CN106929683B - 一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置 - Google Patents

一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置，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，其中，压滤机中的滤布采用的是改性膨体过滤纱布，具有耐酸性高、回弹性及过滤性好，压滤产生的残渣通过蒸发干燥器处理，减少残渣的重量比，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。

Description

一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置
技术领域
本发明涉及重金属离子废气处理技术领域，具体涉及一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置。
背景技术
铊(Tl)是第Ⅲ主族中最重的元素，在燃煤、燃油和其它矿石的冶炼过程中很容易进入环境中。铊在自然界中有两种氧化态:Tl+和Tl3+。Tl(I)的化合物性质和碱金属相似，易溶于水。Tl是最毒的稀有分散元素之一，其毒性远超As、Hg、Cd、Pb、Cu，且具有一定的积蓄性，毒性作用可持续较长时间。铊长期累积会导致人体慢性中毒，其临床症状轻者表现为头晕、耳鸣、乏力、食欲下降、头痛、四肢痛、腹痛和神经麻痹，同时还可引发神经炎；重者表现为脱发、双目失明甚至死亡。铊中毒累及全身各系统导致血压升高、心跳过速、心电图异常、蛋白尿、肝功能异常、内分泌异常等铊主要以稀有分散元素赋存于一些特殊硫化物矿和硅酸盐矿物中。经济的发展促使矿产资源开发力度不断加大，在矿产资源利用过程中将包括Tl在内的重金属被释放入环境中，由此引发的环境污染问题日趋严重。黔西南地区由于含铊汞矿开发利用造成的铊环境污染，导致该地区历史上两次大面积范围内数百人发生中毒现象，先后多人死于铊中毒的开采历史中，已显现出明显的铊污染效应原联邦德国也曾发生水泥厂附近居民因食用高铊含量的作物引起较大规模中毒现象。在资源利用过程中，常通过冶炼金属附带回收铊，其直接进入环境的量很少。国际上对铊的研究已有100多年的历史，尤其对资源开发过程带来的含铊粉尘污染，洪水冲刷含铊尾矿造成的土壤与水体污染，以及污染区植物的铊富集效应等方面非常关。铊由于其环境背景值低，一直未引起人们的重视。最近30年随着经济发展，大量含铊资源的利用，使铊环境问题凸显出来。研究数据表明，硫酸生产过程中铊在炉渣、炉灰和炉气尘中的含量依次升高，且洗涤废水中含大量可溶性的铊，通过不同工艺流程最后进入水体的铊约占矿石中25％。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种具有减振防护作用的限位骨科钻孔装置。
本发明的技术方案为：一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置，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，所述烟气洗涤塔的顶部设有进气口，所述多级循环清洗设备通过水管连接在烟气洗涤塔的底部，所述碱液调节池通过水管连接在多级循环清洗设备的前方，所述压滤机通过水管连接在多级循环清洗设备的右侧，所述保安过滤器的上方通过水管连接在压滤机的右边，所述反渗透膜装置通过增压管与保安过滤器的底部连接，所述离子交换柱通过回流管与反渗透膜装置的上部相连，所述光电催化装置通过导流管连接在离子交换柱的下方，所述清水收集箱通过进水管分别与反渗透膜装置底部和光电催化装置相连，清水收集箱通过出水管与碱液调节池相连，所述水管、回流管和出水管上均设有水泵。
进一步的，所述的压滤机右侧通过排渣管连接有蒸发干燥器，由压滤得到的固体物进入所述蒸发干燥器中进行干燥，蒸发干燥器上方设有冷凝管，所述冷凝管与连接在所述保安过滤器上方的水管相通。
进一步的，所述的多级循环清洗设备为间歇式三级逆流清洗，循环清洗时间为50-80min，间歇间隔为30-60s，采用间歇式逆流清洗更加充分。
进一步的，所述碱液调节池的上方设有自控碱液喷淋管，碱液调节池内侧壁设置有PH监测探头，碱液调节PH范围为11-13，设置PH监测探头能够实时调控PH处于准确范围。
进一步的，碱液调节池与多级循环清洗设备之间的水管上设有电磁计量阀，所述碱液调节池中的碱液与所述多级循环清洗设备中的待清洗物的质量比为4-6:1，控制清洗液与待清洗物的质量比在合理范围，既能保证清洗彻底又能节约清洗液。
进一步的，所述的烟气洗涤塔优选的使用动力波洗涤塔，内部的洗涤液为稀硫酸溶液，动力波洗涤塔具有一次性投资少，运行费用低及净化效率高等优点。
进一步的，所述多级循环清洗设备内设有温控器，温度保持范围为40-50℃，温水冲洗有利于炉气中含铊物质溶解。
进一步的，所述压滤机中的滤布采用的是改性膨体过滤纱布。
进一步的，所述的改性膨体过滤纱布的制备方法为：将膨体纱纬线和玻璃纤维经线以数量比为1：2-3织成膨胀纱体，再将聚酯纤维、碳粉及云母粉以质量比为2:1:1混合均匀后填充到所述膨体纱体的缝隙，并用玻纤胶粘合所述缝隙，最后在所述膨胀纱体上下表面涂覆聚四氟乙烯，玻璃纤维耐高温和酸碱，聚酯纤维有一定的弹性，碳粉及云母粉能增强纱布的过滤性能，亲水性的聚四氟乙烯涂覆膜则在一定程度上保证了改性膨体过滤纱布的完整性。
本发明的工作方法为：冶矿炉气通过所述进气口进入所述烟气洗涤塔，利用稀硫酸溶液与炉气反向冲洗得到液体混合物，所述液体混合物通过水管进入所述多级循环清洗设备，所述碱液调节池通过水管和水泵为多级循环清洗设备提供碱性清洗液，循环清洗时间为50-80min，间歇间隔为30-60s，清洗液与待清洗物的质量比为4-6:1，清洗液温度通过所述温控器保持在40-50℃范围内，液体混合物经多级清洗后进入所述压滤机，经压滤机中的改性膨体过滤纱布过滤得到的清液净土所述保安过滤器，过滤得到的残渣通过排渣管进入到所述蒸发干燥器，蒸汽经所述冷凝管冷凝成液体进入保安过滤器，过滤后的液体通过增压管再进入反渗透膜装置处理，经反渗透膜处理后的下层液体通过进水管进入所述清水收集箱，上层液体通过所述回流管进入所述离子交换柱后再通过所述光电催化装置完成光电催化分解，处理后的净化液通过进水管进入清水收集箱，清水收集箱通过出水管为碱液调节池提供清洗液，实现铊的在线资源化回收。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明首先采用动力波洗涤塔对冶矿炉气进行洗涤，一次性投资少，运行费用低并且净化效率高；采用间歇式三级逆流清洗设备，并且使用使用温控器控制清洗液水温使清洗更加充分；采用压滤机进行固液分离，其中，压滤机中的滤布采用的是改性膨体过滤纱布，具有耐酸性高、回弹性及过滤性好的优点，压滤产生的残渣通过蒸发干燥器处理，减少残渣的重量比，并且干残渣更方便运输及储存；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。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
1-烟气洗涤塔、2-多级循环清洗设备、21-电磁计量阀、22-温控器、3-碱液调节池、31-自控碱液喷淋管、32-PH监测探头、4-压滤机、5-保安过滤器、6-反渗透膜装置、7-离子交换柱、8-光电催化装置、9-清水收集箱、10-进气口、11-水管、12-增压管、13-回流管、14-导流管、15-进水管、16-出水管、17-水泵、18-蒸发干燥器、19-冷凝管、20-排渣管。
具体实施方式
为解决以上技术问题，本发明提供一种具有减振防护作用的限位骨科钻孔装置。
本发明的技术方案为：一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置，主要包括烟气洗涤塔1，其中，烟气洗涤塔1优选的使用动力波洗涤塔，内部的洗涤液为稀硫酸溶液，动力波洗涤塔具有一次性投资少，运行费用低及净化效率高等优点；多级循环清洗设备2，其中，多级循环清洗设备2为间歇式三级逆流清洗，循环清洗时间为60min，间歇间隔为45s，采用间歇式逆流清洗更加充分；其中，多级循环清洗设备2内设有温控器22，温度保持范围为45℃，温水冲洗有利于炉气中含铊物质溶解；碱液调节池3，其中，碱液调节池3的上方设有自控碱液喷淋管31，碱液调节池内侧壁设置有PH监测探头32，碱液调节PH范围为11-13，设置PH监测探头能够实时调控PH处于准确范围；其中，碱液调节池3与多级循环清洗设备2之间的水管11上设有电磁计量阀21，碱液调节池3中的碱液与多级循环清洗设备2中的待清洗物的质量比为5:1，控制清洗液与待清洗物的质量比在合理范围，既能保证清洗彻底又能节约清洗液；压滤机4，其中，压滤机4中的滤布采用的是改性膨体过滤纱布；其中，改性膨体过滤纱布的制备方法为：将膨体纱纬线和玻璃纤维经线以数量比为1：2织成膨胀纱体，再将聚酯纤维、碳粉及云母粉以质量比为2:1:1混合均匀后填充到膨体纱体的缝隙，并用玻纤胶粘合缝隙，最后在膨胀纱体上下表面涂覆聚四氟乙烯，玻璃纤维耐高温和酸碱，聚酯纤维有一定的弹性，碳粉及云母粉能增强纱布的过滤性能，亲水性的聚四氟乙烯涂覆膜则在一定程度上保证了改性膨体过滤纱布的完整性。其中，压滤机4右侧通过排渣管20连接有蒸发干燥器18，由压滤得到的固体物进入蒸发干燥器18中进行干燥，蒸发干燥器18上方设有冷凝管19，冷凝管19与连接在保安过滤器5上方的水管11相通；保安过滤器5、反渗透膜装置6、离子交换柱7、光电催化装置8、清水收集箱9，烟气洗涤塔1的顶部设有进气口10，多级循环清洗设备2通过水管11连接在烟气洗涤塔1的底部，碱液调节池3通过水管11连接在多级循环清洗设备2的前方，压滤机4通过水管11连接在多级循环清洗设备2的右侧，保安过滤器5的上方通过水管11连接在压滤机4的右边，反渗透膜装置6通过增压管12与保安过滤器5的底部连接，离子交换柱7通过回流管13与反渗透膜装置6的上部相连，光电催化装置8通过导流管14连接在离子交换柱7的下方，清水收集箱9通过进水管15分别与反渗透膜装置6底部和光电催化装置8相连，清水收集箱9通过出水管16与碱液调节池3相连，水管11、回流管13和出水管16上均设有水泵17。
本发明的工作方法为：冶矿炉气通过进气口10进入烟气洗涤塔1，利用稀硫酸溶液与炉气反向冲洗得到液体混合物，液体混合物通过水管11进入多级循环清洗设备2，碱液调节池3通过水管11和水泵17为多级循环清洗设备2提供碱性清洗液，循环清洗时间为60min，间歇间隔为45s，清洗液与待清洗物的质量比为5:1，清洗液温度通过温控器22保持在45℃范围内，液体混合物经多级清洗后进入压滤机4，经压滤机4中的改性膨体过滤纱布过滤得到的清液净土保安过滤器5，过滤得到的残渣通过排渣管20进入到蒸发干燥器18，蒸汽经冷凝管19冷凝成液体进入保安过滤器5，过滤后的液体通过增压管12再进入反渗透膜装置6处理，经反渗透膜处理后的下层液体通过进水管15进入清水收集箱9，上层液体通过回流管13进入离子交换柱7后再通过光电催化装置8完成光电催化分解，处理后的净化液通过进水管15进入清水收集箱9，清水收集箱9通过出水管16为碱液调节池3提供清洗液，实现铊的在线资源化回收。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置，其特征在于，主要包括烟气洗涤塔(1)、多级循环清洗设备(2)、碱液调节池(3)、压滤机(4)、保安过滤器(5)、反渗透膜装置(6)、离子交换柱(7)、光电催化装置(8)、清水收集箱(9)，所述烟气洗涤塔(1)的顶部设有进气口(10)，所述多级循环清洗设备(2)通过水管(11)连接在烟气洗涤塔(1)的底部，所述碱液调节池(3)通过水管(11)连接在多级循环清洗设备(2)的前方，所述压滤机(4)通过水管(11)连接在多级循环清洗设备(2)的右侧，所述保安过滤器(5)的上方通过水管(11)连接在压滤机(4)的右边，所述反渗透膜装置(6)通过增压管(12)与保安过滤器(5)的底部连接，所述离子交换柱(7)通过回流管(13)与反渗透膜装置(6)的上部相连，所述光电催化装置(8)通过导流管(14)连接在离子交换柱(7)的下方，所述清水收集箱(9)通过进水管(15)分别与反渗透膜装置(6)底部和光电催化装置(8)相连，清水收集箱(9)通过出水管(16)与碱液调节池(3)相连，所述水管(11)、回流管(13)和出水管(16)上均设有水泵(17)。
2.如权利要求1所述的一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置，其特征在于，所述的压滤机(4)右侧通过排渣管(20)连接有蒸发干燥器(18)，由压滤得到的固体物进入所述蒸发干燥器(18)中进行干燥，蒸发干燥器(18)上方设有冷凝管(19)，所述冷凝管(19)与连接在所述保安过滤器(5)上方的水管(11)相通。
3.如权利要求1所述的一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置，其特征在于，所述的多级循环清洗设备(2)为间歇式三级逆流清洗，循环清洗时间为50-80min，间歇间隔为30-60s。
4.如权利要求1所述的一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置，其特征在于，所述碱液调节池(3)的上方设有自控碱液喷淋管(31)，碱液调节池内侧壁设置有pH监测探头(32)，碱液调节pH范围为11-13。
5.如权利要求1所述的一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置，其特征在于，碱液调节池(3)与多级循环清洗设备(2)之间的水管(11)上设有电磁计量阀(21)，所述碱液调节池(3)中的碱液与所述多级循环清洗设备(2)中的待清洗物的质量比为4-6:1。
6.如权利要求1所述的一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置，其特征在于，所述的烟气洗涤塔(1)优选的使用动力波洗涤塔，内部的洗涤液为稀硫酸溶液。
7.如权利要求1所述的一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置，其特征在于，所述多级循环清洗设备(2)内设有温控器(22)，温度保持范围为40-50℃。
8.如权利要求1所述的一种冶矿炉气中铊的在线资源化回收装置，其特征在于，所述压滤机(4)中的滤布采用的是改性膨体过滤纱布。
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