تُعد عملية إنتاج خبث النحاس المُعاد تدويره من النفايات الإلكترونية باستخدام فرن عاكس تقنيةً أساسيةً لفصل النحاس عن الشوائب من خلال الصهر عالي الحرارة. تهدف عملية إنتاج الخبث إلى إزالة الشوائب وتكوين الخبث، مما يُحسّن نقاء النحاس. فيما يلي تحليل مفصل من جوانب مبادئ العملية والعمليات والمعايير الرئيسية وقضايا حماية البيئة:

1. مبدأ عملية إنتاج الخبث في الفرن العاكس

1. خصائص الفرن العاكس

يستخدم الفرن العاكس بشكل أساسي نقل الحرارة الإشعاعية، ولديه فرن طويل وضحل، وهو مناسب لمعالجة المواد الصلبة أو منخفضة الدرجة (مثل الجسيمات المحتوية على النحاس بعد سحق النفايات الإلكترونية). يؤدي احتراق الوقود (الغاز الطبيعي أو النفط الثقيل أو الفحم) إلى توليد درجات حرارة عالية (1200-1400 درجة مئوية) لفصل النحاس عن المعادن الأخرى واللافلزات.

2. تأثير صنع الخبث

إزالة الشوائب: أضف عوامل تشكيل الخبث (مثل رمل الكوارتز والحجر الجيري والفلوريت) للتفاعل مع أكاسيد المعادن (FeO، SiO₂، Al₂O₃، إلخ) لتشكيل خبث منخفض الكثافة (سيليكات أو ملح الكالسيوم) ذو نقطة انصهار منخفضة، وهو مناسب للطبقية مع سائل النحاس.

تنظيم سيولة الذوبان: تحسين لزوجة الخبث، ومنع سائل النحاس من حمل مرحلة الخبث، وتحسين كفاءة الفصل.

2. سير العملية والخطوات الرئيسية

1. المعالجة المسبقة للمواد الخام

يتم سحق النفايات الإلكترونية وفرزها (الفصل المغناطيسي / فصل التيار الدوامي) لإزالة المواد البلاستيكية والحديدية المغناطيسية.

إثراء المكونات التي تحتوي على النحاس (مثل شظايا لوحة PCB، وأسلاك النحاس) والتحكم في محتوى الشوائب (مثل الرصاص والقصدير والمواد العضوية).

2. مرحلة الانصهار

التغذية والصهر: أضف المواد المعالجة مسبقًا وعامل صنع الخبث (عادةً ما تكون النسبة SiO₂:CaO=2:1~3:1) إلى الفرن العاكس على دفعات، وارفع درجة الحرارة إلى ما يزيد عن 1300 درجة مئوية لإذابة المواد.

صناعة خبث الأكسدة: يتم نفخ الهواء أو الغاز الغني بالأكسجين لأكسدة المعادن مثل Fe وZn لتكوين أكاسيد (Fe₃O₄، ZnO)، والتي تتفاعل مع عوامل تشكيل الخبث لتكوين الخبث.

التقسيم الطبقي والتفريغ: بعد السماح للمصهور بالوقوف والتقسيم الطبقي، يتم تفريغ الطبقة العليا من الخبث عن طريق الفائض أو التصفية، ويتم تنقية الطبقة السفلية من النحاس الخام (النحاس الأسود) بشكل أكبر.

3. معالجة الخبث

التحبيب بالتبريد المائي: يتم تبريد الخبث عالي الحرارة بسرعة لتشكيل جزيئات زجاجية، والتي تكون ملائمة لاستخدام الموارد لاحقًا (مثل مواد البناء).

استعادة المعادن الثمينة: يمكن إعادة الخبث المحتوي على نسبة عالية من النحاس والزنك للصهر أو استخراجه باستخدام طرق معالجة المعادن.

بفضل التحكم الدقيق في عملية إنتاج الخبث، يُمكن لفرن الانعكاس تحقيق استخلاص فعال للنحاس من النفايات الإلكترونية (أكثر من 95%) مع تقليل المخاطر البيئية. ويُعدّ هذا الفرن من التقنيات الرئيسية لاستغلال موارد النفايات الإلكترونية.