Dans un contexte de raréfaction croissante des ressources mondiales en cuivre, le recyclage des déchets de cuivre est devenu un moyen important d’atténuer la pression sur les ressources. Le procédé efficace de pyrométallurgie au four rotatif pour la fusion des déchets de cuivre devient l'une des technologies de base de l'industrie du cuivre recyclé en raison de ses avantages en termes de taux de récupération élevé, de faibles émissions de pollution et d'intensité énergétique. Grâce à la fusion à haute température et à un contrôle intelligent, ce processus convertit les déchets de cuivre complexes en produits de cuivre de haute pureté, tout en réalisant un recyclage en cascade des métaux précieux et de l'énergie, injectant de l'énergie verte dans l'économie circulaire.

Déroulement du processus : quatre étapes de la renaissance des déchets de cuivre

1. Prétraitement : un tri précis constitue la base d'une efficacité élevée

La composition des matières premières issues de la récupération du cuivre est complexe et les impuretés métalliques et non métalliques doivent être séparées par séparation magnétique, séparation par courants de Foucault et autres technologies. Après broyage, elles doivent être séchées jusqu'à une teneur en humidité inférieure à 2 % pour éviter le risque d'explosion de la fusion. Pour les matières premières à forte teneur en impuretés telles que les déchets électroniques, la torréfaction à basse température peut être combinée pour pré-éliminer les métaux volatils tels que le plomb et le zinc, améliorant ainsi l'efficacité de la fusion ultérieure.

2. Fusion au four rotatif : « éliminer les scories et conserver l'essence » à haute température

Les déchets de cuivre prétraités entrent dans le four rotatif. À une température élevée de 1200 à 1300 ℃, le corps du four tourne à une vitesse constante de 2 à 6 tours par minute pour assurer un chauffage uniforme du matériau. Grâce à la technologie de combustion enrichie en oxygène (concentration en oxygène ≥ 30 %), la consommation de carburant est réduite de 20 à 30 %, tandis que le cycle de fusion est raccourci. Au cours de l'étape d'oxydation, de l'air riche en oxygène est insufflé pour oxyder les impuretés telles que le fer et le zinc dans les scories ; au cours de la période de réduction, du coke est ajouté pour réduire l'oxyde de cuivre en cuivre noir contenant plus de 98 % de cuivre, et les métaux précieux sont enrichis dans le liquide de cuivre.

3. Affinage par fusion : sublimation du cuivre brut en cuivre anodique

Le cuivre brut est transféré au four de raffinage, où un alliage de cuivre phosphoreux est ajouté pour la désoxydation, et les traces d'impuretés telles que le soufre et l'arsenic sont ensuite éliminées pour produire du cuivre anodique d'une pureté de 99,5 %, qui peut être directement utilisé pour le raffinage électrolytique. Une fois les scories de fusion lentement refroidies et broyées, le cuivre restant est récupéré par flottation (taux de récupération > 90 %) et les résidus peuvent être utilisés comme matières premières pour les matériaux de construction, permettant ainsi d'atteindre zéro émission de déchets solides.

4. Traitement des fumées : un double bénéfice environnemental et énergétique

Après que les gaz de combustion à haute température ont généré de l'électricité via la chaudière de récupération de chaleur, leur température chute à moins de 200 °C. Ensuite, grâce au processus combiné de « dépoussiérage électrostatique + adsorption sur charbon actif + désulfuration par voie humide », les particules sont réduites à < 10 mg/m³ et le dioxyde de soufre est réduit à < 50 mg/m³, ce qui est mieux que les normes nationales d'émissions ultra-faibles. La production d’électricité à partir de la chaleur résiduelle peut répondre à plus de 30 % des besoins en électricité de l’usine et réduire considérablement la consommation globale d’énergie.

Une entreprise nationale de recyclage du cuivre utilise un four rotatif φ4×12m avec un système de contrôle intelligent pour traiter 100 000 tonnes de déchets électroniques contenant du cuivre chaque année, produisant 82 000 tonnes de cuivre électrolytique et 500 kilogrammes de métaux précieux tels que l'or et l'argent, avec une valeur de production annuelle de plus de 5 milliards de yuans. Par rapport à la fusion du cuivre natif, ce procédé permet d’économiser 60 % d’énergie et 75 % d’eau, et de réduire les émissions de dioxyde de carbone de 120 000 tonnes par an, avec des avantages économiques et environnementaux significatifs.