[发明专利]一种从含砷烟气中回收砷的方法及系统

说明书

本发明公开了一种从含砷烟气中回收砷的方法及系统，方法包括以下步骤：S1：含砷烟气经金属膜收尘后得到除砷烟尘和氧化砷蒸汽；S2：将氧化砷蒸汽与固体捕集剂混合，冷却后得到混合固体；S3：将所述混合固体进行真空还原，得到金属砷和还原渣。氧化砷蒸汽与固体捕集剂混合，捕集剂作为凝结核迅速捕集液态的氧化砷蒸汽，并在混合过程中长大，避免了氧化砷玻璃体的产生。捕集得到的液态的氧化砷通过自然冷却凝结成氧化砷固体。

技术领域

本发明属于有色金属综合回收技术领域，尤其涉及一种从含砷烟气中回收砷的方法及系统。

背景技术

全球砷矿资源探明储量70%集中在中国。砷主要来源于砷和含砷矿石的开采、选矿、冶炼加工等。

砷在元素地球化学分类中属金属矿床成矿元素，自然界中的砷大多以硫化物的形式共生或者伴生于金、铜、铅、锌、锡、镍、钴矿中，目前已经查明的含砷的矿物达300多种。在全球15%的铜资源中，平均每50吨铜中就伴生有1吨砷；在10%的锡资源中，平均每1吨锡中就伴生有10吨砷；在5%的黄金资源中，平均每1吨金中伴生的砷高达2000吨以上。在采矿过程中，每开采1吨有色金属（金除外），附带采出的砷为0.12~10.8吨；而每开采1吨黄金，带出的砷高达1700~21000吨。砷主要是伴生在金属原料中，其中伴生在有色金属原料中居多。

有色金属冶炼过程中，铜、锑、金、铅、锌、锡等矿石的冶炼是最重要的砷污染源。研究表明，有色金属冶炼业每年大约排放10.6万吨砷。其中铜冶炼排放砷占整个有色冶炼行业排放总量的80%以上，铅冶炼行业的砷排放量约占6.4%。我国有色冶炼及回收行业，大约60%的砷固化在冶炼渣中形成一般固废，但还有10万吨金属量高砷产生，这里高砷物料如果不能进行安全处置，将会给社会带来严重的安全和环境隐患。

含砷物料在高温富氧无害化回收其他有价金属的过程中，砷和其他容易挥发的元素一同进入烟尘，采用金属膜收尘的过程中，氧化砷以蒸汽形式透过金属膜收尘，而其他金属则是以固态形式收集下来。氧化砷透过金属膜后，如果不采取工艺干预而是逐渐降温，则在温度为170-250℃的区间内，会形成类似水玻璃的物质——玻璃砷，玻璃砷粘度很大，容易粘结导致设备堵塞，系统不能正常生产。目前，避免产生这种玻璃砷主要的工艺技术是骤冷，但骤冷设备投资大，操作需要严格控制，一旦控制不好，有可能系统还是会被玻璃砷粘结而严重影响生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种从含砷烟气中回收砷的方法及系统，以解决砷在自然冷却过程中产生玻璃砷堵塞设备的问题，可取代骤冷等大投资系统，并具有运行稳定安全，避免系统易瘫痪的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种从含砷烟气中回收砷的方法，包括以下步骤：

S1：含砷烟气经收尘后得到除砷烟尘和氧化砷蒸汽；

S2：将氧化砷蒸汽与固体捕集剂混合，冷却后得到混合固体；

S3：将所述混合固体进行真空还原，得到金属砷和还原渣。

本发明的关键在于：高温熔炼后的含砷烟气，温度一般为450~1000℃，含砷60~300g/m³。氧化砷的熔点为315℃，沸点为457℃，因此高温熔炼后的砷烟气中的砷大部分是以气态氧化砷存在。含砷烟气在经过收尘工艺之后，温度会随收尘时间有所下降。通过收尘所得到的高浓度氧化砷蒸汽温度下降为350~600℃，为气液混合相，氧化砷蒸汽与固体捕集剂混合，捕集剂作为凝结核迅速捕集液态的氧化砷蒸汽，并在混合过程中长大，避免了氧化砷玻璃体（玻璃砷）的产生。捕集得到的液态的氧化砷通过自然冷却凝结成氧化砷固体。

优选采用金属膜收尘，金属膜优选Al系金属间化合物非对称膜。收尘效果好，能得到比较纯净的氧化砷蒸汽。

作为上述技术方案的进一步改进：