[發明專利]一種從含砷煙氣中回收砷的方法及系統

有效

• 申請號: 201910602812.6
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110218873B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 劉維;張力攀;梁超;彭紅葵;王成軍;龍森
• 申請（專利權）人: 云南銳異環境科技有限公司
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B30/04
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 李發軍;張鮮

本發明公開了一種從含砷煙氣中回收砷的方法及系統，方法包括以下步驟：S1：含砷煙氣經金屬膜收塵后得到除砷煙塵和氧化砷蒸汽；S2：將氧化砷蒸汽與固體捕集劑混合，冷卻后得到混合固體；S3：將所述混合固體進行真空還原，得到金屬砷和還原渣。氧化砷蒸汽與固體捕集劑混合，捕集劑作為凝結核迅速捕集液態的氧化砷蒸汽，并在混合過程中長大，避免了氧化砷玻璃體的產生。捕集得到的液態的氧化砷通過自然冷卻凝結成氧化砷固體。

技術領域

本發明屬于有色金屬綜合回收技術領域，尤其涉及一種從含砷煙氣中回收砷的方法及系統。

背景技術

全球砷礦資源探明儲量70%集中在中國。砷主要來源于砷和含砷礦石的開采、選礦、冶煉加工等。

砷在元素地球化學分類中屬金屬礦床成礦元素，自然界中的砷大多以硫化物的形式共生或者伴生于金、銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷礦中，目前已經查明的含砷的礦物達300多種。在全球15%的銅資源中，平均每50噸銅中就伴生有1噸砷；在10%的錫資源中，平均每1噸錫中就伴生有10噸砷；在5%的黃金資源中，平均每1噸金中伴生的砷高達2000噸以上。在采礦過程中，每開采1噸有色金屬（金除外），附帶采出的砷為0.12~10.8噸；而每開采1噸黃金，帶出的砷高達1700~21000噸。砷主要是伴生在金屬原料中，其中伴生在有色金屬原料中居多。

有色金屬冶煉過程中，銅、銻、金、鉛、鋅、錫等礦石的冶煉是最重要的砷污染源。研究表明，有色金屬冶煉業每年大約排放10.6萬噸砷。其中銅冶煉排放砷占整個有色冶煉行業排放總量的80%以上，鉛冶煉行業的砷排放量約占6.4%。我國有色冶煉及回收行業，大約60%的砷固化在冶煉渣中形成一般固廢，但還有10萬噸金屬量高砷產生，這里高砷物料如果不能進行安全處置，將會給社會帶來嚴重的安全和環境隱患。

含砷物料在高溫富氧無害化回收其他有價金屬的過程中，砷和其他容易揮發的元素一同進入煙塵，采用金屬膜收塵的過程中，氧化砷以蒸汽形式透過金屬膜收塵，而其他金屬則是以固態形式收集下來。氧化砷透過金屬膜后，如果不采取工藝干預而是逐漸降溫，則在溫度為170-250℃的區間內，會形成類似水玻璃的物質——玻璃砷，玻璃砷粘度很大，容易粘結導致設備堵塞，系統不能正常生產。目前，避免產生這種玻璃砷主要的工藝技術是驟冷，但驟冷設備投資大，操作需要嚴格控制，一旦控制不好，有可能系統還是會被玻璃砷粘結而嚴重影響生產。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種從含砷煙氣中回收砷的方法及系統，以解決砷在自然冷卻過程中產生玻璃砷堵塞設備的問題，可取代驟冷等大投資系統，并具有運行穩定安全，避免系統易癱瘓的優點。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種從含砷煙氣中回收砷的方法，包括以下步驟：

S1：含砷煙氣經收塵后得到除砷煙塵和氧化砷蒸汽；

S2：將氧化砷蒸汽與固體捕集劑混合，冷卻后得到混合固體；

S3：將所述混合固體進行真空還原，得到金屬砷和還原渣。

本發明的關鍵在于：高溫熔煉后的含砷煙氣，溫度一般為450~1000℃，含砷60~300g/m³。氧化砷的熔點為315℃，沸點為457℃，因此高溫熔煉后的砷煙氣中的砷大部分是以氣態氧化砷存在。含砷煙氣在經過收塵工藝之后，溫度會隨收塵時間有所下降。通過收塵所得到的高濃度氧化砷蒸汽溫度下降為350~600℃，為氣液混合相，氧化砷蒸汽與固體捕集劑混合，捕集劑作為凝結核迅速捕集液態的氧化砷蒸汽，并在混合過程中長大，避免了氧化砷玻璃體（玻璃砷）的產生。捕集得到的液態的氧化砷通過自然冷卻凝結成氧化砷固體。

優選采用金屬膜收塵，金屬膜優選Al系金屬間化合物非對稱膜。收塵效果好，能得到比較純凈的氧化砷蒸汽。

作為上述技術方案的進一步改進：