專利名稱：高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)及回收砷和脫硫的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高砷金礦焙燒煙氣綜合利用及污染治理領域，具體地說是一種高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)及回收砷和脫硫的方法。
背景技術：
目前國內外金礦焙燒高砷煙氣治理大多采用二級旋風除塵+電收塵+濕法洗滌除砷工藝，雖然達到了除塵、除砷目的，但浪費了砷資源，同時產生了高含砷、含硫危險廢渣。 部分企業(yè)雖采用噴霧冷卻塔及布袋回收砷，但由于生產條件難以控制，噴霧冷卻塔易導致煙氣中水分含量升高，三氧化二砷吸收水分粘度增大堵塞布袋、水蒸汽與煙氣中SO3結合形成稀硫酸腐蝕設備。同時由于一般金礦企業(yè)生產規(guī)模較小或產生的二氧化硫濃度較低不能回收制酸，導致煙氣中二氧化硫超標排放污染環(huán)境。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)，以解決高砷金礦焙燒煙氣中砷資源浪費、濕法處理產生大量含砷危險廢物污染環(huán)境問題。本發(fā)明的另一個目的是提供一種高砷金礦焙燒煙氣回收砷的方法。本發(fā)明的還一個目的是提供一種高砷金礦焙燒煙氣脫硫的方法。本發(fā)明高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)，包括回收砷系統(tǒng)，回收砷系統(tǒng)包括沉降室、一級旋風除塵器、二級旋風除塵器、電除塵器、水套冷卻器、循環(huán)水泵、循環(huán)水池、布袋收砷器， 沉降室的出口端與一級旋風除塵器的入口端相連，一級旋風除塵器的出口端與二級旋風除塵器的入口端相連，二級旋風除塵器的出口端與電除塵器的入口端相連，電除塵器的出口端與水套冷卻器的入口端的相連，水套冷卻器的另一端分別與循環(huán)水泵、循環(huán)水池及布袋收砷器相連。本發(fā)明為解決高砷金礦焙燒煙氣脫硫問題，還包括脫硫系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)包括一級湍沖洗滌器、一級循湍沖洗滌器環(huán)泵、風機、二級湍沖洗滌器、二級循環(huán)泵，所述布袋收砷器與一級湍沖洗滌器的入口端相連，一級湍沖洗滌器與一級循環(huán)泵相連，一級湍沖洗滌器通過風機與二級湍沖洗滌器相連，一級湍沖洗滌器與一級循環(huán)泵相連，二級湍沖洗滌器與二級循環(huán)泵相連。作為本發(fā)明的進一步改進，本發(fā)明還包括石灰乳制漿系統(tǒng)，石灰乳制漿系統(tǒng)包括石灰乳配制池，所述一級湍沖洗滌器和二級湍沖洗滌器均與石灰乳輸送泵相連，石灰乳輸送泵與石灰乳配制池相連，所述一級湍沖洗滌器和二級湍沖洗滌器均與渣漿池相連。一級湍沖洗滌器和二級湍沖洗滌器外排的洗滌液進入渣漿池(漁漿池中配置攪拌器)。本發(fā)明高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)回收砷的方法，包括如下步驟 a.焙燒煙氣除塵
高溫焙燒煙氣在溫度約380 500°C時首先經沉降室、二級旋風除塵器去除大顆粒煙塵后，再經電除塵器去除細顆粒煙塵，此時電除塵器出口煙氣溫度控制在380 470°C ；本發(fā)明高溫分級除塵，可降低電除塵器的負荷，保證電除塵器運行安全，保證砷在高溫情況下(一般不低于380°C )不結晶，提高回收率。此時電除塵器4出口煙氣溫度控制在380 470°C，煙塵濃度187. 5mg/m3、As2O3濃度1367. 5 mg/m3、SO2濃度8325 mg/m3 (以含砷0. 39%、硫1. 21 %金原礦焙燒煙氣為例)。b.煙氣干法冷卻
經除塵后煙氣進入水套冷卻器，將煙氣從380 470°C冷卻到110 130°C ； c.布袋收砷
經冷卻后煙氣含有大量三氧化二砷晶體顆粒，再進入布袋收砷器回收三氧化二砷產品，布袋收砷器內的三氧化二砷結晶體輸送至包裝機包裝。砷的回收率達98%以上，回收三氧化二砷產品含量95% (干基)。在120°C溫度下三氧化二砷的飽和濃度極低(0. 023g/m3)，有利于提高砷的回收率。為提高布袋收塵效率， 應選用過濾0. 3 0. 4m/s的布袋。本發(fā)明高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)脫硫的方法，包括湍沖洗滌步驟，布袋收砷器煙氣出口溫度約120°C，煙氣進入一級湍沖洗滌器脫硫，再由風機引入二級湍沖洗滌器進一步脫硫。最終排放煙氣中煙塵濃度15mg/m3、As2O3濃度1. 34 mg/m3、SO2濃度83. 3mg/m3。本發(fā)明高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)脫硫的方法，還包括回收硫生產石膏工序，采用質量含量> 80%的石灰粉，石灰粉中Ca與S的質量比為1. 5 2，將石灰粉倒入石灰乳配制池中，啟動安裝在石灰乳配制池中的攪拌器，用水稀釋成10%石灰乳液；石灰乳液經石灰乳輸送泵分別送至一級湍沖洗滌器中的積液槽和二級湍沖洗滌器中的積液槽作為脫硫吸收劑，分別經一級循環(huán)泵和二級循環(huán)泵噴射從一級湍沖洗滌器和二級湍沖洗滌器的上部進入尾氣形成湍沖區(qū)，對尾氣中的SO2進行吸收。本發(fā)明保證了在小型企業(yè)不能進行二氧化硫制酸回收及低濃度二氧化硫不能進行回收利用情況下的煙氣污染治理，同時可進一步降低煙氣中砷的排放量。本發(fā)明改變了現(xiàn)有技術先降溫，再進行二級除塵的工藝，本發(fā)明全部在高溫下除塵再降溫，解決了先降溫導致部分三氧化二砷提前結晶進入二級除塵灰中形成危險固體廢物，降低三氧化二砷的回收率的問題。本發(fā)明采用干法冷卻器(水套冷卻器等)，不存在導致煙氣中水分含量升高，三氧化二砷吸收水分粘度增大堵塞布袋、水蒸汽與煙氣中SO3結合形成稀硫酸腐蝕設備問題。本發(fā)明具有工藝穩(wěn)定、砷回收率高、產品純度高、石膏砷含量低、環(huán)境污染小的優(yōu)點。本發(fā)明單個設備全部為成熟常規(guī)設備，工藝條件易于控制，連續(xù)操作；高砷金礦焙燒煙氣中砷總回收率98%以上，回收三氧化二砷產品含量95% (干基)，除塵率99. 9%以上、脫硫率99 %，焙燒煙氣中砷的總去除可達率99. 9 % (含回收砷)，同時可回收硫生產石膏，實現(xiàn)焙燒煙氣污染物達標且低濃度排放，徹底解決高砷金礦焙燒煙氣環(huán)境污染問題。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式下面的實施方式可以使本專業(yè)技術人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。如圖所示，本發(fā)明高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)，包括回收砷系統(tǒng)，回收砷系統(tǒng)包括沉降室1、一級旋風除塵器2、二級旋風除塵器3、電除塵器4、水套冷卻器5、循環(huán)水泵6、循環(huán)水池7、布袋收砷器8，沉降室1的出口端與一級旋風除塵器2的入口端相連，一級旋風除塵器2的出口端與二級旋風除塵器3的入口端相連，二級旋風除塵器3的出口端與電除塵器4的入口端相連，電除塵器4的出口端與水套冷卻器5的入口端的相連，水套冷卻器5的另一端分別與循環(huán)水泵6、循環(huán)水池7及布袋收砷器8相連。本發(fā)明高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)，還包括脫硫系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)包括一級湍沖洗滌器10、一級循環(huán)泵11、風機12、二級湍沖洗滌器13、二級循環(huán)泵14，所述布袋收砷器8與一級湍沖洗滌器10的入口端相連，一級湍沖洗滌器10與一級循環(huán)泵11相連，一級湍沖洗滌器11通過風機12與二級湍沖洗滌器13相連，一級湍沖洗滌器10與一級循環(huán)泵11相連， 二級湍沖洗滌器13與二級循環(huán)泵14相連。本發(fā)明還包括石灰乳制漿系統(tǒng)，石灰乳制漿系統(tǒng)包括石灰乳配制池15，所述一級湍沖洗滌器10和二級湍沖洗滌器13均與石灰乳輸送泵16相連，石灰乳輸送泵16與石灰乳配制池15相連，所述一級湍沖洗滌器10和二級湍沖洗滌器13均與渣漿池17相連。實施例1 本發(fā)明高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)回收砷的方法，包括如下步驟 a.焙燒煙氣除塵
高溫焙燒煙氣在溫度約380 500°C時，煙塵濃度23437. 5mg/m3、As203濃度1367. 5 mg/ m3、S02濃度8325 mg/m3 (以含砷0. 39%、硫1. 21 %金原礦焙燒煙氣為例)，煙氣首先經沉降室1、二級旋風除塵器2去除大顆粒煙塵后，再經電除塵器4去除細顆粒煙塵，此時電除塵器 4出口煙氣溫度控制在380 470°C;經電除塵器4除塵后煙塵濃度為187. 5mg/m3、As203濃度 1367. 5 mg/m3、SO2 濃度 8325 mg/m3。為了防止煙氣中三氧化二砷提前大量結晶，應保證此時焙燒煙氣中的三氧化二砷有足夠高的飽和濃度(在500°C氣體中三氧化二砷的飽和濃度為8840g/m3，在380°C氣體中三氧化二砷的飽和濃度約為3200g/m3)，選用耐高溫、耐磨蝕和腐蝕的特種金屬或陶瓷材料構造的旋風除塵器，可在溫度高達500°C時的環(huán)境條件下正常運行，同時電除塵器選擇也應耐高溫、耐磨蝕和腐蝕，此時溫度控制在380 470°C。經除塵后煙氣進入水套冷卻器5，將煙氣從380 470°C冷卻到110 130°C，經冷卻后煙氣含有大量三氧化二砷晶體顆粒，再進入布袋收砷器8回收三氧化二砷產品，布袋收砷器8內的三氧化二砷結晶體輸送至包裝機9包裝，砷的回收率達98%以上，回收三氧化二砷產品含量95%(干基)。在120°C溫度下三氧化二砷的飽和濃度極低(0. 023g/m3)，有利于提高砷的回收率。為提高布袋收塵效率，應選用過濾0. 3 0. 4m/s的布袋。b.煙氣干法冷卻
經除塵后煙氣進入水套冷卻器5，將煙氣從380 470°C冷卻到110 130°C ； c.布袋收砷
經冷卻后煙氣含有大量三氧化二砷晶體顆粒，再進入布袋收砷器8回收三氧化二砷產品，布袋收砷器8內的三氧化二砷結晶體輸送至包裝機包裝。實施例2本發(fā)明高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)脫硫的方法，
包括湍沖洗滌步驟，由實施例1中布袋收砷器8出來的煙氣出口溫度約120°C，煙氣進入一級湍沖洗滌器10脫硫，再由風機12引入二級湍沖洗滌器13可以進一步脫硫處理后煙氣達標排放。實施例3 高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)脫硫的方法，為達到更好的效果，采用質量含量> 80%的石灰粉，石灰粉中Ca與S的質量比為1. 5 2，將石灰粉倒入石灰乳配制池15中，啟動安裝在石灰乳配制池15中的攪拌器，用水稀釋成10%石灰乳液；石灰乳液經石灰乳輸送泵16分別送至一級湍沖洗滌器10中的積液槽和二級湍沖洗滌器13中的積液槽作為脫硫吸收劑，分別經一級循環(huán)泵11和二級循環(huán)泵14噴射從一級湍沖洗滌器10和二級湍沖洗滌器13的上部進入尾氣形成湍沖區(qū)，對尾氣中的SO2進行吸收。一級湍沖洗滌器10和二級湍沖洗滌器13外排的洗滌液進入渣漿池17(渣漿池中配置攪拌器)，由渣漿泵18送至板框壓濾機19，得到含水約12-25%的石膏出售給水泥廠。 過濾后的上清液返回石灰乳制漿系統(tǒng)循環(huán)使用。兩級湍沖洗滌器總脫硫率99%、除塵率 92%、除砷率95. 1%。系統(tǒng)氣相壓降< 2500 Pa。最終排放煙氣中煙塵濃度15mg/m3、As2O3濃度1. 34 mg/m3、SO2濃度83. 3mg/m3。
權利要求
1.一種高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)，其特征在于它包括回收砷系統(tǒng)，回收砷系統(tǒng)包括沉降室(1)、一級旋風除塵器(2)、二級旋風除塵器(3)、電除塵器(4)、水套冷卻器(5)、循環(huán)水泵(6)、循環(huán)水池(7)、布袋收砷器(8)，沉降室(1)的出口端與一級旋風除塵器(2)的入口端相連，一級旋風除塵器(2)的出口端與二級旋風除塵器(3)的入口端相連，二級旋風除塵器(3)的出口端與電除塵器(4)的入口端相連，電除塵器(4)的出口端與水套冷卻器(5) 的入口端的相連，水套冷卻器(5)的另一端分別與循環(huán)水泵(6)、循環(huán)水池(7)及布袋收砷器(8)相連。
2.根據權利要求1所述高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)，其特征在于它還包括脫硫系統(tǒng)， 脫硫系統(tǒng)包括一級湍沖洗滌器(10)、一級循環(huán)泵(11)、風機(12)、二級湍沖洗滌器(13)、二級循環(huán)泵(14)，所述布袋收砷器(8)與一級湍沖洗滌器(10)的入口端相連，一級湍沖洗滌器(10)與一級循環(huán)泵(11)相連，一級湍沖洗滌器(11)通過風機(12)與二級湍沖洗滌器 (13)相連，一級湍沖洗滌器(10)與一級循環(huán)泵(11)相連，二級湍沖洗滌器(13)與二級循環(huán)泵(14)相連。
3.根據權利要求2所述高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)，其特征在于它還包括石灰乳制漿系統(tǒng)，石灰乳制漿系統(tǒng)包括石灰乳配制池(15)，所述一級湍沖洗滌器(10)和二級湍沖洗滌器(13)均與石灰乳輸送泵(16)相連，石灰乳輸送泵(16)與石灰乳配制池(15)相連，所述一級湍沖洗滌器(10)和二級湍沖洗滌器(13)均與渣漿池(17)相連。
4.用權利要求1所述高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)回收砷的方法，其特征在于它包括如下步驟a.焙燒煙氣除塵高溫焙燒煙氣在溫度約380 500°C時首先經沉降室(1)、二級旋風除塵器(2)去除大顆粒煙塵后，再經電除塵器(4)去除細顆粒煙塵，此時電除塵器(4)出口煙氣溫度控制在 380 470 ；b.煙氣干法冷卻經除塵后煙氣進入水套冷卻器(5)，將煙氣從380 470°C冷卻到110 130°C ；c.布袋收砷經冷卻后煙氣含有大量三氧化二砷晶體顆粒，再進入布袋收砷器(8)回收三氧化二砷產品，布袋收砷器(8 )內的三氧化二砷結晶體輸送至包裝機包裝。
5.用權利要求2所述高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)脫硫的方法，其特征在于它包括湍沖洗滌步驟，布袋收砷器(8)煙氣出口溫度約120°C，煙氣進入一級湍沖洗滌器(10)脫硫， 再由風機(12)引入二級湍沖洗滌器(13)進一步脫硫處理后煙氣達標排放。
6.根據權利要求5所述高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)脫硫的方法，其特征在于它還包括回收硫生產石膏工序，采用質量含量> 80%的石灰粉，石灰粉中Ca與S的質量比為1. 5 2，將石灰粉倒入石灰乳配制池(15)中，啟動安裝在石灰乳配制池(15)中的攪拌器，用水稀釋成10 %石灰乳液；石灰乳液經石灰乳輸送泵(16)分別送至一級湍沖洗滌器(10)中的積液槽和二級湍沖洗滌器(13)中的積液槽作為脫硫吸收劑，分別經一級循環(huán)泵(11)和二級循環(huán)泵(14)噴射從一級湍沖洗滌器(10)和二級湍沖洗滌器(13)的上部進入尾氣形成湍沖區(qū)，對尾氣中的 SO2進行吸收。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)及回收砷和脫硫方法，主要解決高砷金礦焙燒煙氣中砷資源浪費、濕法處理產生大量含砷危險廢物污染環(huán)境問題。本發(fā)明高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)，包括回收砷系統(tǒng)，回收砷系統(tǒng)包括沉降室、一級旋風除塵器、二級旋風除塵器、電除塵器、水套冷卻器、循環(huán)水泵、循環(huán)水池、布袋收砷器，本發(fā)明還包括脫硫系統(tǒng)，本發(fā)明高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)回收砷的方法，包括焙燒煙氣除塵、煙氣干法冷卻、布袋收砷步驟；本發(fā)明高砷金礦焙燒煙氣治理系統(tǒng)脫硫的方法，包括湍沖洗滌步驟。本發(fā)明具有工藝穩(wěn)定、砷回收率高、產品純度高、石膏砷含量低、環(huán)境污染小的優(yōu)點。
文檔編號B01D50/00GK102350163SQ201110215869
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權日2011年7月29日
發(fā)明者吉鴻安, 吳世洋, 張軍英, 朱來東, 李衛(wèi)東, 王興峰, 許素敏 申請人:西北礦冶研究院