專利名稱：從污染的金屬廢料的金屬回收的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于回收金屬的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
對于回收材料如鋁、鎂和其他金屬和非金屬存在越來越大的需求。經(jīng)常將這樣的材料在再熔化所述材料之前必須被除去的油漆、油、水、漆、塑料或其他揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)中涂布。對于能夠在不熔化的情況下在相對高的溫度處理的材料，通常將這樣的雜質(zhì)使用有時被稱為去除涂層的熱工藝除去。這樣的熱去除涂層工藝也可以用來在再熔化之前將材料干燥和/或消毒。例如，鋁經(jīng)常在飲料罐的生產(chǎn)中使用，所述飲料罐通常被以油漆、漆和/或其他VOC涂布，并且也在更大的產(chǎn)品如內(nèi)燃廢料中使用。在可以將鋁熔化用于回收之前，必須將 任何涂層或其他雜質(zhì)除去以便最小化金屬損失，并且將鋁從其他金屬分離。已知的去除涂層工藝涉及將所要處理的材料暴露至熱氣，以便氧化所要除去的涂層和/或雜質(zhì)。這種暴露在其中可以控制熱氣的溫度和氧含量的密閉環(huán)境中發(fā)生。需要超過300°C的溫度以除去大部分的有機(jī)化合物，并且通常需要在6%至12%的范圍內(nèi)的氧氣水平。如果未小心控制熱氣的溫度和氧氣水平，則該工藝可以變?yōu)闊嶙詣友a(bǔ)償?shù)?，因?yàn)樵跓崞岬倪^程中釋放的VOC燃燒。這可導(dǎo)致熱氣的溫度不受控增加，這可能是非常危險的。通常將在處理之前將所述材料切碎，并且對于有效去除涂層很重要的是將切碎的材料的所有表面暴露至熱氣。如果這沒有發(fā)生，則所述處理將變得低效并且，尤其在U. B. C的情況下，黑色污跡會留在所處理材料的表面上。還適宜的是將材料在處理的過程中攪拌，以從所述材料物理移除掉下的涂層或雜質(zhì)。目前，用于熱去除涂層和金屬回收的主要系統(tǒng)是I靜止?fàn)t在靜止?fàn)t中，將所述材料堆疊在金屬絲網(wǎng)上，并且將熱氣再循環(huán)通過所述爐，以將所述材料加熱至所需的處理溫度。這種布置不是高效的，因?yàn)闊釟馕唇佑|包封在絲網(wǎng)上的材料堆內(nèi)的材料。如之前討論的，在去除涂層中重要的是將所處理的材料的所有表面暴露至熱氣。而且未將所處理的材料攪拌。2傳送爐該系統(tǒng)使用絲網(wǎng)帶式傳送機(jī)將用于處理的材料傳送通過爐。熱氣當(dāng)帶上的材料通過爐時通過所述材料。該方法具有的問題如下 帶上的材料的深度限制該工藝。材料被堆疊，導(dǎo)致與對靜止?fàn)t發(fā)現(xiàn)的問題類似問題，其中在堆疊的中心處的材料未與熱氣接觸。·沒有材料的攪拌，所以未將松動的涂層移除?！魉蛶勖獭?br> ·必須將材料穩(wěn)定地進(jìn)料。·該工藝不適用于小體積或連續(xù)改變的產(chǎn)品。3旋轉(zhuǎn)爐大型爐從水平傾斜，以使得在其最高端進(jìn)料或裝載至爐中的材料在重力的影響下向?qū)⒉牧厢尫盘幍淖畹投诵羞M(jìn)。將爐旋轉(zhuǎn)以使得將該爐內(nèi)的材料攪拌，并且提供熱氣的流動以當(dāng)所述材料行進(jìn)通過爐時加熱所述材料。這種方法涉及很多問題 ·必須將材料恒定地進(jìn)料?！ぴ摴に嚥贿m用于小體積或連續(xù)改變的產(chǎn)品。·連續(xù)工藝需要在兩端即材料裝載端和材料排出端處的氣鎖。
·該爐需要導(dǎo)致高水平維護(hù)的旋轉(zhuǎn)密封。4斜底爐這用于從廢料等回收金屬如鋁。浮渣熔爐設(shè)置有一個或多個出渣口或全寬度縫，使所述縫的大小允許熔化的金屬通過至儲罐中同時留下所得到的廢料。該浮渣熔爐具有斜爐底，在所述斜爐底上加載廢料并且將所得到的熔化鋁排出至儲罐中。該斜爐底的角度是關(guān)鍵的，并且來自廢料的塵土和沙子會污染所述金屬。WO 01/98092A1描述了一種可樞軸轉(zhuǎn)動或可傾斜爐，其克服了之前已知的用于去除涂層的設(shè)備和方法的許多缺點(diǎn)。對于該爐的構(gòu)造和操作的詳細(xì)描述，讀者應(yīng)參考WO01/98092A1。然而，簡短地，該爐具有用于接收所要處理的材料的裝載部分和調(diào)換部分。結(jié)合在該調(diào)換部分內(nèi)的是熱氣的射流或流動穿過的熱處理室。該爐在其中調(diào)換部分高于裝載部分的第一位置與其中裝載部分高于調(diào)換部分的第二位置之間可樞軸移動。該排列使得爐可以在第一與第二位置之間反復(fù)地移動，以使得爐內(nèi)的材料從一個部分落至另一個部分，通過熱處理室中的熱氣的射流。還公開了使用該設(shè)備的方法。上面的已知爐具有的優(yōu)點(diǎn)是它可以用來以分批工藝處理相對小體積的材料。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是通過控制所述爐的移動，可以將所處理的材料任意帶入和帶出熱處理室，使得爐能夠在工藝不以不受控方式熱自補(bǔ)償?shù)剡M(jìn)行的情況下安全地操作，并且允許處理工藝的極細(xì)程度的控制。已發(fā)現(xiàn)WO 01/98092A1中描述的爐良好地工作，提供了商業(yè)上和技術(shù)上可接受的熱去除涂層相對較小體積的材料的手段。然而，當(dāng)處理輕重量材料，如粉末或切碎成極小碎片的材料時，對于一些所處理的材料可能存在變得在通過熱處理室的熱氣流中帶走的趨勢。雖然可以將一些帶走材料從氣流中濾出并再次收集，但存在工藝效率上的全面降低。本發(fā)明的一個目的是提供一種用于從廢料或廢棄物等回收鋁的改進(jìn)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于從廢料等回收金屬的金屬回收系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括熔爐和用于控制系統(tǒng)的操作的控制器；其中將所述控制器配置為以第一操作模式并且以后繼模式操作金屬回收系統(tǒng)，在所述第一操作模式中，所述熔爐在350°C至550°C的范圍內(nèi)的第一溫度操作以在不熔化金屬的情況下焚化污染物并從廢料除去揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC);在所述后繼操作模式中，將熔爐在進(jìn)一步更高的溫度操作以熔化所述廢料中的金屬用于回收。
本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方案的多個任選特征在以下各段中給出。優(yōu)選的系統(tǒng)具有連接至所述熔爐以處理原始VOC的熱氧化器，以及來自所述熱氧化器的返回路徑，以使來自在所述熱氧化器中處理所述VOC的熱返回至所述熔爐。所述熱氧化器具有燃燒器，所述燃燒器具有燃料輸入，所述燃料輸入被配置為接收來自所述熔爐的所述VOC作為燃料源。所述返回通道包括氣體返回通道，以使來自所述熱氧化器的加熱過的氣體返回至所述熔爐，并且其中所述返回通道包括氣體調(diào)節(jié)器以進(jìn)行以下各項(xiàng)中的一個或多個冷卻所述加熱過的氣體、清除所述加熱過的氣體中的顆粒物和清除所述加熱過的氣體中的酸。該系統(tǒng)具有空氣污染控制單元和從所述熱氧化器至所述空氣污染控制單元的排氣通道，其中將所述空氣污染控制單元配置成進(jìn)行以下各項(xiàng)中的一個或多個冷卻來自所述熱氧化器排出氣體，清除所述排出氣體中的顆粒物和清除所述排出氣體中的酸。 該系統(tǒng)具有用于控制熔爐的溫度的控制器以及連接至所述控制器以監(jiān)控從所述熔爐提供至所述熱氧化器的氣體的組成和從所述熱氧化器返回至所述熔爐的氣體的組成的裝置，并且其中所述控制器被配置成基于所監(jiān)控的組成確定所述操作模式的一個或多個的完成時間。該系統(tǒng)具有在以所述另外的操作模式操作之前使氣體流過所述熔爐以清除所述熔爐中的顆粒物的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有用于捕獲在所述熔爐的所述清除的過程中在離開所述熔爐的氣體中帶走的顆粒物的氣體流動路線。所述熔爐是可傾斜的，以用于熔爐的加載、出料和攪拌中的一種或多種。所述廢料包括在所述第二溫度熔化的第一類金屬和在所述第二溫度不熔化的第二類金屬，其中所述系統(tǒng)具有第三操作模式，在所述第三操作模式中，在熔化并回收所述第一金屬之后將所述熔爐在高于所述第二溫度的第三溫度操作，以熱調(diào)節(jié)第二金屬從而有利于所述第二金屬的破碎。所述回收的金屬包括鋁。從廢料等回收鋁的方法，所述方法包括將所述廢料加載至熔爐中；以第一模式通過在350°C至550°C的范圍內(nèi)的第一溫度加熱所述熔爐中的所述廢料操作所述熔爐
(12)，以在不熔化鋁的情況下除去V0C;并且以后繼模式通過升高熔爐(12)的溫度操作所述熔爐以熔化所述鋁。優(yōu)選地，該熔爐是可傾斜的熔爐，并且該方法還包括將所述熔爐(12)傾斜以允許熔融鋁通過出料口(24)流出。本發(fā)明還提供一種從廢料等回收鋁的方法，該方法包括將所述廢料加載至可傾斜熔爐中；在第一溫度加熱所述熔爐中的所述廢料以除去VOC ;升高所述熔爐的溫度以熔化所述鋁；以及傾斜所述熔爐以允許熔融鋁通過出料口流出。本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案的多個任選特征在以下各段落中給出。優(yōu)選的方法還包括在除去所述熔融鋁之后將熔爐的溫度升高至高溫，以熱調(diào)節(jié)保留在熔爐中的金屬。將該熔爐來回傾斜以攪拌廢料。將所述熔爐傾斜以排出所述熱調(diào)節(jié)過的金屬。
將原始VOC在熱氧化器中處理，并且將處理過的、加熱過的氣體從所述熱氧化器返回至所述熔爐以輔助加熱所述熔爐。將來自所述熔爐的VOC進(jìn)料至所述熱氧化器作為燃料源。對所述返回的加熱過的氣體進(jìn)行以下操作中的一個或多個冷卻所述加熱過的氣體，清除所述加熱過的氣體中的顆粒物和清除所述加熱過的氣體中的酸。監(jiān)控從所述熔爐提供至所述熱氧化器的氣體的組成和從所述熱氧化器返回至所述熔爐的氣體的組成，并基于所監(jiān)控的組成確定所述操作模式中的一個或多個的完成時間。在以所述另外的操作模式操作之前，使氣體流過所述熔爐，以清除所述熔爐中的顆粒物。 捕獲在所述熔爐的所述清除過程中在離開所述熔爐的氣體中帶走的顆粒物。將所述熔爐傾斜用于所述熔爐的加載、出料和攪拌中的一個或多個。在一個優(yōu)選的方法中，所述廢料包括在所述第二溫度熔化的第一類金屬和在所述第二溫度不熔化的第二類金屬，并且所述方法還包括以第三操作模式操作所述熔爐，在所述第三操作模式中，在熔化并回收第一金屬之后，將所述熔爐在高于所述第二溫度的第三溫度操作，以熱調(diào)節(jié)所述第二金屬，從而有利于所述第二金屬的破碎。所述回收的金屬優(yōu)選包括鋁。參考附圖
，在下文通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選系統(tǒng)的示意圖；圖2a是顯示在圖I的系統(tǒng)的操作模式的過程中溫度隨時間的變化的圖；圖2b是顯示在圖I的系統(tǒng)的操作模式的過程中氣體再循環(huán)速率隨時間的變化的圖；圖2c是顯示在圖I的系統(tǒng)的操作模式的過程中廢料攪拌速率隨時間的變化的圖；圖2d是顯示在圖I的系統(tǒng)的操作模式的過程中熔爐中的氧氣水平隨時間的變化的圖；圖3是處于用于排出材料的垂直姿態(tài)的圖I的熔爐的側(cè)視圖；圖4A至4G顯示所述熔爐在操作的過程中采用的多個位置；并且圖5是熔爐在操作的過程中正常樞軸轉(zhuǎn)動的角度的圖形表示。參考附圖，這些顯示用于從廢料或廢棄物回收金屬的系統(tǒng)10。雖然該設(shè)備可應(yīng)用于從廢棄物回收多種金屬，但這里以其優(yōu)選形式關(guān)于從金屬廢料回收鋁描述，其中金屬廢料是大片的，如鐵或鋼鑄件。該系統(tǒng)具有被支撐以在樞軸支座14上樞軸運(yùn)動的熔爐12和用來使熔爐繞通常水平的樞軸62樞軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)60。熔爐12具有主體部16、材料入口點(diǎn)18和出料部20。入口點(diǎn)18具有門22，所述門22雖然不是必需但優(yōu)選是可以設(shè)置有煙道以帶走廢氣的氣密門。所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以是液壓系統(tǒng)并且用來在裝載和處理的過程中使熔爐12繞軸62向前傾斜，并且在材料排出的過程中稍微向后傾斜以改善熔爐的操作特性。該熔爐的橫斷面通常為矩形，其中出料部20通常沿熔爐的縱軸彎曲，并且可以例如為半球形或部分球形形狀。該出料部具有出料開口 24，其可以被方便地定位在彎曲出料部20的頂點(diǎn)處。然而，出料開口可以位于出料部20內(nèi)的任何合適的位置。此外，出料開口24可以具有隔板，該隔板可以在打開與關(guān)閉位置之間移動以打開和關(guān)閉所述出料開口。熔爐12方便地具有由任何合適的材料如耐火材料制成的內(nèi)襯，以保護(hù)熔爐的內(nèi)壁。該熔爐還可以通過任何合適的裝置加熱并且這里設(shè)置有一個或多個能夠燃燒原始燃料(如天然氣或柴油)和熔爐12中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物的燃燒器26。熔爐12中產(chǎn)生的氣體具有通過導(dǎo)管27至熱氧化器或燃燒器28之后的排出通道。熱氧化器28是由鋼制成的垂直圓筒形結(jié)構(gòu)體并且襯有可以經(jīng)受通常約2400° F的高溫的耐火材料。來自熔爐12的熱氣含有V0C，并且熱氧化器體積被設(shè)計成確保VOC填充氣體在所述氧化器中被保持最少2秒的停留時間。熱氧化器由能夠燃燒原始燃料(如天然氣或柴油)和來自熔爐12的VOC兩者的多燃料燃燒器30加熱。用于VOC氣體的導(dǎo)管27 也可以直接連接至燃燒器30，并且將VOC作為備選或補(bǔ)充燃料直接提供至燃燒器30。熱氧化器28具有入口 31，通過所述入口 31供應(yīng)氧氣(通常為大氣空氣)以幫助氧化器中VOC的燃燒。將空氣經(jīng)由導(dǎo)管或管線33提供，并且通過導(dǎo)管33中合適的進(jìn)料單元如風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)35進(jìn)料至氧化器28。進(jìn)料單元35由工藝控制系統(tǒng)106控制，所述工藝控制系統(tǒng)106監(jiān)控以下參數(shù)如熔爐中的大氣溫度、壓力、氧含量、CO含量和其他所選污染物的含量，并且基于這些參數(shù)中的一個或多個控制進(jìn)料單元35，以確保將正確水平的氧氣引入至熔爐12中。熱氧化器28中的氣體具有兩個排出通道。一個排出通道通過返回導(dǎo)管32以對熔爐12提供加熱或補(bǔ)償加熱。第二排出通道通過導(dǎo)管34形式的另外的通道裝置或?qū)Ч艹蚩諝馕廴究刂?APC)單元36排出。氣體調(diào)節(jié)單元38連接在返回導(dǎo)管32中，并且用來在氣體到達(dá)熔爐12之前調(diào)節(jié)該氣體。調(diào)節(jié)單元38經(jīng)由間接冷卻調(diào)整氣體溫度，并且從該氣體清除顆粒物和酸。APC還可以包括第二氣體調(diào)節(jié)單元，其經(jīng)由間接冷卻調(diào)整氣體溫度，并且從該氣體清除顆粒物和酸。排出氣體從所述氣體調(diào)節(jié)單元行進(jìn)通過APC的袋濾室并且之后通過ID風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)40，其有助于氣體沿著導(dǎo)管34并通過APC 36的移動。這些氣體之后經(jīng)由煙囪排放至大氣。將沿著導(dǎo)管32向熔爐12通過的返回氣體在進(jìn)入轉(zhuǎn)爐之前通過取樣裝置42取樣，同時將來自熔爐的出口氣體通過出口導(dǎo)管27中的第二取樣裝置44取樣。這兩個取樣裝置是這樣的取樣系統(tǒng)，其產(chǎn)生代表氣體的多種參數(shù)如溫度、氧含量和一氧化碳含量的信號。將這些信號施加至氣體分析器46。氣體分析器46分析這些信號并將結(jié)果發(fā)送至工藝控制系統(tǒng) 106。若干傳感器108被安裝在熔爐12內(nèi)，并且在操作熔爐的同時將數(shù)據(jù)的連續(xù)流發(fā)送至工藝控制系統(tǒng)106。這些傳感器方便地是熱電偶，其測量熔爐中的大氣溫度、壓力、氧含量、CO含量和其他所選污染物的含量，并產(chǎn)生表示這些參數(shù)的信號。這種數(shù)據(jù)被連續(xù)記錄并且這些信號被送至工藝控制系統(tǒng)106。該工藝控制系統(tǒng)還可以以所要處理的材料的類型編程，并且基于所程序化的值和/或所接收的信號調(diào)整多種操作參數(shù)，包括返回氣體的溫度、氧氣水平和返回氣體速度。為了控制用于熔爐12的完成時間，將進(jìn)入熔爐的返回氣體和離開熔爐的氣體兩者通過氣體分析器46在閉合電路中監(jiān)控，該氣體分析器46記錄氧氣水平和CO水平以及其他所選參數(shù)，包括特定的污染物水平。另外，控制系統(tǒng)106還可以控制燃燒器30以控制氧化器28中的溫度。該工藝控制系統(tǒng)基于所接收的信號控制處理循環(huán)、操作循環(huán)的結(jié)束。在熔爐12的操作中，后者在其中熔爐稍微從水平傾斜(入口點(diǎn)高于水平)的位置樞軸轉(zhuǎn)動。該位置在圖4A中被稍微夸大地顯示，但應(yīng)當(dāng)理解的是可以選擇該角度以適合熔爐裝載的方式并有利于裝載。在此位置，熔爐的底面與水平面的角度通常為28°，盡管該角度通?？梢栽?0°至35°的范圍內(nèi)變化，以使所帶入至熔爐12中的材料的類型合適。圖4A中所示的位置是加載或裝載位置，其中門22打開并且將大片廢料加載至熔爐中。熔爐的傾斜角度使得將廢料和其他大的重材料相對直接地加載。之后將門22關(guān)閉，并且熔爐移動通過圖4B至4G中所示的不同位置，以便攪拌熔爐中的廢料。熔爐可以樞軸旋轉(zhuǎn)的角度可以變化，但通常它以120°的角度樞軸旋轉(zhuǎn)。通常 它將從120°的第一角位置樞軸旋轉(zhuǎn)至240°的第二角位置并返回，如圖5中所示。應(yīng)當(dāng)理解，熔爐12來回樞軸旋轉(zhuǎn)至更大或更小程度并且樞軸旋轉(zhuǎn)的速度和重復(fù)次數(shù)以及熔爐樞軸旋轉(zhuǎn)的角度可以變化。在熔爐12的裝載之后，對于熔爐操作的第一階段或模式，主要任務(wù)是蒸發(fā)水(濕氣)并氣化有機(jī)物。因此，優(yōu)選將熔爐的溫度保持在350°C至550°C的范圍內(nèi)并且優(yōu)選在約450°C持續(xù)第一預(yù)選時間段h (圖2a)。在此溫度，污染物如油脂、油、塑料材料等被焚化，并且將所得到的氣體從熔爐12通過導(dǎo)管27吸至熱氧化器28。將O2水平保持在低氣化數(shù)是重要的，以便實(shí)現(xiàn)完全氣化。還可以使用純熱解(零O2)除去有機(jī)物。降低的O2水平確保有機(jī)物不會在熔爐12中點(diǎn)燃。因此，在第一模式的過程中，通常將引入至熔爐12中的熱氣中的O2水平初始保持在O %至7 %的范圍內(nèi)。優(yōu)選保持熱氣再循環(huán)的預(yù)選水平以確保所有的有機(jī)物與O2接觸。通常，將再循環(huán)速度保持在中等水平持續(xù)時間段h。為了有助于廢料中的有機(jī)物暴露至氧，將廢料在熔爐內(nèi)通過熔爐經(jīng)過圖4B至4G中所示的不同位置的樞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動攪拌。優(yōu)選將攪拌保持在高水平持續(xù)整個時間段A。油和油脂從廢料的除去降低了顆粒物粘附在一起的趨勢，并由此使得在操作的第二模式中顆粒物的除去更容易。在該工藝的第二模式中，將顆粒物(塵土，沙子等)除去，并且將處理室中剩余的碳粒子氧化并移除至空氣污染控制單元36。在該操作模式(預(yù)選時間段h至t2)的過程中，將氣體的溫度保持在低水平，通常其低于鋁的熔化或氧化溫度的模式I溫度。廢料攪拌也被保持在高水平，通常其模式I水平，以確保將所有的顆粒物從廢料搖起并帶入至氣體中。然而，將氣體再循環(huán)流動速度升高至高水平，并且將O2水平增加至7%至20%的范圍內(nèi)的水平以將碳氧化。在此模式中，通常將熔爐以圖3中所示的姿態(tài)垂直地傾斜，同時它前后來回?fù)u晃或樞軸旋轉(zhuǎn)。這導(dǎo)致所有的顆粒物在重力的作用下通過廢料流入至通向?qū)Ч?0和APC 36的出料開口 24。氣體還被吹入至熔爐12中，以清除熔爐中的顆粒物如塵土和沙子殘留物。可以將氣體通過任何合適氣體端口吹入至或吸入通過熔爐，以通過導(dǎo)管50排出，從而直接地或經(jīng)由導(dǎo)管34將塵土和沙子帶到至APC 36。在第二模式的過程中，熔爐的溫度太低而不能熔化廢料中的鋁，并其因此可以將塵土和沙子可以通過氣體攜帶通過出料開口 24。導(dǎo)管50優(yōu)選具有ID風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)52，其有助于所述氣體、沙子和塵土沿導(dǎo)管50的移動。
在操作工藝的第三模式的過程中(預(yù)選時間段t2至t3)，將廢料中的鋁通過將爐12中的溫度升高至高于鋁熔點(diǎn)的溫度熔化。這里，將熔爐溫度升高至約620°C至720°C的范圍內(nèi)，通常為約670°C的水平，并且在此溫度或其附近保持預(yù)選時間段&至&以熔化鋁。將該模式下的氧氣水平降低至極低水平(通常在O %至2 %的范圍內(nèi)，優(yōu)選約2 %并且可能地甚至在還原性氣氛< 0%中)，以最小化在該關(guān)鍵模式的過程中形成的浮渣。熔爐12的攪拌可以在出料開口 24關(guān)閉的情況下繼續(xù)。將廢料攪拌保持在低水平，以確保熔融鋁不與廢料的鐵成分混合，產(chǎn)生鐵成分的涂層。如果出現(xiàn)涂層，那么鋁可能損失至回收工藝。一旦鋁熔化，熔爐移動至圖4D中所示的位置，出料開口打開并且鋁在重力下向外流入至合適容器中。在工藝的第二模式中顆粒物的除去確保熔融鋁不會帶走將引起浮渣形成和鋁損失的顆粒物和沙子。將氣體以合適水平再循環(huán)，以將所需的熔爐保持在620°C _720°C的范圍，并且按需要可以在低和中等之間浮動。在將鋁除去之后，將熔爐內(nèi)的溫度升高至通常在850°C至1250°的范圍內(nèi)的高水平，其高于廢料中的鐵材料的退火溫度，該材料喪失其堅硬性并變脆。將溫度保持在該水平或其附近持續(xù)預(yù)選時間段(〖3至〖4)，以確保鐵成分完全暴露至該極高溫度。在鋼變脆之后，有利于廢料在后一階段的破碎。在該模式的過程中，廢料的攪拌在中等水平，并且氣體的再 循環(huán)通常處于低水平，但可以按需要在低水平和中等水平之間浮動，以保持熔爐12中溫度的所需范圍。之后將熔爐樞軸旋轉(zhuǎn)至圖4G中所示的位置，并且甚至可以如圖4G所示以順時針方向進(jìn)一步向后傾斜，并且將門22打開以使剩余的材料能夠被從熔爐排出。
權(quán)利要求
1.一種用于從廢料等回收金屬的金屬回收系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 熔爐； 和用于控制所述系統(tǒng)的操作的控制器； 其中所述控制器被配置為按以下操作模式操作所述金屬回收系統(tǒng) 第一操作模式，其中將所述熔爐在350°c至550°C范圍內(nèi)的第一溫度操作，以在不熔化所述金屬的情況下焚化污染物并從所述廢料除去揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)； 和后繼操作模式，其中將所述熔爐在進(jìn)一步更高的溫度操作，以熔化所述廢料中的金屬用于回收。
2.如權(quán)利要求I所述的金屬回收系統(tǒng)，其中將所述控制器配置為以中間(第二)模式操作所述金屬回收系統(tǒng)，用于從所述熔爐除去顆粒材料。
3.如權(quán)利要求I或2所述的金屬回收系統(tǒng)，其中將所述控制器配置為以另外的(第四)模式操作所述金屬回收系統(tǒng)，以熱調(diào)節(jié)保留在所述熔爐中的金屬。
4.如任一在前權(quán)利要求所述的金屬回收系統(tǒng)，所述金屬回收系統(tǒng)還包括連接至所述熔爐以處理原始VOC的熱氧化器，以及來自所述熱氧化器的返回通道，以將來自所述熱氧化器中處理所述VOC的熱返回至所述熔爐。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬回收系統(tǒng)，其中所述熱氧化器具有燃燒器，所述燃燒器具有燃料輸入，所述燃料輸入被配置成從所述熔爐接收所述VOC作為燃料源。
6.如權(quán)利要求4或5所述的金屬回收系統(tǒng)，其中所述返回通道包括氣體返回通道，以將加熱過的氣體從所述熱氧化器送回至所述熔爐，并且其中所述返回通道包括氣體調(diào)節(jié)器以進(jìn)行以下各項(xiàng)中的一個或多個冷卻所述加熱過的氣體、清除所述加熱過的氣體中的顆粒物和清除所述加熱過的氣體中的酸。
7.如權(quán)利要求4至6中的任一項(xiàng)所述的金屬回收系統(tǒng)，所述金屬回收系統(tǒng)還包括空氣污染控制單元和從所述熱氧化器至所述空氣污染控制單元的排氣通道，其中所述空氣污染控制單元被配置成進(jìn)行以下各項(xiàng)中的一個或多個冷卻來自所述熱氧化器的排出氣體、清除所述排出氣體中的顆粒物和清除所述排出氣體中的酸。
8.如權(quán)利要求4至7中的任一項(xiàng)所述的金屬回收系統(tǒng)，所述金屬回收系統(tǒng)還包括進(jìn)料裝置，所述進(jìn)料裝置用于將氧氣進(jìn)料至所述熱氧化器用于幫助所述V. O. C的燃燒。
9.如在前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的金屬回收系統(tǒng)，所述金屬回收系統(tǒng)還包括用于以受控方式移動所述熔爐的攪拌裝置，從而攪拌所述熔爐中的材料。
10.如在前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的金屬回收系統(tǒng)，其中可操作所述控制器以監(jiān)控所述系統(tǒng)的至少一個操作參數(shù)，并基于所述操作參數(shù)控制以下各項(xiàng)中的一個或多個熔爐溫度、氣體再循環(huán)速度、所述材料的攪拌和熔爐氧氣水平。
11.如權(quán)利要求4至7中的任一項(xiàng)所述的金屬回收系統(tǒng)，所述金屬回收系統(tǒng)還包括傳感器裝置，所述傳感器裝置連接至所述控制器，以監(jiān)控從所述熔爐提供至所述熱氧化器的氣體的至少一個參數(shù)和從所述熱氧化器返回至所述熔爐的氣體的至少一個參數(shù)，并且其中將所述控制器配置成基于所監(jiān)控的參數(shù)確定所述操作模式的一個或多個的完成時間。
12.如權(quán)利要求3所述的金屬回收系統(tǒng)，所述金屬回收系統(tǒng)包括用于在以所述另外的操作模式操作之前使氣體流過所述熔爐以清除所述熔爐中的顆粒物的系統(tǒng)。
13.如權(quán)利要求12所述的金屬回收系統(tǒng)，所述金屬回收系統(tǒng)具有氣體流動路線，所述氣體流動路線用于在所述熔爐的所述清除的過程中捕獲離開所述熔爐的氣體中帶走的顆粒物。
14.如任一在前權(quán)利要求所述的金屬回收系統(tǒng)，其中所述熔爐是可傾斜的，用于所述熔爐的加載、出料和攪拌中的一個或多個。
15.如權(quán)利要求14所述的金屬回收系統(tǒng)，其中所述可傾斜熔爐具有用于加載所述廢料的材料入口點(diǎn)；和 用于傾斜所述熔爐以允許熔融金屬通過出料口流出的裝置。
16.如任一在前權(quán)利要求所述的金屬回收系統(tǒng)，其中所述廢料包括在所述第二溫度熔化的第一類金屬和在所述第二溫度不熔化的第二類金屬，其中所述系統(tǒng)具有第三操作模式，在所述第三操作模式中，在熔化和回收所述第一金屬之后，將所述熔爐在高于所述第二溫度的第三溫度操作，以熱調(diào)節(jié)所述第二金屬從而有利于所述第二金屬的破碎。
17.如任一在前權(quán)利要求所述的金屬回收系統(tǒng)，其中所述回收的金屬包括鋁。
18.一種從廢料等回收鋁的方法，所述方法包括 將所述廢料加載至熔爐中； 通過在350°C至550°C的范圍內(nèi)的第一溫度加熱所述熔爐中的所述廢料，以第一模式操作所述熔爐，以在不熔化所述鋁的情況下除去VOC ;和 通過升高所述熔爐的溫度以熔化所述鋁，以后繼模式操作所述熔爐。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述熔爐是可傾斜的熔爐，并且所述方法還包括將所述熔爐傾斜，以允許熔融鋁通過出料口流出。
20.如權(quán)利要求18或19所述的方法，所述方法還包括在所述第一模式中將所述熔爐中的氧氣水平保持在O %至7%的范圍內(nèi)。
21.如權(quán)利要求18或19所述的方法，所述方法還包括以中間(第二)模式操作所述熔爐，以從所述熔爐除去顆粒材料。
22.如權(quán)利要求18或19所述的方法，所述方法還包括在所述第二模式中將所述熔爐中的氧氣水平保持在7%至20%的范圍內(nèi)。
23.如權(quán)利要求18至22中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括在所述后繼模式中將所述熔爐中的溫度保持在570°C至770°C的范圍內(nèi)。
24.如權(quán)利要求18至23中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括在所述后繼模式中將所述熔爐中的氧氣水平保持在O %至2%的范圍內(nèi)。
25.如權(quán)利要求18至24中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括在除去所述鋁之后以調(diào)節(jié)(第四)模式操作所述熔爐，以熱調(diào)節(jié)保留在所述熔爐中的金屬。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，所述方法還包括在所述調(diào)節(jié)模式中將所述熔爐中的溫度保持在850°C至1250°C的范圍內(nèi)。
27.如權(quán)利要求25或26所述的方法，所述方法還包括在所述調(diào)節(jié)模式中將所述熔爐中的氧氣水平保持在O %至16%的范圍內(nèi)。
28.如權(quán)利要求18至27中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括將所述熔爐(12)來回傾斜以攪拌所述廢料。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，所述方法還包括以第一速率和/或以第一角度中的一個將所述熔爐來回傾斜，以便在所述第一模式中以第一水平攪拌所述熔爐。
30.如權(quán)利要求29或29所述的方法，所述方法還包括以第一速率和/或以第一角度中的一個將所述熔爐來回傾斜，以便在所述中間模式中以第一水平攪拌所述熔爐。
31.如權(quán)利要求28至30中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括以低于所述第一速率的第二速率和/或以小于所述第一角度的第二角度中的一個將所述熔爐來回傾斜，以便在所述后繼模式中以第二較低水平攪拌所述熔爐。
32.如權(quán)利要求28至31中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括以在所述第一速率與所述第二較低速率之間的第三速率和/或以在所述第一角度與第二角度之間的第三角度中的一個將所述熔爐來回傾斜，以便在所述調(diào)節(jié)模式中以中間水平攪拌所述熔爐。
33.如權(quán)利要求18至32中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括在熱氧化器中處理原始VOC，并且將來自所述熱氧化器的處理過的、加熱過的氣體返回至所述熔爐以輔助加熱所述熔爐。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，所述方法還包括在所述第一模式中以第一流動速率再循環(huán)所述處理過的氣體。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，所述方法還包括在所述中間模式中以高于所述第一流動速率的第二流動速率再循環(huán)所述處理過的氣體。
36.如權(quán)利要求33、34或35所述的方法，所述方法還包括在所述后繼模式中以低于所述第一流動速率的第三流動速率再循環(huán)所述處理過的氣體。
37.如權(quán)利要求33至36中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括在所述調(diào)節(jié)模式中以低于所述第一流動速率的流動速率再循環(huán)所述處理過的氣體。
38.如權(quán)利要求33至37中的任一項(xiàng)所述的方法，其中將來自所述熔爐的VOC進(jìn)料至所述熱氧化器作為燃料源。
39.如權(quán)利要求32至37中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括對所述返回的加熱過的氣體進(jìn)行以下操作中的一個或多個冷卻所述加熱過的氣體、清除所述加熱過的氣體中的顆粒物和清除所述加熱過的氣體中的酸。
40.如權(quán)利要求17至39中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括監(jiān)控從所述熔爐提供至所述熱氧化器的氣體的組成和從所述熱氧化器返回至所述熔爐的氣體的組成，以及基于所監(jiān)控的組成控制所述操作模式中的一個或多個的完成時間。
41.如權(quán)利要求17至40中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括在以操作的所述后繼模式操作之前使氣體流過所述熔爐，以清除所述熔爐中的顆粒物。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，所述方法還包括在所述熔爐的所述清除的過程中捕獲在離開所述熔爐的氣體中帶走的顆粒物。
43.如權(quán)利要求17至42中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法包括傾斜所述熔爐用于所述熔爐的加載、出料和攪拌中的一個或多個。
44.如權(quán)利要求17至43中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述廢料包括在所述第二溫度熔化的第一類的金屬和在所述第二溫度不熔化的第二類的金屬，并且所述方法還包括以第三操作模式操作所述熔爐，在所述第三操作模式中，在熔化并回收所述第一金屬之后，將所述熔爐在高于所述第二溫度的第三溫度操作，以熱調(diào)節(jié)所述第二金屬從而有利于所述第二金屬的破碎。
45.如權(quán)利要求17至44中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述回收的金屬包括鋁。
全文摘要
提供了一種金屬回收系統(tǒng)和用于從廢料回收金屬的方法。該系統(tǒng)具有熔爐(12)和用于控制所述系統(tǒng)的操作的控制器(106)?？刂破?106)以第一操作模式操作金屬回收系統(tǒng)，在所述第一操作模式中，熔爐(12)在350℃至550℃的范圍內(nèi)的第一溫度操作，以在不熔化金屬的情況下焚化污染物并從廢料除去揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)?？刂破?106)以后繼操作模式操作所述金屬回收系統(tǒng)，在所述后繼操作模式中，熔爐(12)在進(jìn)一步更高的溫度操作，以熔化廢料中的金屬用于回收。
文檔編號C22B7/00GK102834532SQ201180017996
公開日2012年12月19日 申請日期2011年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者勒法特·埃爾·查勒比, 奧弗奈爾·亨利·帕瑞 申請人:勒法特·埃爾·查勒比, 奧弗奈爾·亨利·帕瑞