化噴頭；所述電液換向閥分別通過水管路與霧化噴頭、螺桿泵和水箱相連。

作為優(yōu)選，所述預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)采用正反雙螺帶、犁形攪拌刀和高速飛刀組合的方式對(duì)物料進(jìn)行攪拌與打散。采用三維攪拌方式對(duì)物料充分?jǐn)嚢?，可?分鐘內(nèi)形成含水均勻的濕料。

作為優(yōu)選，所述烘干篩分裝置設(shè)置有料球入口、料球出口、熱風(fēng)入口、排氣口以及廢料出口；所述熱風(fēng)入口與燒結(jié)爐熱氣排放口相連，利用窯爐余熱烘干料球，所述排氣口與除塵器相連。

作為優(yōu)選，所述烘干篩分裝置的廢料出口通過皮帶輸送機(jī)連接至造粒機(jī)，將不合格的粉料返回至造粒機(jī)重新造粒。

一種含銅污泥造粒和預(yù)烘干的工藝方法，包括如下步驟：

(1)將含銅污泥、生石灰和碳粉的混合料粉進(jìn)行定量稱量并喂料；

(2)對(duì)稱量好的混合料粉噴霧加水進(jìn)行預(yù)濕攪拌，加水采用0.8-1.2mpa的恒定高壓供水，精確配水；用三維攪拌方式對(duì)物料充分?jǐn)嚢瑁?分鐘內(nèi)形成含水均勻的濕料，水料重量比在3.5-7％；

(3)將攪拌后的濕料粉定量計(jì)量，然后持續(xù)輸送至造粒機(jī)進(jìn)行造粒；

(4)將料球進(jìn)行烘干和篩分，合格的成品喂入燒結(jié)機(jī)燒結(jié)，不合格的粉料返回造粒機(jī)重新造粒。

作為優(yōu)選，所述步驟(2)中噴霧加水時(shí)，將水以0.8-1.2mpa的壓力輸送至霧化噴頭，預(yù)濕生料粉時(shí)，噴頭的霧化壓力在1-1.2mpa之間，霧化水滴直徑在50-150μm之間。

作為優(yōu)選，所述步驟(2)中三維攪拌方式為正反雙螺帶、犁形攪拌刀和高速飛刀組合的方式對(duì)物料進(jìn)行攪拌，在水料重量比為3.5-7％時(shí)，攪拌1分鐘后，生料的含濕量不均勻度≤5％，攪拌3分鐘后，生料的含濕量不均勻度≤1％。

作為優(yōu)選，所述步驟(3)中，造粒機(jī)造粒的粒徑在5-8mm之間。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明可在預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)內(nèi)對(duì)物料進(jìn)行充分打散與攪拌，能夠充分利用污泥中原有的水分，實(shí)現(xiàn)精確配水，降低生料的含濕量不均勻度，可造成顆粒一致的料球。2、本發(fā)明設(shè)有穩(wěn)料倉(cāng)、前置料倉(cāng)、后置料倉(cāng)三級(jí)料倉(cāng)，且對(duì)各料倉(cāng)進(jìn)行精確稱重，可以實(shí)現(xiàn)含銅污泥連續(xù)處理。3、本發(fā)明方法制得的料球均勻，經(jīng)表面烘干的料球燒結(jié)時(shí)堆積孔隙率提到，料球受熱時(shí)內(nèi)外不均勻而爆裂的現(xiàn)象大為減少，窯爐截面通風(fēng)不均勻現(xiàn)象大為減少，因?yàn)檎舭l(fā)水份浪費(fèi)的熱量可減少300-400kj/kg。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的裝備結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中，1-提升機(jī)，2-穩(wěn)料倉(cāng)，3-稱重傳感器，4-喂料裝置，5-前置料倉(cāng)，6-料倉(cāng)整體稱重裝置，7-氣動(dòng)閥，8-預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)，9-氣動(dòng)卸料閥，10-螺桿泵，11-水箱，12-水泵，13-電液換向閥，14-霧化噴頭，15-上料位計(jì)，16-下料位計(jì)，17-后置料倉(cāng)，18-計(jì)量皮帶秤，20-造粒機(jī)，22-烘干篩分裝置，19、21、23、24-皮帶輸送機(jī)。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的工藝方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例公開的一種含銅污泥造粒和預(yù)烘干的裝備,包括沿物料處理方向布置的提升機(jī)1、穩(wěn)料倉(cāng)2、喂料裝置4、前置料倉(cāng)5、預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)8、后置料倉(cāng)17、造粒機(jī)20和烘干篩分裝置22。后置料倉(cāng)17、造粒機(jī)20和烘干篩分裝置22之間通過皮帶輸送機(jī)19、21傳送物料，皮帶輸送機(jī)24將烘干后的料球傳送至燒結(jié)爐。前置料倉(cāng)5、預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)8、后置料倉(cāng)17由上至下設(shè)置，通過提升機(jī)1將生粉料輸送到穩(wěn)料倉(cāng)2，穩(wěn)料倉(cāng)2上設(shè)有稱重傳感器3和溢流口。前置料倉(cāng)5上設(shè)置有料倉(cāng)整體稱重裝置6，底部設(shè)有氣動(dòng)閥7。預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)8采用三維攪拌方式，采用正反雙螺帶、犁形攪拌刀和高速(1400rpm及以上)飛刀組合的方式對(duì)物料進(jìn)行攪拌，攪拌的同時(shí)對(duì)濕料進(jìn)行打散，預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)8內(nèi)部上方設(shè)有霧化噴頭14，霧化噴頭14與供水裝置相連，預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)8底部設(shè)有氣動(dòng)卸料閥9。后置料倉(cāng)17上設(shè)置有上料位計(jì)15和下料位計(jì)16，后置料倉(cāng)17下方設(shè)置有計(jì)量皮帶秤18，通過計(jì)量皮帶秤18將濕料輸送到皮帶輸送機(jī)19。

其中，供水裝置能夠?qū)崿F(xiàn)精確配水，包括螺桿泵10、水箱11、水泵12和電液換向閥13；水泵12用于向水箱11供水，螺桿泵10用于將水箱11中的水經(jīng)電液換向閥13輸送至預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)8內(nèi)的霧化噴頭14；電液換向閥13分別通過水管路與霧化噴頭14、螺桿泵10和水箱11相連?？赏ㄟ^傳感器在線監(jiān)測(cè)預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)8內(nèi)的濕料的含水量，在含水量達(dá)到設(shè)定范圍時(shí)控制電液換向閥13換向，螺桿泵10停止工作。

烘干篩分裝置22可為烘干滾軸篩，同時(shí)實(shí)現(xiàn)濕料球的烘干與篩分，設(shè)置有料球入口、料球出口、熱風(fēng)入口、排氣口以及廢料出口，熱風(fēng)入口與燒結(jié)爐熱氣排放口相連，利用窯爐余熱烘干料球，排氣口與除塵器相連。

本實(shí)施例裝備的工作過程為：將配好的含銅污泥、生石灰和碳粉的混合生料粉由提升機(jī)1喂入稱重穩(wěn)料倉(cāng)2，多余的粉料通過頂部的溢流口回提升機(jī)；稱重穩(wěn)料倉(cāng)2下方的喂料裝置4(如螺旋計(jì)量鉸刀)，將生料粉定量喂入前置料倉(cāng)5，前置料倉(cāng)5上設(shè)置由料倉(cāng)整體稱重裝置6(如拉力傳感器)，對(duì)該料倉(cāng)整體稱重，當(dāng)生料總量達(dá)到要求的額定量時(shí)，控制喂料裝置4停止喂料，然后，控制前置料倉(cāng)5底部的氣動(dòng)閥7打開，將生料喂入復(fù)合式預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)8進(jìn)行攪拌，需要的一定比例的水由水泵12供到水箱11，然后由螺桿泵10按要求的壓力輸送至霧化噴頭14，電液換向閥13控制水的流向，當(dāng)達(dá)到需要的水量時(shí)，電液換向閥13換向動(dòng)作，螺桿泵10輸出的水直接回流到水箱11。

配有一定比例水的生料粉攪拌均勻后，打開氣動(dòng)卸料閥9，濕料粉喂入后置料倉(cāng)17，其上設(shè)置有上料位計(jì)15和下料位計(jì)16，保證料倉(cāng)內(nèi)濕料量穩(wěn)定，然后通過其底部的計(jì)量皮帶秤18計(jì)量，經(jīng)皮帶輸送機(jī)19連續(xù)喂入造粒機(jī)20造粒，然后經(jīng)皮帶輸送機(jī)21喂入烘干篩分裝置22篩分，將不合格的粉料篩出，同時(shí)由側(cè)面的熱風(fēng)口輸入熱風(fēng)烘干物料，烘干后的廢氣由上部的排氣口入布袋除塵器收集，不合格的粉料經(jīng)由皮帶輸送機(jī)23返回造粒機(jī)20重新造粒，合格的成品由皮帶輸送機(jī)24喂入窯煅燒。

實(shí)施例2

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例公開的可采用上述實(shí)施例1的裝備的一種含銅污泥造粒和預(yù)烘干的工藝方法，主要包括如下步驟：

1)將含銅污泥、生石灰和碳粉的混合粉料進(jìn)行斷續(xù)循環(huán)定量稱重并喂料。其中生石灰的重量份數(shù)為10-18％，碳粉的重量份數(shù)為5-7％，其余為含銅污泥，含銅污泥中含水量為50-70％。

2)對(duì)稱量好的混合料粉噴霧加水進(jìn)行預(yù)濕攪拌，加水采用0.8-1.2mpa的恒定高壓供水，精確配水；用三維攪拌方式對(duì)物料充分?jǐn)嚢瑁?分鐘內(nèi)形成含水均勻的濕料，水料重量比在3.5-7％。本步驟中，預(yù)濕生料粉時(shí)，噴頭的霧化壓力在1-1.2mpa之間，霧化水滴直徑在50-150μm之間。三維攪拌方式為正反雙螺帶、犁形攪拌刀和高速飛刀組合的方式對(duì)物料進(jìn)行攪拌，在水料重量比為3.5-7％時(shí)，攪拌1分鐘，生料的含濕量不均勻度≤5％，攪拌3分鐘，生料的含濕量不均勻度≤1％。

3)將攪拌后的濕料粉定量計(jì)量，然后持續(xù)輸送至造粒機(jī)進(jìn)行造粒。造粒的粒徑在5-8mm之間。

4)將料球進(jìn)行烘干和篩分，合格的成品喂入燒結(jié)機(jī)燒結(jié)，不合格的粉料(粒徑較小)返送至造粒機(jī)重新造粒。本步驟中，經(jīng)造粒機(jī)造粒后的料球送入烘干滾軸篩將碎粒和粉料篩分出來(lái)，并利用窯爐余熱對(duì)料段烘干，去除料球的表面水份。經(jīng)篩分和烘干后的料球進(jìn)窯爐煅燒，料球大小均勻堆積孔隙率提到，降低窯爐斷面通風(fēng)阻力,料球受熱時(shí)內(nèi)外不均勻而爆裂的現(xiàn)象大為減少，窯爐截面通風(fēng)不均勻現(xiàn)象也大為減少。

下面以1噸含銅污泥混合粉料為例舉例說明本發(fā)明的工藝方法。

實(shí)例1：

(1)將980kg含銅污泥(含水量60±2％)、15kg生石灰和5kg碳粉的混合粉料定量稱重并喂入前置料倉(cāng)，前置料倉(cāng)達(dá)到設(shè)定1噸限額后，打開底部氣動(dòng)閥，混合粉料全部落入預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)。

(2)對(duì)稱量好的混合料粉噴霧加水進(jìn)行預(yù)濕攪拌，加水采用0.8-1.2mpa的恒定高壓供水，噴頭的霧化壓力在1-1.2mpa之間，霧化水滴直徑在50-150μm之間，加水的同時(shí)對(duì)濕料進(jìn)行攪拌和高速飛刀打散，攪拌3分鐘，水料重量比為5％。

(3)將攪拌后的濕料粉定量計(jì)量，然后持續(xù)輸送至造粒機(jī)進(jìn)行造粒,造粒的粒徑在為5-8mm之間。

(4)將料球進(jìn)行烘干和篩分，合格的成品喂入燒結(jié)機(jī)燒結(jié)，不合格的粉料返送至造粒機(jī)重新造粒。

本實(shí)例產(chǎn)生的預(yù)烘干料球，在燒結(jié)爐中燒結(jié)時(shí)長(zhǎng)為1.5h，爆裂的料球占比為2％。

實(shí)例2：

(1)將975kg含銅污泥(含水量50±2％)、18kg生石灰和7kg碳粉的混合粉料定量稱重并喂入前置料倉(cāng)，前置料倉(cāng)達(dá)到設(shè)定1噸限額后，打開底部氣動(dòng)閥，混合粉料全部落入預(yù)加水?dāng)嚢铏C(jī)。

(2)對(duì)稱量好的混合料粉噴霧加水進(jìn)行預(yù)濕攪拌，加水采用0.8-1.2mpa的恒定高壓供水，噴頭的霧化壓力在1-1.2mpa之間，霧化水滴直徑在50-150μm之間，加水的同時(shí)對(duì)濕料進(jìn)行攪拌和高速飛刀打散，攪拌3分鐘，水料重量比為7％。

(3)將攪拌后的濕料粉定量計(jì)量，然后持續(xù)輸送至造粒機(jī)進(jìn)行造粒,造粒的粒徑在為5-8mm之間。

(4)將料球進(jìn)行烘干和篩分，合格的成品喂入燒結(jié)機(jī)燒結(jié)，不合格的粉料返送至造粒機(jī)重新造粒。

本實(shí)例產(chǎn)生的預(yù)烘干料球，在燒結(jié)爐中燒結(jié)時(shí)長(zhǎng)為1.8h，爆裂的料球占比為3％。

上述實(shí)例表明，本發(fā)明的含銅污泥造粒和預(yù)烘干的裝備及工藝，能夠有效的處理含銅污泥，提高了含銅污泥的處理效率，降低處理設(shè)備的能耗，且生產(chǎn)出的料球品質(zhì)高。