[发明专利]一种综合回收烟气中有价金属的除尘装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于烟气回收利用领域，尤其是涉及一种综合回收烟气中有价金属的除尘装置及方法。

背景技术

现有的火法冶金尾气处理方案中，一般会采用多种除尘措施搭配使用，例如重力除尘、电除尘、布袋除尘等，才能使烟气满足环保排放标准，而上述几种除尘设备若单独使用除尘效果并不佳，但投资又都比较大。

除尘设施收取的烟尘，因为其中含有待冶炼的金属，部分又会返回原料仓，这些烟尘不仅增加了收尘设备的负荷,使能耗增加,对设备维护也非常不利；同时，由于烟尘反复循环,使得原矿的净投入减少,进而使产量受到影响,降低冶炼的直收率,严重影响工厂的经济效益。另外，烟尘中一般含有Zn、Pb等金属，不断的循环富集，会造成炉身和烟道结瘤等危害。即便这些烟尘不返矿，因为其中含有重金属，属于危险固体废物，如何处理也成为一大难题。

有些火法冶炼工艺的烟尘量，甚至可以达到给料量的10％，如何在有效的收取这些烟尘的同时，又能以较小的能耗回收其中的有价金属，特别是Zn、Pb等对某些冶炼过程有害的金属，变废为宝，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种综合回收烟气中有价金属的除尘装置及方法，以解决火法冶炼烟气中的烟尘的除尘和烟尘中有价金属的回收问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种综合回收烟气中有价金属的除尘装置，包括熔池1、反应塔2及上升烟道3；

所述熔池1设置在所述反应塔2的下部，所述反应塔2上设有喷嘴4及烟气进口5；

所述熔池1内设有容纳粗铅合金层11、铁水层12及渣层13的空间，所述熔池1上设有与所述粗铅合金层11、铁水层12及渣层13分别相对应的排铅口8、排铁口10及排渣口9，所述熔池1内还设有连通反应塔2与上升烟道3的连通烟道14，所述连通烟道14位于所述渣层13上方，所述连通烟道14顶端设有若干喷枪7，所述渣层13对应的所述熔池1壁上设有侧吹布置。

根据本发明的一个实施例，所述熔池1包括熔池A及熔池B，所述熔池A及熔池B通过缩紧的连通烟道14连通。

根据本发明的一个实施例，所述连通烟道14纵剖面为倒“V”型。

根据本发明的一个实施例，所述侧吹布置包括多个侧吹喷管6，各所述侧吹喷管6沿所述熔池1横向设置。

根据本发明的一个实施例，所述喷嘴4设置在所述反应塔2侧壁上。

根据本发明的一个实施例，所述烟气进口5与所述喷嘴4垂直设置。

根据本发明的一个实施例，所述烟气进口5与所述喷嘴4同向设置。

根据本发明的一个实施例，所述上升烟道3出口连接一冷凝装置。

一种综合回收烟气中有价金属的高效除尘方法，利用所述综合回收烟气中有价金属的高效除尘装置一步实现烟气除尘及回收有价金属两个目的：

S1：有价金属回收：

烟气通过烟气进口5流入反应塔2中，烟气本身具有余热和还原性气氛，再将含碳燃料、氧气及熔剂经设置在反应塔2的喷嘴4高速喷入反应塔2中，所述反应塔2中形成1000-1300℃高温的、充满CO还原气分的空间，利用烟气中烟尘颗粒粒径小，比表面积大的特性，通过快速的传热、传质和气-固、气-液反应，迅速完成了烟尘中金属氧化物的还原和熔化；

在烟尘落入熔池1后，通过所述侧吹喷管6向熔体中或熔体上空喷吹煤粉和氧气，通过控制侧吹的煤氧比，使熔池1保持强还原环境并为熔池1提供热量使熔池1保持1300-1600℃的高温，未完全还原的金属氧化物继续在熔池1中完成还原，在熔池1中，喷入的熔剂与落入熔池1的烟尘中的酸性氧化物造渣，经分离澄清后，还原出来的金属和液态渣按密度的大小从上到下形成渣层、铁水层和粗铅合金层，烟尘中的被还原的铋、铟等有价金属被铅水捕集后进入粗铅合金层；由于密度差异的原因，金属在高温的熔池1中与渣分离，形成渣层和金属层，烟尘中若含多种金属时，若其中有两种或以上金属量较大，且完全不互溶，会形成多个金属层，渣和金属随后分别从排渣口9、排铅口8及排铁口10排出炉外。

锌等低沸点金属被还原后大部分进入烟气，经上升烟道3后被引入后续的泠凝装置进行回收。

S2：烟尘捕集：

在所述反应塔2中熔化的液滴在下落过程中会吸附附近的小颗粒粉尘，聚集后落入熔池1；

熔池1是液态的熔体环境，从反应塔方向随气流方向而来的烟尘颗粒接触熔池1液面后不断被吸附，其余继续向上升烟道3方向扩散；