本发明涉及电镀污泥处理技术领域，尤其涉及一种电镀污泥熔融冶炼系统及方法。
背景技术：
电镀工业产生大量的含cu、ni等重金属的电镀污泥，由于电镀生产方法的不同而各有差异，成分十分复杂。电镀污泥对环境和人体健康造成的危害已经引起人们的极大关注，是国内外公认的公害之一。电镀污泥含有多种金属成分，其品质往往高于金属富矿石，是一种廉价的二次可再生资源。
为了回收电镀污泥中的金属资源以及实现污泥的无害化，常采用烧结和熔融的方法熔炼加工获得初步除杂的高温熔体，再将高温熔体回收，最终得到冰铜和水淬渣。为了得到85％玻璃体的水淬渣，熔融配伍时需要在烧结料中加入多种辅料和燃料，多种辅料和燃料如果一次性同时加入熔融炉内会使熔融炉内的混合料燃烧不均匀，影响熔炼效果；而且熔炼后的炉渣由于温度过高，一般情况下是将炉渣通过排渣管道输送到捞渣池，再将捞渣池内的废渣通过传送链输送到捞渣工位，即采用自然冷却的方式对高温炉渣进行降温，不仅降温速度慢，输送线的占用面积大，而且在高温炉渣输送的过程中对传输装置会造成一定破坏，使使用寿命缩短，在传输的过程中由于炉渣的散热量大，使人工操作环境差。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电镀污泥熔融冶炼系统及方法，可将混合料和燃料进行分开输料，并使混合料与燃料分层均匀布料，使混合料高温熔融燃烧更充分，使熔炼效果更好，使用高压水将熔融炉内导出的上层炉渣进行瞬间水淬，使炉渣的回收效率更高。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述电镀污泥熔融冶炼系统，包括依次相连的熔融辅料配伍装置、喂料装置、熔融炉和高压水捞渣装置，所述熔融辅料配伍装置包括储料坑、下料仓和计量秤ⅰ，所述储料坑内设置多个辅料储料位和燃料储料位，各个辅料储料位和燃料储料位中的物料通过桥式起重机分别输送到与之对应的下料仓内，使各辅料与烧结料混合后形成的混合料、燃料先后输送到喂料装置中并先后分层铺设在熔融炉内，所述熔融炉的炉缸底部与铜锭冷却仓相连，所述炉缸的上端与高压水捞渣装置相连。
进一步地，所述下料仓包括燃料下料仓、石英石下料仓、石灰石下料仓和铁粉下料仓，各下料仓的出料口处均设置有截止阀ⅰ，各下料仓的出料口的下方分别设置计量秤ⅰ。
进一步地，多个所述计量秤ⅰ的下方下设置皮带输送机，所述皮带输送机通过密封式拉链机与所述喂料装置的入口相连；所述喂料装置的入料口处通过管道连接有袋式收尘器。
进一步地，所述喂料装置包括混合料缓冲仓、燃料缓冲仓、计量秤ⅱ、运行轨道和布料小车，所述皮带输送机的出口通过三通管道与所述混合料缓冲仓和燃料缓冲仓的入口相通连，所述三通管道的两个支管上分别设置截止阀ⅱ和截止阀ⅲ，所述混合料缓冲仓的出口处设置有截止阀ⅳ，所述混合料缓冲仓的出口的下方设置计量秤ⅱ，所述计量秤ⅱ的下方设置运行轨道，所述运行轨道上与所述布料小车滑动连接，所述运行轨道的下方设置所述熔融炉。
进一步地，所述布料小车的上端开口设置，所述布料小车下端的出料口处通过驱动单元活动连接有抽板；所述布料小车的底部设置有多个与所述运行轨道滑动配合的驱动轮，其中一个驱动轮上连接有电机。
进一步地，所述运行轨道靠近所述计量秤ⅱ的出口处和所述熔融炉的入口处分别设置位置传感器ⅰ和位置传感器ⅱ，所述位置传感器ⅰ通过plc与电机相连，以控制布料小车停车接料一段时间后反向运动，所述位置传感器ⅱ通过plc与驱动单元和电机相连，以控制布料小车停止的同时使出料口打开投料一段时间后关闭并布料小车反向运动。
进一步地，所述熔融炉的炉口处可拆卸连接有炉罩，所述炉罩上方入料一侧的内壁设置为倾斜导向壁，所述炉罩靠近所述倾斜导向壁的一侧设置有投料口，所述投料口处铰接有将投料口覆盖的活动盖板。
进一步地，所述高压水捞渣装置包括捞渣机、水淬渣收集池和高压水循环管路，所述炉缸的上端通过溜渣槽与所述捞渣机的入渣口相连，所述捞渣机的出渣口与所述水淬渣收集池相连，所述水淬渣收集池内设置储水坑，所述储水坑通过所述高压水循环管路与所述捞渣机相连为高温炉渣水淬提供循环高压水。
进一步地，所述高压水循环管路包括冲渣泵、进水管和出水管，所述进水管与所述冲渣泵相连，所述进水管的一端与储水坑的出水口相连，所述进水管的另一端与所述捞渣机的进水口相连，所述出水管的一端与所述捞渣机的出水口相连，所述出水管的另一端与所述储水坑的进水口相连。
一种电镀污泥熔融冶炼方法，运用所述的电镀污泥熔融冶炼系统，包括以下步骤：
1)熔融辅料的配伍输送
将炭精块、石英石、石灰石和铁粉分别投入各下料仓内，通过计量秤ⅰ称量后，将重量百分比分别为7％～9％、1％～3％、22％～24％的石英石、石灰石和铁粉通过皮带输送机输送到密封式拉链机上与烧结料进行混合输送到混合料缓冲仓内，然后将炭精块总重量的12％～18％通过皮带输送机、密封式拉链机输送到燃料缓冲仓内；
2)熔融辅料的喂料
混合料缓冲仓下方的计量秤ⅱ对混合料称量，定量的炭精块和定量的混合料通过布料小车分多次先后分层输送到熔融炉内，进行均匀布料；
3)高温熔融
利用矿热电炉或者高炉对混合物料进行高温熔融，熔融的温度为1200℃～1400℃，时间为20min～25min；
4)放料出渣
将熔融的合金熔体和炉渣周期性的从炉缸内放出，合金熔体经浇铸形成铜镍铁合金，自然冷却后外卖，炉渣通过高压水捞渣装置后被水淬成85％玻璃体的水淬渣收集至水淬渣收集池，作为水泥原料使用。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过将熔融辅料和烧结料形成的混合料、燃料先后输送到喂料装置中，通过喂料装置使混合料和燃料先后分层铺设在熔融炉内，使布料更均匀，使熔融燃烧更充分，使回收的铜锭和水淬渣的质量更好，而且熔融得到的上层炉渣通过高压水捞渣装置可对炉渣瞬间水淬，使炉渣的回收效率更高。
2、其中的混合料通过皮带输送机和密封式拉链机输送，皮带输送机上设置密封防护罩，且喂料装置的入料口处通过管道连接有袋式收尘器，实现了混合料的全程密封式输送，使现场环境得到改善。
3、其中的喂料装置由布料小车在运行轨道上来回往复移动，实现了布料小车的精准定位、定量接料和卸料，提高了布料的自动化程度，降低了人工布料的成本。
4、其中的高压水捞渣装置通过冲渣泵向捞渣机内输入高压水，使用高压水对炉渣进行瞬间水淬，同时捞渣机将快速冷却后的水淬渣输送到水淬渣收集池内，使炉渣的冷却效率提高，而且捞渣机内的水不断循环，将温度高的水流入储水坑进行冷却并循环利用，使冷却效果更好。
综上，本发明将混合料和燃料先后自动分层铺设在熔融炉内，使布料更均匀，使熔融燃烧更充分，使回收的铜锭和水淬渣的质量更好，而且熔融得到的上层炉渣通过循环高压水对炉渣水淬，使炉渣的冷却效果好，回收效率更高。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明中熔融冶炼系统的结构示意图；
图2为图1中布料小车的结构示意图；
图3为图1中熔融炉放大部分的结构示意图；
上述图中的标记均为：1.熔融辅料配伍装置，11.储料坑，12.下料仓，121.燃料下料仓，122.石英石下料仓，123.石灰石下料仓，124.铁粉下料仓，13.计量秤ⅰ，14.截止阀ⅰ，15.皮带输送机，2.喂料装置，21.混合料缓冲仓，22.燃料缓冲仓，23.计量秤ⅱ，24.运行轨道，25.布料小车，251.驱动轮，252.电机，26.三通管道，27.截止阀ⅳ，28.位置传感器ⅰ，29.位置传感器ⅱ，3.熔融炉，31.炉罩，32.投料口，33.活动盖板，4.高压水捞渣装置，41.捞渣机，42.水淬渣收集池，43.高压水循环管路，431.冲渣泵，432.进水管，433.出水管，44.储水坑，5.密封式拉链机，6.袋式收尘器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明具体的实施方案为：如图1所示，一种电镀污泥熔融冶炼系统，包括依次相连的熔融辅料配伍装置1、喂料装置2、熔融炉3和高压水捞渣装置4，熔融辅料配伍装置1包括储料坑11、下料仓12和计量秤ⅰ13，储料坑11内设置多个辅料储料位和燃料储料位，各个辅料储料位和燃料储料位中的物料通过桥式起重机分别输送到与之对应的下料仓12内，使各辅料与烧结料混合后形成的混合料、燃料先后输送到喂料装置2中并先后分层铺设在熔融炉3内，使布料更均匀，使熔融燃烧更充分，使回收的铜锭和水淬渣的质量更好，熔融炉3的炉缸底部与铜锭冷却仓相连，用于回收沉淀的冰铜，炉缸的上端与高压水捞渣装置4相连，通过高压水对炉渣瞬间水淬，使炉渣的回收效率更高。
具体地，下料仓12包括燃料下料仓121、石英石下料仓122、石灰石下料仓123和铁粉下料仓124，各下料仓12的出料口处均设置有截止阀ⅰ14，各下料仓12的出料口的下方分别设置计量秤ⅰ13，计量秤ⅰ13通过plc与截止阀ⅰ14相连，当下料仓12内的各物料的重量达到所需的重量时，计量秤ⅰ13将重量信号传输给plc，plc控制截止阀ⅰ14关闭，停止下料。多个计量秤ⅰ13的下方下设置皮带输送机15，皮带输送机15的上方设置密封防护罩，皮带输送机15通过密封式拉链机5与喂料装置2的入口相连，喂料装置2的入料口处通过管道连接有袋式收尘器6，实现了混合料的全程密封式输送，使现场环境得到改善。
具体地，其中的喂料装置2包括混合料缓冲仓21、燃料缓冲仓22、计量秤ⅱ23、运行轨道24和布料小车25，皮带输送机15的出口通过三通管道26与混合料缓冲仓21和燃料缓冲仓22的入口相通连，三通管道26的两个支管上分别设置截止阀ⅱ和截止阀ⅲ，通过先后控制截止阀ⅱ和截止阀ⅲ的开启，使混合料和燃料分别先后进入混合料缓冲仓21和燃料缓冲仓22内，混合料缓冲仓21的出口处设置有截止阀ⅳ27，混合料缓冲仓21的出口的下方设置计量秤ⅱ23，计量秤ⅱ23的下方设置运行轨道24，运行轨道24与布料小车25滑动连接，运行轨道24的下方设置熔融炉3，使混合料通过称量后进入布料小车25内，使布料小车25在运行轨道24上运行后投入熔融炉3内并返回，然后使称量后的炭精块进入布料小车25内，使布料小车25在运行轨道24上运行后投入熔融炉3内并返回，如此往复，当然也可以先将炭精块铺设在熔融炉3的最底部，然后再铺设混合料，使混合料和炭精块在熔融炉3内层叠布料，使布料更均匀，使熔融燃烧更充分，使回收的铜锭和水淬渣的质量更好。
其中，如图2所示，布料小车25的上端开口设置，布料小车25下端的出料口处通过驱动单元活动连接有抽板，该驱动单元可设置为气缸、液压缸和电动推杆，通过驱动单元可驱动抽板移动使出料口关闭或打开；布料小车25的底部设置有多个与运行轨道24滑动配合的驱动轮251，其中一个驱动轮251上连接有电机252，通过电机252驱动布料小车25在运行轨道24上来回滑动。
其中，运行轨道24靠近计量秤ⅱ23的出口处和熔融炉3的入口处分别设置位置传感器ⅰ28和位置传感器ⅱ29，位置传感器ⅰ28通过plc与电机252相连，以控制布料小车25停车接料一段时间后朝着熔融炉3的方向运动，位置传感器ⅱ29通过plc与驱动单元和电机252相连，以控制布料小车25停止的同时，使驱动单元带动抽板运动使出料口打开，投料一段时间后使驱动单元带动抽板反向运动使出料口关闭，并通过电机252控制布料小车25朝向计量秤ⅱ23的方向运动，实现了自动化布料操作，降低了人工成本。
具体地，如图3所示，熔融炉3的炉口处可拆卸连接有炉罩31，炉罩31上方入料一侧的内壁设置为倾斜导向壁，炉罩31靠近倾斜导向壁的一侧设置有投料口32，投料口32处通过扭簧和连接轴铰接有将投料口32覆盖的活动盖板33，使混合料由活动盖板33处投料，混合料由于自重将活动盖板33下压，使混合料沿着倾斜导向壁缓慢进入熔融炉3内，降低了混合料的入炉速度，防止了混合料的上翻对环境造成的影响，当混合料投料完成后，活动盖板33由于不受压力，在扭簧的作用下自动复位将投料口32覆盖，防止了在熔炼过程中混合料的上扬，进一步改善了工作环境。
具体地，其中的高压水捞渣装置4包括捞渣机41、水淬渣收集池42和高压水循环管路43，炉缸的上端通过溜渣槽7与捞渣机41的入渣口相连，捞渣机41的出渣口与水淬渣收集池42相连，水淬渣收集池42内设置储水坑44，储水坑44通过高压水循环管路43与捞渣机41相连为高温炉渣水淬提供循环高压水，使用高压水对炉渣进行瞬间水淬，同时捞渣机41将快速冷却后的水淬渣输送到水淬渣收集池42内，使炉渣的冷却效率提高，而且捞渣机41内的水不断循环，将温度高的水流入储水坑44进行冷却并循环利用，使冷却效果更好。
其中的高压水循环管路43包括冲渣泵431、进水管432和出水管433，进水管432与冲渣泵431相连，进水管432的一端与储水坑44的出水口相连，进水管432的另一端与捞渣机41的进水口相连，出水管433的一端与捞渣机41的出水口相连，出水管433的另一端与储水坑44的进水口相连，通过打开冲渣泵431可使捞渣机41内的水循环冷却，使冷却效果更好。优化地，出水管433内安装流量控制阀，捞渣机41内设置液位传感器，液位传感器通过plc与流量控制阀电连接，当捞渣机41内的水位低于(高于)液位传感器所在的位置时，plc通过调节流量控制阀的开度，使回流到储水坑44的流量减少(增加)，来控制捞渣机41内的水位处于正常范围，保证了较好的水淬冷却效果。
运用上述电镀污泥熔融冶炼系统对电镀污泥进行熔融冶炼的方法，包括以下步骤：
1)熔融辅料的配伍输送
将炭精块、石英石、石灰石和铁粉分别投入各下料仓12内，通过计量秤ⅰ13称量后，将重量百分比分别为7％～9％、1％～3％、22％～24％的石英石、石灰石和铁粉通过皮带输送机15输送到密封式拉链机5上与烧结料进行混合输送到混合料缓冲仓21内，然后将炭精块总重量的12％～18％通过皮带输送机15、密封式拉链机5输送到燃料缓冲仓22内；
2)熔融辅料的喂料
混合料缓冲仓21下方的计量秤ⅱ23对混合料称量，定量的炭精块和定量的混合料通过布料小车25分多次先后分层输送到熔融炉3内，进行均匀布料；
3)高温熔融
利用矿热电炉或者高炉对混合物料进行高温熔融，熔融的温度为1200℃～1400℃，时间为20min～25min；
4)放料出渣
将熔融的合金熔体和炉渣周期性的从炉缸内放出，合金熔体经浇铸形成铜镍铁合金，自然冷却后外卖，炉渣通过高压水捞渣装置4后被水淬成85％玻璃体的水淬渣收集至水淬渣收集池42，作为水泥原料使用。
综上，本发明将混合料和燃料先后自动分层铺设在熔融炉内，使布料更均匀，使熔融燃烧更充分，使回收的铜锭和水淬渣的质量更好，而且熔融得到的上层炉渣通过循环高压水对炉渣水淬，使炉渣的冷却效果好，回收效率更高。
以上所述，只是用图解说明本发明的一些原理，本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。
1.一种电镀污泥熔融冶炼系统，其特征在于，包括依次相连的熔融辅料配伍装置(1)、喂料装置(2)、熔融炉(3)和高压水捞渣装置(4)，所述熔融辅料配伍装置(1)包括储料坑(11)、下料仓(12)和计量秤ⅰ(13)，所述储料坑(11)内设置多个辅料储料位和燃料储料位，各个辅料储料位和燃料储料位中的物料通过桥式起重机分别输送到与之对应的下料仓(12)内，使各辅料与烧结料混合后形成的混合料、燃料先后输送到喂料装置(2)中并先后分层铺设在熔融炉(3)内，所述熔融炉(3)的炉缸底部与铜锭冷却仓相连，所述炉缸的上端与高压水捞渣装置(4)相连。
2.根据权利要求1所述的电镀污泥熔融冶炼系统，其特征在于：所述下料仓(12)包括燃料下料仓(121)、石英石下料仓(122)、石灰石下料仓(123)和铁粉下料仓(124)，各下料仓(12)的出料口处均设置有截止阀ⅰ(14)，各下料仓(12)的出料口的下方分别设置计量秤ⅰ(13)。
3.根据权利要求2所述的电镀污泥熔融冶炼系统，其特征在于：多个所述计量秤ⅰ(13)的下方下设置皮带输送机(15)，所述皮带输送机(15)的上方设置密封防护罩，所述皮带输送机(15)通过密封式拉链机(5)与所述喂料装置(2)的入口相连；所述喂料装置(2)的入料口处通过管道连接有袋式收尘器(6)。
4.根据权利要求3所述的电镀污泥熔融冶炼系统，其特征在于：所述喂料装置(2)包括混合料缓冲仓(21)、燃料缓冲仓(22)、计量秤ⅱ(23)、运行轨道(24)和布料小车(25)，所述皮带输送机(15)的出口通过三通管道(26)与所述混合料缓冲仓(21)和燃料缓冲仓(22)的入口相通连，所述三通管道(26)的两个支管上分别设置截止阀ⅱ和截止阀ⅲ，所述混合料缓冲仓(21)的出口处设置有截止阀ⅳ(27)，所述混合料缓冲仓(21)的出口的下方设置计量秤ⅱ(23)，所述计量秤ⅱ(23)的下方设置运行轨道(24)，所述运行轨道(24)上与所述布料小车(25)滑动连接，所述运行轨道(24)的下方设置所述熔融炉(3)。
5.根据权利要求4所述的电镀污泥熔融冶炼系统，其特征在于：所述布料小车(25)的上端开口设置，所述布料小车(25)下端的出料口处通过驱动单元活动连接有抽板；所述布料小车(25)的底部设置有多个与所述运行轨道(24)滑动配合的驱动轮(251)，其中一个驱动轮(251)上连接有电机(252)。
6.根据权利要求4所述的电镀污泥熔融冶炼系统，其特征在于：所述运行轨道(24)靠近所述计量秤ⅱ(23)的出口处和所述熔融炉(3)的入口处分别设置位置传感器ⅰ(28)和位置传感器ⅱ(29)，所述位置传感器ⅰ(28)通过plc与电机(252)相连，以控制布料小车(25)停车接料一段时间后反向运动，所述位置传感器ⅱ(29)通过plc与驱动单元和电机(252)相连，以控制布料小车(25)停止的同时使出料口打开投料一段时间后关闭并布料小车(25)反向运动。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的电镀污泥熔融冶炼系统，其特征在于：所述熔融炉(3)的炉口处可拆卸连接有炉罩(31)，所述炉罩(31)上方入料一侧的内壁设置为倾斜导向壁，所述炉罩(31)靠近所述倾斜导向壁的一侧设置有投料口(32)，所述投料口(32)处铰接有将投料口(32)覆盖的活动盖板(33)。
8.根据权利要求1～6任意一项所述的电镀污泥熔融冶炼系统，其特征在于：所述高压水捞渣装置(4)包括捞渣机(41)、水淬渣收集池(42)和高压水循环管路(43)，所述炉缸的上端通过溜渣槽(7)与所述捞渣机(41)的入渣口相连，所述捞渣机(41)的出渣口与所述水淬渣收集池(42)相连，所述水淬渣收集池(42)内设置储水坑(44)，所述储水坑(44)通过所述高压水循环管路(43)与所述捞渣机(41)相连为高温炉渣水淬提供循环高压水。
9.根据权利要求8所述的电镀污泥熔融冶炼系统，其特征在于：所述高压水循环管路(43)包括冲渣泵(431)、进水管(432)和出水管(433)，所述进水管(432)与所述冲渣泵(431)相连，所述进水管(432)的一端与储水坑(44)的出水口相连，所述进水管(432)的另一端与所述捞渣机(41)的进水口相连，所述出水管(433)的一端与所述捞渣机(41)的出水口相连，所述出水管(433)的另一端与所述储水坑(44)的进水口相连。
10.一种电镀污泥熔融冶炼方法，运用如权利要求1～9任意一项所述的电镀污泥熔融冶炼系统，其特征在于：包括以下步骤：
1)熔融辅料的配伍输送
将炭精块、石英石、石灰石和铁粉分别投入各下料仓(12)内，通过计量秤ⅰ(13)称量后，将重量百分比分别为7％～9％、1％～3％、22％～24％的石英石、石灰石和铁粉通过皮带输送机(15)输送到密封式拉链机(5)上与烧结料进行混合输送到混合料缓冲仓(21)内，然后将炭精块总重量的12％～18％通过皮带输送机(15)、密封式拉链机(5)输送到燃料缓冲仓(22)内；
2)熔融辅料的喂料
混合料缓冲仓(21)下方的计量秤ⅱ(23)对混合料称量，定量的炭精块和定量的混合料通过布料小车(25)分多次先后分层输送到熔融炉(3)内，进行均匀布料；
3)高温熔融
利用矿热电炉或者高炉对混合物料进行高温熔融，熔融的温度为1200℃～1400℃，时间为20min～25min；
4)放料出渣
将熔融的合金熔体和炉渣周期性的从炉缸内放出，合金熔体经浇铸形成铜镍铁合金，自然冷却后外卖，炉渣通过高压水捞渣装置(4)后被水淬成85％玻璃体的水淬渣收集至水淬渣收集池(42)，作为水泥原料使用。
技术总结