[实用新型]一种冶炼烟气中铊的净化及回收装置

说明书

本实用新型公开一种冶炼烟气中铊的净化及回收装置，该装置包括换热器、旋风除尘器、电除尘器、循环吸收池Ⅰ、循环吸收池Ⅱ等，冶金炉、换热器、旋风除尘器、电除尘器依次连通，电除尘器分别与循环吸收池Ⅰ、循环吸收池Ⅱ连通，循环吸收池Ⅰ、循环吸收池Ⅱ汇合后与除雾器连通，除雾器与除湿器连通，除湿器分别与填料塔Ⅰ、填料塔Ⅱ连通，填料塔Ⅰ、填料塔Ⅱ的排料口汇合后分别和循环解析池Ⅰ、循环解析池Ⅱ连通，循环解析池Ⅰ、循环解析池Ⅱ汇合后分别与电解池Ⅰ、电解池Ⅱ连通。本实用新型工艺简单，脱除回收铊效率高，成本低，能富集铊，实现烟气中铊的净化和回收，适于工业化应用和推广。

技术领域

本实用新型涉及一种冶炼烟气中铊的净化及回收装置，属于大气污染技术领域。

背景技术

铊是典型的剧毒重金属元素，对生物体的毒性远远超过了汞、铅、镉，成人致死剂量为12mg/kg，作为典型的分散型元素，铊不单独成矿，主要在铅、锌、砷、铜、锑、汞等多种金属、煤等矿床内富集，形成伴生矿物，并在高温焙烧过程中以Tl（I）的形式被释放出来，所以，铅锌冶炼，铜冶炼等行业是铊污染治理的重点。

在含铊煤炭和含铊矿石燃烧过程中：绝大多数铊以Tl（I）卤素化合物的形式进入气象，少部分以Tl（III）和铊元素形式分散在尾气和渣中。Tl（III）和颗粒态的铊可以通过除尘、湿法洗涤或者干吸附剂注射的方法去除，而Tl（I）由于其低熔点、高平衡蒸汽压以及可溶于水且在大气中平均停留时间长达数年，极易在大气中通过长距离大气输送形成广泛的铊污染，并随着降雨降尘进入水体，伴随食物链进一步富集在生物体内。各国家和地区为了防治铊污染出台并执行了及其严格的标准：如上海市出台大气污染物综合排放标准要求烟气铊含量低于0.2mg/m³。

烟气中的铊具有含量极少而毒性极大的特点，传统工业过程中静电除尘器（ESP）可以有效的捕集烟气中的颗粒物，但由于仅有约8%的铊附着在烟尘中，且Tl（I）粒径极小易，所以ESP对其的脱除效率很低（低于7%）；布袋除尘器FF）对其他重金属脱除能力有独特的效果，但铊脱除率也极低。而湿法脱硫系统（WFGD）对不溶于水的Tl（I）捕获效果不明显，对Tl（III）可脱除效率低（低于30%）。根据国际能源署的数据，中国平均每吨燃煤含铊约100g,一个年产10万吨级别的锌冶炼厂，每年排放超过40吨铊进入大气。选择性催化氧化法可利用铊的挥发特性及Tl（I）中等还原性有选择性地和高效地将其氧化转化为较稳定的Tl（III）催化氧化效率达90%以上（本工艺），降低铊的活性，进而有效脱除，达到深度净化并将废气中的铊资源化利用的目的。

目前，在烟气中气态铊的治理研究中，尚无可以经济高效，环保再生的含铊冶炼烟气处理方法。专利CN101255502 公开了一种气象铊的综合回收工艺与装置，利用硫酸浸出、萃取、反萃、 置换等单元操作，将铊置换出来。但是该工艺过程复杂，多次引入溶液吸附，置换，萃取等方法，成本高昂，且仅适用于铅冶炼行业，推广困难。专利申请CN106929683A公开了用于烟气脱铊的装置，主要包括烟气洗涤塔、多级循环清洗设备、碱液调节池、压滤机、保安过滤器、反渗透膜装置、离子交换柱、光电催化装置、清水收集箱，采用压滤机进行固液分离，最后依次经过保安过滤器、反渗透膜装置、离子交换柱和光电催化装置多重净化，净化效率高，其中，净化水通过清水收集箱在回流至碱液调节池中充当清洗液，实现在线资源化利用。但是该方法未能将Tl（I）转化为Tl（III），并将铊引入到液相，容易造成二次污染，不能回收铊，造成了资源的浪费。

近年来，随着电子技术的不断发展，铊在半导体行业，制药，航天，军事等方面需求越来越大，研发一种净化含铊尾气，并回收铊的工艺则显得越来越重要。在废气铊脱除难度大，需求紧迫而相关研究缺一片空白的形势下，本实用新型能高效，安全且经济地脱除废气中铊，并完成了铊的回收利用能给企业和社会带来巨大的经济利益，具有重大的推广价值。

发明内容