CN103589869A - 从有色金属冶炼烟气中选择性分离三氧化二砷的方法 - Google Patents

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谢兆凤
刘万里
覃小龙
谭霖
柴承平
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Abstract

本发明涉及一种从有色金属冶炼烟气中选择性分离三氧化二砷的方法，属有色金属冶金领域。其核心技术是将烟气温度在500~700℃条件下进入高温膜组件，气体穿过膜滤芯，粉尘在惯性碰撞、拦截或扩散效应下被膜截留吸附，实现气固分离。本发明工艺流程合理、可控、稳定，砷分离率高，提取的砷产品纯度高，冶炼过程中无砷污染。

Description

从有色金属冶炼烟气中选择性分离三氧化二砷的方法
技术领域
本发明涉及一种从有色金属冶炼烟气中选择性分离三氧化二砷的方法，属有色金属冶金领域。
背景技术
近些年来，各国对于砷污染越来越重视，环保要求也越来越高，使得有色冶炼企业对所用精矿中砷的含量有限量要求。但是，由于砷与铜、铅、锌、钴、锡、锑、金和银等金属经常共生在一起，用一般选矿方法是不能彻底分离的，不可避免地有部分砷进入精矿中。有色冶金工业产生的含砷烟尘主要来自铜、铅、锌、钴、锡等重金属提取中含砷矿石的冶炼、焙烧或者废渣烟化回收过程。据统计，砷资源伴    生在金、铅、锌、铜、锡等矿产资源中，每开采1吨其他金属(金除外)，相应带出0.12吨～10.8吨砷。有色金属冶炼行业每年大约排放10.6万吨砷。其中，铜冶炼排放的砷占整个有色金属冶炼行业砷排放总量的80%以上，铅冶炼行业的砷排放量约占6.4%。
目前，有色金属冶炼工业中烟气中的砷进入烟尘中，属于有害固体废物。处理方法有以下几种: 化学方法、生物方法、物理方法。砷固体废物的化学方法处理成本较高，且有的还会产生大气污染。另外，在生物作用下，无机砷转化为挥发性甲基砷后，它的毒性作用会显著增加，所以，目前还没有合适的生物方法处理含砷有害固体废物。
发明内容
本发明主要针对现有技术的不足，提出一种从有色金属冶炼烟气中选择性分离三氧化二砷的方法。该方法在含砷物料冶炼过程中，采用分阶段分离工艺，工艺流程合理、可控、稳定，砷分离率高，提取的砷产品纯度高，冶炼过程中无砷污染。
本发明通过下述技术方案实现技术目标；一种从有色金属冶炼烟气中选择性分离三氧化二砷的方法，它包括下列操作步骤：
（1）按转炉容量填装含砷物料，将炉内升温至200℃并保温60分钟，炉内含砷物料中的水分变成水蒸汽经风机排出；
（2）接上道工序将炉温升至900~1100℃并保温60~120分钟，在此温度条件下含砷物料被氧化成三氧化二砷气体，其它金属被氧化成氧化物；该烟气进入第一表冷器和静电除尘器中净化，净化后的500~700℃高温烟气进入高温膜组件内，低熔点杂质被吸收，然后刮板输送机输出；未吸收的三氧化二砷气体依次进入第二表冷器和布袋除尘器回收。
所述高温膜组件的膜滤芯为陶瓷膜或合金膜，优选为陶瓷膜；陶瓷膜是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而成的非对称膜，呈管状及多通道状，管壁密布微孔。
本发明采用选择性分离砷工艺，分别去除烟气中的固态杂质。烟气温度在500~700℃条件下进入高温膜组件，气体穿过膜滤芯，粉尘在惯性碰撞、拦截或扩散效应下被膜截留吸附，实现气固分离。然后低熔点杂质被刮板输送机输出。本发明中高温膜组件选择性分离三氧化二砷是核心技术，使砷在高温下以三氧化二砷气态方式与其它杂质实现选择性分离。
本发明与现有技术相比的积极技术效果是：采用选择性分离工艺，在各类固态杂质分离后得到的三氧化二砷纯度高，整个工艺过程可控、稳定。而且烟气中三氧化二砷分离率高，避免了后续烟尘处理，很好地解决了有色金属冶炼烟气砷污染的问题。
附图说明
图1是本发明的工艺流程方框图。
具体实施方式
下面按附图所示的工艺流程方框图，并结合实例对本发明作进一步说明。
从有色金属冶炼烟气中提取三氧化二砷的方法，它包括下列操作步骤：
（1）按转炉容量填装含砷物料，将炉内升温至200℃并保温60分钟，炉内含砷物料中的水分变成水蒸汽经风机排出。
（2）接上道工序将炉温升至900~1100℃并保温60~120分钟，在此温度条件下含砷砷物料被氧化成三氧化二砷气体，其它金属被氧化成氧化物，该烟尘顺序进入表冷器和静电除尘器中净化，净化后的高温烟气（500~700℃）进入高温膜组件内，低熔点杂质被吸收，然后刮板输送机输出；未吸收的三氧化二砷气体依次进入第二表冷器和布袋除尘器回收。
实施例用年处理10t含砷物料的转炉做试验，试验过程按上述工艺步骤在不同参数条件下作对比测试。实施例分5组进行，其工艺步骤、工艺参数及实测结果见下表。
实施例工艺参数及实测结果数据表
要素 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
炉温（℃） 900 950 1000 1050 1100
保温时间（℃） 60 90 90 120 120
膜组件进口温度（℃） 500 550 600 650 700
脱砷率（℃） 87.58 90.26 95.65 95.78 95.89
从上表数据可知，实施例按本发明的工艺流程及参数进行试验，其结果均比现有技术有明显的进步，主要技术指标均有所提高，特别是实施例5，脱砷率在95.89%，综合能源消耗考虑，本发明中实施例3最佳，其各项技术指标均处高位且经济性好。

Claims (2)

1.一种从有色金属冶炼烟气中选择性分离三氧化二砷的方法，其特征在于包括下列操作步骤：
（1）按转炉容量填装含砷物料，将炉内升温至200℃并保温60分钟，炉内含砷物料中的水分变成水蒸汽经风机排出；
（2）接上道工序将炉温升至900~1100℃并保温60~120分钟，在此温度条件下含砷物料被氧化成三氧化二砷气体，其它金属被氧化成氧化物；该烟气进入第一表冷器和静电除尘器中净化，净化后的500~700℃高温烟气进入高温膜组件内，低熔点杂质被吸收，然后刮板输送机输出；未吸收的三氧化二砷气体依次进入第二表冷器和布袋除尘器回收。
2.根据权利要求书1所述的一种从有色金属冶炼烟气中选择性分离三氧化二砷的方法，其特征是：所述高温膜组件的膜滤芯为陶瓷膜或合金膜，优选为陶瓷膜；陶瓷膜是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而成的非对称膜，呈管状及多通道状，管壁密布微孔。
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