Forno Delmer TBRC (convertitore rotativo a soffiaggio dall'alto)

Il forno TBRC, noto anche come convertitore rotativo a soffiaggio dall'alto, è un forno di fusione e raffinazione avanzato e versatile, utilizzato per il recupero di metalli preziosi, la raffinazione del rame e il riciclaggio di rifiuti elettronici. Progettato per eseguire sia la fusione che la raffinazione per ossidazione in un'unica operazione, il TBRC offre un elevato grado di efficienza, adattabilità e tassi di recupero dei metalli, rendendolo la soluzione ideale per la lavorazione di circuiti stampati (PCB), rame nero, fanghi anodici e vari residui metallici.

Principio di funzionamento

Il forno TBRC funziona con un meccanismo di fusione rotativo continuo che mantiene un movimento costante durante il processo di fusione. Questa rotazione garantisce un riscaldamento uniforme, un'efficace rimozione delle impurità e un'efficiente miscelazione di lega e scoria. Il movimento dinamico contribuisce inoltre a ridurre al minimo l'inclusione di metalli preziosi nelle scorie, migliorando così l'efficienza complessiva del recupero del metallo e concentrando i metalli del gruppo del platino (PGM) nella lega di rame.

Durante il funzionamento, il TBRC attraversa tre posizioni di lavoro principali: alimentazione, fusione e scorificazione/colata.

• Alimentazione: può essere effettuata verticalmente attraverso la parte superiore del forno o tramite un sistema di ricarica online.
• Fusione: i materiali PCB frantumati e il flusso vengono alimentati continuamente nel forno attraverso un bunker sopraelevato e un tubo di alimentazione.
• Scorie e colata: dopo la fusione, le impurità vengono rimosse sotto forma di scorie e il rame nero fuso viene colato in stampi per un'ulteriore raffinazione.

Fusione di materiali PCB

Prima di essere caricati nel TBRC, gli scarti di PCB vengono frantumati fino a raggiungere dimensioni di 1-3 cm e separati magneticamente per rimuovere i componenti ferrosi. Il materiale frantumato (densità apparente 0,6-0,9 t/m³) viene alimentato in continuo a una velocità di 0,4-0,6 m³/h. Ogni ciclo di fusione dura 6-8 ore e comprende:

• Fusione: 5–7 ore
• Chiarimento: 30–40 minuti
• Scorificazione e colata: 10 minuti ciascuno

Durante questo processo, le impurità come Fe, Si e Al vengono rimosse nella fase di formazione della scoria, mentre gli oligoelementi come Pb e Sn vengono parzialmente rimossi nei gas di scarico. La rotazione continua del forno migliora la separazione di metallo e scoria, garantendo un basso contenuto di rame (inferiore allo 0,2%) nelle scorie e una perdita di metalli preziosi pressoché nulla. La lega di rame nera risultante viene raccolta e raffreddata per la successiva raffinazione.

Raffinazione tramite ossidazione del rame nero

I lingotti di rame nero (circa 2 tonnellate per lotto) vengono ricaricati nel forno TBRC per la raffinazione tramite ossidazione.

1. I bruciatori riscaldano la carica fino alla temperatura desiderata.
2. Una lancia di ossidazione ad aria compressa inietta aria a velocità supersonica per ossidare impurità come piombo, stagno e nichel.
3. Queste impurità si combinano con il flusso per formare scorie, mentre il rame blister raffinato viene versato negli stampi e inviato al forno anodico per l'elettroraffinazione.

Anche le scorie di raffinazione e le polveri di gas di scarico possono essere riprocessate nel TBRC per estrarre eventuali metalli rimanenti, riducendo così gli sprechi ambientali.

Progettazione del forno e struttura meccanica

Il forno TBRC è composto da:

• Recipiente del forno: realizzato con piastre di acciaio resistenti alle alte temperature, saldate in continuo mediante tecnologia ad arco sommerso e trattate termicamente per evitare deformazioni in caso di calore estremo.
• Telaio di base e dispositivo di inclinazione: garantiscono un movimento completamente idraulico per un controllo preciso durante il caricamento, la fusione e il versamento.
• Unità di potenza idraulica (HPU): aziona la rotazione e l'inclinazione del forno mediante motori idraulici e cilindri dotati di valvole di blocco per la sicurezza in caso di interruzione della pressione.
• Sistemi di controllo e sicurezza: dotati di un quadro elettrico PLC con UPS per un funzionamento sicuro in caso di interruzioni di corrente.

Sistemi di combustione e ossidazione

Il forno TBRC integra sistemi di raffinazione sia a combustione che a ossidazione:

1. Bruciatore a combustione ossigeno-combustibile:

• Capacità: 1500 kW
• Carburante: Gas naturale (GN) o GPL con ossigeno puro al 90%
• Dotato di rilevatori di fiamma e valvole di sicurezza con spegnimento automatico per prevenire incidenti.

2. Lancia di ossidazione:

• Realizzato in lega resistente al calore con ugello Laval.
• Inietta aria compressa (1,5–2 Mach) nel bagno fuso per una forte agitazione e un'ossidazione efficiente.
• Aiuta a rimuovere le impurità residue per produrre rame ad alta purezza.

Entrambi i sistemi sono montati su skid e includono un'automazione avanzata per il controllo del flusso, il monitoraggio della temperatura e la gestione della combustione.

Automazione e controllo

Il forno TBRC è controllato tramite un sistema PLC Siemens con interfaccia touchscreen per il controllo locale e remoto. Il sistema visualizza:

• Stato operativo in tempo reale
• Condizioni delle valvole e del bruciatore
• Profili di temperatura
• Portate del gas e allarmi

Per il movimento della fornace e la gestione del bruciatore è previsto un telecomando wireless, che garantisce un funzionamento sicuro e flessibile.

Specifiche tecniche

Controllo ambientale e sicurezza

Il forno TBRC è racchiuso in un involucro in acciaio sigillato con una porta di aspirazione dei gas di combustione integrata, che convoglia i gas di scarico verso un sistema di depurazione dei gas di scarico per una gestione sicura delle emissioni.

Tutti i gas di scarico vengono trattati tramite filtrazione multistadio e depuratori, garantendo la conformità agli standard ambientali internazionali.

I meccanismi di sicurezza includono:

• Spegnimento automatico di emergenza
• Valvole di blocco idrauliche
• Sensori di monitoraggio della fiamma
• Backup UPS per un funzionamento ininterrotto

Applicazioni

Il forno TBRC è adatto per:

• Impianti di riciclaggio dei rifiuti elettronici che recuperano rame, argento, oro e PGM dai circuiti stampati.
• Unità di raffinazione dei metalli preziosi che trattano rame nero, fanghi anodici e residui metallici.
• Raffinerie metallurgiche e di rame che eseguono la raffinazione tramite ossidazione delle leghe di rame.
• Le operazioni di recupero sostenibile dei metalli puntano ad un'elevata efficienza e a un basso impatto ambientale.

Vantaggi principali

• Elevato tasso di recupero: efficienza di recupero dei metalli fino al 99%.
• Doppia funzionalità: combina la fusione e la raffinazione tramite ossidazione in un unico sistema.
• Movimentazione flessibile delle materie prime: adatta per rifiuti elettronici, rottami di rame e residui di anodi.
• Efficienza energetica: il sistema di combustione ossigenata ottimizza l'utilizzo del calore.
• Rispettoso dell'ambiente: il trattamento integrato del gas e l'eliminazione delle scorie riducono al minimo gli sprechi.
• Automazione avanzata: PLC Siemens per un controllo e un monitoraggio precisi.

Design durevole: realizzato in acciaio resistente al calore e rivestimento refrattario per una lunga durata operativa.