CN107663587A - 净化含砷烟尘的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种净化含砷烟尘的系统和方法，该系统包括：混料装置，具有含砷烟尘入口、添加剂入口、还原剂入口、粘结剂入口和混合物料出口；成型装置，具有混合物料入口和成型球团出口；烘干装置，具有成型球团入口和干燥球团出口；转底炉，包括：布料区、预热区、补风增压区、中温区、高温区和出料区；干燥球团入口；含三氧化二砷烟气出口；含铅锌烟气出口；热态焙烧产物出口；砷收集装置，具有含三氧化二砷烟气入口、粗三氧化二砷出口和脱砷烟气出口；换热装置，具有含铅锌烟气入口和换热后烟气出口；脱硫塔具有换热后烟气入口、脱砷烟气入口、臭氧入口和混合烟气出口；布袋收尘器，具有混合烟气入口、含铅锌粉尘出口和净化烟气出口。

Description

净化含砷烟尘的系统和方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体而言，本发明涉及净化含砷烟尘的系统和方法。

背景技术

有色冶金工业产生的烟尘主要来自铜、铅、锌、钴、锡等重金属提取中含砷矿石的冶炼、焙烧或废渣烟化回收过程。其中，铜烟尘中含有Cu、Pb、Zn等多种有价金属，化学成分复杂，且铜烟尘如果直接返回铜冶炼系统，不仅会大大增加入炉原料的杂质含量，恶化炉况，降低炉子的处理能力，而且As、Bi、Zn等杂质的循环累积将直接影响电铜质量。此外，As还将影响制酸触媒的使用寿命进而降低SO₂的转化率和硫酸产品质量。因此，将铜烟尘从铜冶炼系统中开路处理、综合回收有价金属十分必要。

目前，国内冶炼企业多采用“湿法+火法”联合工艺对冶炼烟尘进行处理，即先采用水或稀硫酸浸出烟灰中的Cu、Zn等有价元素，再分别加以回收；浸出渣(主要含铅)作为配料返回冶炼系统，火法回收Pb等金属。工艺流程为：烟尘一酸浸一沉铜一除铁砷一蒸发结晶沉锌一七水硫酸锌，得到的浸出渣送火法工序回收铅，海绵铜送铜系统，铁砷渣堆存，七水硫酸锌外售。但该工艺还存在一些问题：铅、铜冶炼烟尘在湿法处理过程中，砷的浸出率不高，只有20％-30％，其余大部分砷残留于浸出渣中，通过配料系统又返回火法工序，循环可使得烟尘中砷含量高达40％-45％，危害正常生产；由于一部分形式的铜难溶于酸不容易被浸出，残留于浸出渣中，使得铜回收率降至60％-65％；火法工序中产生大量含硫烟气，不可避免地产生大量低浓度、且无制酸价值的SO₂废气，此种SO₂废气是目前造成大气污染最为严重的工业废气之一，也是较难有效治理的工业废气。

因此，现有处理烟尘的技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种净化含砷烟尘的系统和方法。该系统可以实现含砷烟尘中砷、锌、铅和铜等有价金属的高效回收，从而实现含砷烟尘的资源化利用，并且综合利用含铅锌烟气中的铅和锌与经砷收集后的烟气中的二氧化硫，实现了烟气的低硫无害化排放。

在本发明的一个的方面，本发明提出了一种净化含砷烟尘的系统，根据本发明的实施例，该系统包括：

混料装置，所述混料装置具有含砷烟尘入口、添加剂入口、还原剂入口、粘结剂入口和混合物料出口；

成型装置，所述成型装置具有混合物料入口和成型球团出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；

烘干装置，所述烘干装置具有成型球团入口和干燥球团出口，所述成型球团入口与所述成型球团出口相连；

转底炉，所述转底炉包括：

可转动炉底；

环形炉膛，沿着所述炉底转动方向，所述环行炉膛内被挡墙依次分隔为布料区、预热区、补风增压区、中温区、高温区和出料区；

第一烟道，所述第一烟道布置在所述预热区；

第二烟道，所述第二烟道布置在所述中温区；

出料装置，所述出料装置布置在所述出料区；

补风增压烧嘴，所述补风增压烧嘴布置在所述补风增压区；

燃气烧嘴，所述燃气烧嘴布置在所述预热区、所述中温区和所述高温区；

干燥球团入口，所述干燥球团入口布置在所述布料区，并且所述干燥球团入口与所述干燥球团出口相连；

含三氧化二砷烟气出口，所述含三氧化二砷烟气出口布置在所述预热区且与所述第一烟道相连；

含铅锌烟气出口，所述含铅锌烟气出口布置在所述中温区且与所述第二烟道相连；

热态焙烧产物出口，所述热态焙烧产物出口布置在所述出料区；

砷收集装置，所述砷收集装置具有含三氧化二砷烟气入口、粗三氧化二砷出口和脱砷烟气出口，所述含三氧化二砷烟气入口与所述含三氧化二砷烟气出口相连；

换热装置，所述换热装置具有含铅锌烟气入口和换热后烟气出口，所述含铅锌烟气入口与所述含铅锌烟气出口相连；

脱硫塔，所述脱硫塔具有换热后烟气入口、脱砷烟气入口、臭氧入口和混合烟气出口，所述换热后烟气入口与所述换热后烟气出口相连，所述脱砷烟气入口与所述脱砷烟气出口相连；

布袋收尘器，所述布袋收尘器具有混合烟气入口、含铅锌粉尘出口和净化烟气出口，所述混合烟气入口与所述混合烟气出口相连。

根据本发明实施例的净化含砷烟尘的系统，通过将含砷烟尘与添加剂、还原剂和粘结剂混合成型烘干后送至转底炉焙烧，在转底炉内，挡墙将环行炉膛依次分隔为布料区、预热区、补风增压区、中温区、高温区和出料区，一方面可以保持各区域的温度，一方面可避免布料区的灰尘和出料区的烟尘进入焙烧区域，同时可保证预热区的含三氧化二砷烟气与中温区的含铅锌烟气不相互串流，从而保证两者的品质，同时通过在补风增压区内布置补风增压烧嘴，在焙烧时吹入大量高温空气，使得该区域的气压高于预热区和中温区，依靠气压和挡墙，可将预热区与中温区的烟气严格隔绝，从而进一步保证含三氧化二砷烟气与含铅锌烟气的品质，在中温区与高温区中，随着温度的升高，添加剂开始与砷发生反应，生成化学性质稳定的Ca₃(AsO₄)₂，砷残留于渣中，实现对含砷化合物的无害化处理，同时在添加剂的作用下，铅、锌化合物被还原，形成铅锌挥发物进入烟气中，由第二烟道被抽离出转底炉，实现了与球团中其他物质的有效分离；含砷烟尘中铜以硫酸盐、氧化物、砷酸盐、硫化物、金属等多种形式存在，在焙烧时，不同形式的铜在添加剂与还原剂的作用均能被还原成铜单质。由此，可实现铜、砷和铅锌的有效分离。在脱硫塔中利用含铅锌烟气中的铅和锌，在臭氧的作用下，可将转底炉得到的含三氧化二砷烟气经收砷后得到的脱砷烟气中的二氧化硫除去，得到可直接排放的达标净化烟气，同时可将含铅锌烟气中以氧化态存在的铅和锌重新以化学性质更稳定的硫酸锌和硫酸铅固定在含铅锌粉尘中，实现了烟气的综合利用，且对实现资源充分回收利用、提高铅铜等冶炼企业的经济效益具有重要意义。

另外，根据本发明上述实施例的净化含砷烟尘的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，上述净化含砷烟尘的系统进一步包括：酸浸装置，所述酸浸装置具有含铅锌粉尘入口、硫酸入口和浸出浆液出口，所述含铅锌粉尘入口与所述含铅锌粉尘出口相连；固液分离装置，所述固液分离装置具有浸出浆液入口、粗硫酸铅出口和硫酸锌溶液出口，所述浸出浆液入口与所述浸出浆液出口相连；浓缩结晶装置，所述浓缩结晶装置具有硫酸锌溶液入口、粗硫酸锌晶体出口和母液出口，所述硫酸锌溶液入口与所述硫酸锌溶液出口相连，所述母液出口与所述硫酸入口相连。由此，可实现铅和锌的高效回收。

在本发明的一些实施例中，上述净化含砷烟尘的系统进一步包括：湿磨装置，所述湿磨装置具有热态焙烧产物入口和矿浆出口，所述热态焙烧产物入口与所述热态焙烧产物出口相连；重选装置，所述重选装置具有矿浆入口、含砷渣出口和铜精矿出口，所述矿浆入口与所述矿浆出口相连。由此，可实现有价金属铜的高效回收。

在本发明的一些实施例中，所述布料区、所述预热区、所述补风增压区、所述中温区、所述高温区和所述出料区相对于环行炉膛圆心所对应的圆心角的角度分别为15～22度、80～140度、0.5～10度、40～80度、100～160度和15～30度。由此，可以实现铜、砷和铅锌的有效回收。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述净化含砷烟尘的系统净化含砷烟尘的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将含砷烟尘、添加剂、还原剂和粘结剂供给至所述混料装置中进行混合处理，以便得到混合物料；

(2)将所述混合物料供给至所述成型装置中进行成型处理，以便得到成型球团；

(3)将所述成型球团供给至所述烘干装置中进行干燥处理，以便得到干燥球团；

(4)将所述干燥球团供给至所述转底炉的所述布料区，并随着所述环形炉底的转动依次经过所述预热区、所述补风增压区、所述中温区、所述高温区和所述出料区，以便得到含三氧化二砷烟气、含铅锌烟气和热态焙烧产物；

(5)将所述含三氧化二砷烟气供给至所述砷收集装置中进行砷收集处理，以便得到粗三氧化二砷和脱砷烟气；

(6)将所述含铅锌烟气供给至所述换热装置中进行换热处理，以便得到换热后烟气；

(7)将所述换热后烟气、所述脱砷烟气和臭氧供给至所述脱硫装置中进行脱硫反应，以便得到混合烟气；

(8)将所述混合烟气供给至所述布袋收尘器中进行收尘处理，以便得到含铅锌粉尘和净化烟气。

根据本发明实施例的净化含砷烟尘的方法，通过将含砷烟尘与添加剂、还原剂和粘结剂混合成型烘干后送至转底炉焙烧，在转底炉内，挡墙将环行炉膛依次分隔为布料区、预热区、补风增压区、中温区、高温区和出料区，一方面可以保持各区域的温度，一方面可避免布料区的灰尘和出料区的烟尘进入焙烧区域，同时可保证预热区的含三氧化二砷烟气与中温区的含铅锌烟气不相互串流，从而保证两者的品质，同时通过在补风增压区内布置补风增压烧嘴，在焙烧时吹入大量高温空气，使得该区域的气压高于预热区和中温区，依靠气压和挡墙，可将预热区与中温区的烟气严格隔绝，从而进一步保证含三氧化二砷烟气与含铅锌烟气的品质，在中温区与高温区中，随着温度的升高，添加剂开始与砷发生反应，生成化学性质稳定的Ca₃(AsO₄)₂，砷残留于渣中，实现对含砷化合物的无害化处理，同时在添加剂的作用下，铅、锌化合物被还原，形成铅锌挥发物进入烟气中，由第二烟道被抽离出转底炉，实现了与球团中其他物质的有效分离；含砷烟尘中铜以硫酸盐、氧化物、砷酸盐、硫化物、金属等多种形式存在，在焙烧时，不同形式的铜在添加剂与还原剂的作用均能被还原成铜单质。由此，可实现铜、砷和铅锌的有效分离。在脱硫塔中利用含铅锌烟气中的铅和锌，在臭氧的作用下，可将转底炉得到的含三氧化二砷烟气经收砷后得到的脱砷烟气中的二氧化硫除去，得到可直接排放的达标净化烟气，同时可将含铅锌烟气中以氧化态存在的铅和锌重新以化学性质更稳定的硫酸锌和硫酸铅固定在含铅锌粉尘中，实现了烟气的综合利用，且对实现资源充分回收利用、提高铅铜等冶炼企业的经济效益具有重要意义。

另外，根据本发明上述实施例的净化含砷烟尘的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，上述净化含砷烟尘的方法进一步包括：(9)将所述含铅锌粉尘和硫酸供给至所述酸浸装置中进行酸浸处理，以便得到浸出浆液；(10)将所述浸出浆液供给至所述固液分离装置中进行固液分离，以便得到粗硫酸铅和硫酸锌溶液；(11)将所述硫酸锌溶液供给至所述浓缩结晶装置中进行浓缩结晶处理，以便得到粗硫酸锌晶体和母液，并将所述母液返回至步骤(9)中的所述酸浸装置。由此，可实现铅和锌的高效回收。

在本发明的一些实施例中，上述净化含砷烟尘的方法进一步包括：(12)将所述热态焙烧产物供给至所述湿磨装置中进行湿磨处理，以便得到矿浆；(13)将所述矿浆供给至所述重选装置中进行重选处理，以便得到含砷渣和铜精矿。由此，可实现有价金属铜的高效回收。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述含砷烟尘与所述添加剂、所述还原剂和所述粘结剂的混合质量比为100：(10～35)：(15～40)：(0.5-10)。由此，可以实现铜、砷和铅锌的有效回收。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的净化含砷烟尘的系统结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的净化含砷烟尘的转底炉俯视图；

图3是根据本发明再一个实施例的净化含砷烟尘的系统结构示意图；

图4是根据本发明又一个实施例的净化含砷烟尘的系统结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的净化含砷烟尘的方法流程示意图；

图6是根据本发明再一个实施例的净化含砷烟尘的方法流程示意图；

图7是根据本发明又一个实施例的净化含砷烟尘的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的一个的方面，本发明提出了一种净化含砷烟尘的系统，根据本发明的实施例，参考图1，该系统包括：混料装置100、成型装置200、烘干装置300和转底炉400、砷收集装置500、换热装置600、脱硫塔700和布袋收尘器800。

根据本发明的实施例，混料装置100具有含砷烟尘入口101、添加剂入口102、还原剂入口103、粘结剂入口104和混合物料出口105，且适于将含砷烟尘、添加剂、还原剂和粘结剂进行混合处理，以便得到混合物料。由此，有利于含砷烟尘与添加剂、还原剂和粘结剂混合均匀，从而实现后续转底炉内含砷烟尘焙烧充分。

根据本发明的一个实施例，含砷烟尘中砷含量不低于3wt％，锌和铅的总含量不低于2wt％。优选的，含砷烟尘中的砷50％以上以氧化物形式存在。具体的，本工艺主要针对高砷烟尘，为减少砷在铅、锌等产品中的富集，如果有价金属回收价值不高，会影响该工艺的经济性。由此，采用本发明的含砷烟尘有利于提高工艺的经济性。

根据本发明的再一个实施例，含砷烟尘与添加剂、还原剂和粘结剂的混合质量比为100：(10～30)：(15～40)：(0.5-10)。发明人发现，添加剂在反应时，分解吸热，若添加剂用量过多，则能耗增加，且造成添加剂的浪费；若添加剂过少，则在中、高温区对砷挥发的抑制作用变弱，砷容易进入烟气，影响铅锌粉尘质量。若还原剂过少，则含砷烟尘中的铅、锌和铜还原不完全，回收率低；若还原剂过多，则造成还原剂的浪费。粘结剂可提高球团的成球性和球团强度，当粘结剂用量较少时，球团强度差，易碎裂，影响球团还原效果，最终影响铜、铅、锌等有价金属的总回收率；当粘结剂用量较多时，造成粘结剂的浪费，且增加工艺成本。

根据本发明的又一个实施例，添加剂可以为石灰石、大理石、白云石、方解石、霰石、白垩和菱镁矿中的至少之一，其中，优选方解石和白云石。发明人发现，该类添加剂在温度较低时(700摄氏度以下)即预热区基本不与砷反应，不会影响砷氧化物的挥发，而其在温度较高时(达到1000摄氏度)即中温区和高温区，可分解出氧化钙，可促进铜、铅、锌等还原为单质，由此，有利于后续铜、铅和锌的分别回收利用。

根据本发明的又一个实施例，还原剂可以为烟煤、焦煤、石墨、煤泥、无烟煤、兰炭、焦炭和褐煤中的至少之一。具体的，还原剂主要起到还原有价金属的作用，优选灰分含量小于25wt％。由此，可将含砷烟尘中的铅、锌和铜还原充分，提高各自的回收率。

根据本发明的又一个实施例，粘结剂可以为淀粉、腐植酸钠、羧甲基纤维素钠、沥青、果胶、膨润土、黏土、高岭土和赤泥中的至少之一。由此，可以保证所得成型球团具有较高的强度，从而适于转底炉内的还原焙烧。

根据本发明的实施例，成型装置200具有混合物料入口201和成型球团出口202，混合物料入口201与混合物料出口105相连，且适于将混合物料进行成型处理，以便得到成型球团。由此，可进一步增加混合物料中各成分的接触面积，从而提高后续转底炉内含砷烟尘与还原剂和添加剂的反应速率，节约转底炉能耗。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对成型球团的粒径大小和形状进行选择，例如成型球团的形状可以为扁平状、枕头状或球状。

根据本发明的实施例，烘干装置300具有成型球团入口301和干燥球团出口302，成型球团入口301与成型球团出口202相连，且适于将成型球团进行干燥处理，以便得到干燥球团。具体的，干燥球团的含水率小于0.5wt％，通过将成型球团烘干，可避免球团在转底炉焙烧过程中发生爆裂，保证焙烧效果。

根据本发明的实施例，参考图1和图2，转底炉400包括：可转动炉底41、环形炉膛42、挡墙43、第一烟道44、第二烟道45、出料装置46、补风增压烧嘴47、燃烧烧嘴48、干燥球团入口401、含三氧化二砷烟气出口402、含铅锌烟气出口403和热态焙烧产物出口404。

根据本发明的一个实施例，沿着炉底41转动方向，环行炉膛42内被挡墙43依次分隔为布料区410、预热区420、补风增压区430、中温区440、高温区450和出料区460，由此随着环形炉底的转动使得步入布料区的干燥球团依次经过预热区、补风增压区、中温区、高温区和出料区；并且在转底炉内，采用挡墙将环行炉膛依次分隔为布料区、预热区、补风增压区、中温区、高温区和出料区，一方面可以保持各区域的温度，一方面可避免布料区的灰尘和出料区的烟尘进入焙烧区域，同时可保证预热区的含三氧化二砷烟气与中温区的含铅锌烟气不相互串流，从而保证两者的品质。

根据本发明的再一个实施例，第一烟道44布置在预热区420。具体的，在预热区中，干燥球团中的部分三氧化二砷挥发进入烟气，同时在还原剂的作用了部分砷盐和五氧化二砷，还原成三氧化二砷并挥发进入烟气，由第一烟道被抽离出转底炉，三氧化二砷的去除率不小于90％，在此区域内剩余难以还原脱出的砷和铅、锌随着球团进入补风增压区；并且第一烟道可以布置在预热区的侧壁上。

根据本发明的又一个实施例，第二烟道45布置在中温区440。具体的，在中温区与高温区中，随着温度的升高，添加剂开始与砷发生反应，生成化学性质稳定的Ca₃(AsO₄)₂，残留于渣中，实现对含砷化合物的无害化处理，同时在添加剂的作用下，球团中的铅、锌化合物被还原，形成铅锌挥发物进入烟气中，由第二烟道被抽离出转底炉，实现了与球团中的其他物质有效分离，烟尘中铜以硫酸盐、氧化物、砷酸盐、硫化物、金属等多种形式存在，在焙烧时，不同形式的铜在添加剂与还原剂的作用均能被还原成铜单质；并且第二烟道可以布置在中温区的侧壁上。

根据本发明的又一个实施例，出料装置46布置在出料区460，从而有利于将得到的热态焙烧产物顺利排出转底炉。

根据本发明的又一个实施例，补风增压烧嘴47布置在补风增压区430。具体的，补风增压区将预热区的含三氧化二砷烟气与中高温区的含铅锌烟气各自吹回，分隔开来，避免烟气相互污染，同时补风增压区为氧化气氛，将剩余难以还原脱出的砷进行氧化，重新固定在球团中。

根据本发明的又一个实施例，燃气烧嘴48布置在预热区420、中温区440和高温区450，从而通过燃气烧嘴可同时向炉膛内喷入空气和可燃气体，燃烧产生火焰，从而加热焙烧物料。

根据本发明的又一个实施例，干燥球团入口401布置在布料区410，并且干燥球团入口401与干燥球团出口302相连，且适于将干燥装置得到的干燥球团供给至转底炉布料区。

根据本发明的又一个实施例，含三氧化二砷烟气出口402布置在预热区420且与第一烟道44相连，且适于将经第一烟道收集的含三氧化二砷氧气排出转底炉。

根据本发明的又一个实施例，含铅锌烟气出口403布置在中温区440且与第二烟道45相连，且适于将经第二烟道收集的含铅锌烟气排出转底炉。

根据本发明的又一个实施例，热态焙烧产物出口404布置在出料区460，且适于将得到的热态焙烧产物排出转底炉。

根据本发明的又一个实施例，布料区布料厚度为10-50mm。发明人发现，若料层过厚，会影响料层之间的热传递，使得底层球团受热慢温度低，导致球团焙烧不完全，影响焙烧效果。

根据本发明的又一个实施例，布料区、预热区、补风增压区、中温区、高温区和出料区相对于环行炉膛圆心所对应的圆心角的角度分别为15～22度、80～140度、0.5～10度、40～80度、100～160度和15～30度。发明人发现，若布料区角度过小，空间位置过窄，不利于放置布料器进行均匀布料；若布料区角度过大则造成空间浪费。若预热区角度过小，则球团停留时间短，砷挥发不完全，砷回收率低；若预热区角度过大，则砷已挥发完全，造成空间和热量的浪费。若补风增压区角度过小，则分隔两边气体的操作难以控制；若补风增压区的角度过大则造成空间和热量的浪费。中温区与高温区主要用于焙烧还原铅、锌、铜等金属，若高温区角度过小，则球团还原不完全，铜铅锌等金属回收率低；若高温区角度过大则造成空间浪费。若中温区角度过小，则球团升温时间过短，升温速率有限，无法衔接高温区域，导致高温区域温度低，球团还原不充分。出料区角度的大小决定出料是否方便，若出料区角度过大会造成空间和热量的浪费。

根据本发明的又一个实施例，预热区的温度可以为350～700摄氏度，中温区的温度可以为700～1000摄氏度，高温区的温度可以为1000～1180摄氏度。发明人发现，若预热区温度过高，则铅锌易形成挥发物进入烟气中，进而污染三氧化二砷粉尘；若预热区温度过低则砷挥发不完全，回收率低。若中温区和高温区的温度过低，则球团还原不完全，铜铅锌铁回收率低；若中温区和高温区的温度过高，则造成能量浪费。

根据本发明的又一个实施例，预热区的气压为-5～50Pa，补风增压区的气压为200-2000Pa，中温区的气压为-5～50Pa。发明人发现，当预热区和中温区的气压比补风增压区低时，方便预热区和中温区的烟气排除转底炉，避免外溢和乱窜到其他区域。若补风增压区气压过低，则无法隔绝预热区和中温区烟气，使得两个区域的烟气相互污染影响品质；若补风增压区的气压过高，则易将球团吹动，滚入炉底水封槽内。

根据本发明的实施例，砷收集装置500具有含三氧化二砷烟气入口501、粗三氧化二砷出口502和脱砷烟气出口503，含三氧化二砷烟气入口501与含三氧化二砷烟气出口402相连，且适于将含三氧化二砷烟气进行收集处理，以便得到粗三氧化二砷和烟气。具体的，含三氧化二砷烟气经砷收集装置收砷后可得到三氧化二砷含量大于90％的粗三氧化二砷，脱砷后的烟气中含有大量的氮氧化物和二氧化硫等有害气体，不可直接排放。

根据本发明的实施例，换热装置600具有含铅锌烟气入口601和换热后烟气出口602，含铅锌烟气入口601与含铅锌烟气出口403相连，且适于将含铅锌烟气进行换热处理，以便得到换热后烟气。发明人发现，因含铅锌烟气为来自转底炉中温和高温区，温度较高，在进行换热处理前通常会在出第二烟道时进行掺冷风处理，即补入冷空气，然后再采用换热装置对含铅锌烟气的余热进行利用，如此一方面可回收热量、节能降耗，一方面可快速降低含铅锌烟气的温度，方便后续含铅锌烟气的净化处理以及降低含铅锌粉尘的收集难度。

根据本发明的实施例，脱硫塔700具有换热后烟气入口701、脱砷烟气入口702、臭氧入口703和混合烟气出口704，换热后烟气入口701与换热后烟气出口602相连，脱砷烟气入口702与脱砷烟气出口503相连，且适于将换热后烟气、烟气和臭氧进行脱硫反应，以便得到混合烟气。发明人发现，脱砷烟气中含有大量的氮氧化物和二氧化硫等有害气体，无法直接排放，而换热后烟气中主要含有氧化铅和氧化锌固体颗粒。工业上一般采用氧化锌粉制浆脱硫，并控制反应温度在270摄氏度，但ZnSO₃·5H₂O和PbSO₃·5H₂O容易分解，因此该方法脱硫效果较差且效率较低。二氧化硫气体可与氧化锌和氧化铅发生下列反应：

2ZnO+2SO₂+5H₂O→2ZnSO₃·5H₂O

2ZnSO₃+O₂→2ZnSO₄

2PbO+2SO₂+5H₂O→2PbSO₃·5H₂O

2PbSO₃+O₂→2PbSO₄

在本工艺中，通过向脱硫塔中通入臭氧，可改变脱硫塔内的反应进行，臭氧可与二氧化硫发生如下反应：O₃+SO₂+H₂O→H₂SO₄+O₂，且氧化锌和氧化铅可与H₂SO₄快速反应，生成化学性质更稳定的硫酸锌，硫酸锌和硫酸铅的分解温度高度680摄氏度，对于本工艺中温度为50-350摄氏度的脱硫塔来说，硫酸锌和硫酸铅的性质很稳定，即在脱硫塔内，通入臭氧后，可改变氧化锌颗粒和氧化铅颗粒与二氧化硫的反应进程，发生高级氧化反应，生成化学性质更稳定的硫酸锌和硫酸铅，臭氧的通入使得整个反应的速率明显加快，脱砷烟气的脱硫效率更高、速率更快。脱硫塔内主要发生的化学反应有：

3ZnO+3SO₂+O₃→3ZnSO₄

3ZnO+3SO₂+O₃→3ZnSO₄

根据本发明的一个实施例，脱砷烟气中二氧化硫的含量可以为0.05-4％，臭氧气体的浓度可以为0.4-10％。由此，可显著提高脱硫塔内的脱硫速度，同时减少本工艺的能耗。

根据本发明的再一个实施例，换热后烟气中氧化铅和氧化锌的总含量与收砷后得到的脱砷烟气的二氧化硫的摩尔比可以大于1.1：1，臭氧与二氧化硫的摩尔比大于0.3：1。由此，可显著提高脱硫塔内脱砷烟气的脱硫速率。

根据本发明的又一个实施例，混合烟气的含水率可以为2-25％。发明人发现，若混合烟气中的含水率过高，则烟气温度降低后水蒸气析出成水滴，影响后续除尘工艺的顺畅。水在脱硫反应中可起到催化加快脱硫反应的作用，若混合烟气中含水率过低，则混合烟气的脱硫效果变差。

根据本发明的实施例，布袋收尘器800具有混合烟气入口801、含铅锌粉尘出口802和净化烟气出口803，混合烟气入口801与混合烟气出口704相连，且适于将混合烟气进行收尘处理，以便得到含铅锌粉尘和净化烟气。发明人发现，经脱硫塔脱硫净化后的混合烟气，再经布袋收尘器收尘，可得到含铅锌粉尘和二氧化硫含量低于1mg/Nm³的达到国家要求排放标准的净化烟气。且含铅锌粉尘中的固体颗粒，在未参与脱硫反应前，含铅锌烟气中的铅和锌主要以氧化铅和氧化锌的形式存在，参与脱硫反应后，含铅锌粉尘中的大部分氧化铅和氧化锌被反应生成硫酸锌和硫酸铅，即含铅锌粉尘中的铅和锌主要以硫酸盐的形式存在，少量以氧化物的形式存在。

根据本发明实施例的净化含砷烟尘的系统，通过将含砷烟尘与添加剂、还原剂和粘结剂混合成型烘干后送至转底炉焙烧，在转底炉内，挡墙将环行炉膛依次分隔为布料区、预热区、补风增压区、中温区、高温区和出料区，一方面可以保持各区域的温度，一方面可避免布料区的灰尘和出料区的烟尘进入焙烧区域，同时可保证预热区的含三氧化二砷烟气与中温区的含铅锌烟气不相互串流，从而保证两者的品质，同时通过在补风增压区内布置补风增压烧嘴，在焙烧时吹入大量高温空气，使得该区域的气压高于预热区和中温区，依靠气压和挡墙，可将预热区与中温区的烟气严格隔绝，从而进一步保证含三氧化二砷烟气与含铅锌烟气的品质，在中温区与高温区中，随着温度的升高，添加剂开始与砷发生反应，生成化学性质稳定的Ca₃(AsO₄)₂，砷残留于渣中，实现对含砷化合物的无害化处理，同时在添加剂的作用下，铅、锌化合物被还原，形成铅锌挥发物进入烟气中，由第二烟道被抽离出转底炉，实现了与球团中其他物质的有效分离；含砷烟尘中铜以硫酸盐、氧化物、砷酸盐、硫化物、金属等多种形式存在，在焙烧时，不同形式的铜在添加剂与还原剂的作用均能被还原成铜单质。由此，可实现铜、砷和铅锌的有效分离。在脱硫塔中利用含铅锌烟气中的铅和锌，在臭氧的作用下，可将得到的含三氧化二砷烟气经收砷后得到的脱砷烟气中的二氧化硫除去，得到可直接排放的达标净化烟气，同时可将含铅锌烟气中以氧化态存在的铅和锌重新以化学性质更稳定的硫酸锌和硫酸铅固定在含铅锌粉尘中，实现了烟气的综合利用，且对实现资源充分回收利用、提高铅铜等冶炼企业的经济效益具有重要意义。

根据本发明的实施例，参考图3，上述净化含砷烟尘的系统进一步包括：酸浸装置900、固液分离装置1000和浓缩结晶装置1100。

根据本发明的实施例，酸浸装置900具有含铅锌粉尘入口901、硫酸入口902和浸出浆液出口903，含铅锌粉尘入口901与含铅锌粉尘出口802相连，且适于将硫酸和含铅锌粉尘进行酸浸处理，以便得到浸出浆液。发明人发现，因含铅锌粉尘中铅和锌主要以硫酸盐的形式存在，少量以氧化物的形式存在，在酸浸的时候可显著减少硫酸的消耗和酸浸处理的时间，且在硫酸的作用下，少量以氧化物形式存在的铅和锌也会反应变成铅和锌的硫酸盐，加上硫酸锌易溶于水，即锌可以硫酸锌的形式富集于溶液中，硫酸铅不溶于水，即铅可以硫酸铅的形式富集于沉淀中，因此，通过酸浸可将铅和锌分离开，从而有利于实现铅和锌的高效回收。需要说明的是，本发明对硫酸的浓度没有严格限制，本领域的技术人员可以根据实际生产情况、含铅锌粉尘的情况及处理的要求进行灵活选择。

根据本发明的一个实施例，硫酸与含铅锌粉尘的液固比并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，硫酸与铅锌粉尘的液固比可以为(1.5-5)：1。

根据本发明的再一个实施例，酸浸处理的温度为10-35摄氏度，时间为5-30min，酸浸过程中pH为2-5。发明人发现，若酸浸处理的温度过高，酸浸处理的反应快，所需浸出时间短，但对设备腐蚀大；若酸浸处理的温度过低，则反应速率慢，所需浸出时间长，影响浸出效果。若酸浸处理的时间过短，则浸出不完全，影响锌的回收率和硫酸铅产品的质量；若酸浸处理的时间过长，则浸出早已完成，影响处理量。

根据本发明的实施例，固液分离装置1000具有浸出浆液入口1001、粗硫酸铅出口1002和硫酸锌溶液出口1003，浸出浆液入口1001与浸出浆液出口903相连，且适于将浸出浆液进行固液分离处理，以便得到粗硫酸铅和硫酸锌溶液。发明人发现，酸浸时采用硫酸作溶剂，锌以硫酸锌的形式富集于溶液中，铅以硫酸铅的形式富集于沉淀中，固液分离后可分别得到硫酸锌溶液和粗硫酸铅固体，其中粗硫酸铅固体中的水分可以小于20wt％，再将其烘干可得到粗硫酸铅。需要说明的是，固液分离装置可以为压滤机。

根据本发明的实施例，浓缩结晶装置1100具有硫酸锌溶液入口1101、粗硫酸锌晶体出口1102和母液出口1103，硫酸锌溶液入口1101与硫酸锌溶液出口1003相连，母液出口1103与硫酸入口902相连，且适于将硫酸锌溶液进行浓缩结晶处理，以便得到粗硫酸锌晶体和母液，并将母液返回至酸浸装置。发明人发现，因硫酸锌溶液中锌含量很高，通过加热蒸发浓缩，浓缩至硫酸锌溶液比值大于1.5g/cm³，放到结晶池内冷却结晶，然后采用离心机进行过滤产出粗硫酸锌晶体，过滤后母液中含锌20-50g/L，再返回酸浸工艺重复利用。

根据本发明的实施例，参考图4，上述净化含砷烟尘的系统进一步包括：湿磨装置1200和重选装置1300。

根据本发明的实施例，湿磨装置1200具有热态焙烧产物入口1201和矿浆出口1202，热态焙烧产物入口1201与热态焙烧产物出口404相连，且适于将转底炉中得到的热态焙烧产物进行湿磨处理，以便得到矿浆。

根据本发明的一个实施例，矿浆的浓度为50-85wt％。发明人发现，矿浆在此浓度范围内有利于提高磨矿效果，若矿浆的浓度过高，不利于矿浆出料。

根据本发明的再一个实施例，矿浆中颗粒的粒度为小于0.045mm的占比70％以上。由此，有利于实现后续通过重选工序选出铜精矿。

根据本发明的实施例，重选装置1300具有矿浆入口1301、含砷渣出口1302和铜精矿出口1303，矿浆入口1301与矿浆出口1202相连，且适于将矿浆进行重选处理，以便得到含砷渣和铜精矿。发明人发现，烟尘中的铜虽以硫酸盐、氧化物、砷酸盐、硫化物、金属等多种形式存在，但在焙烧时，不同形式的铜在添加剂与还原剂的作用均能被还原成铜单质，且由于铜单质比重较大，通过重选即可与其他杂质有效分离，得到铜品位大于85％的铜精矿。

根据本发明的一个实施例，重选装置可以为摇床、溜槽、螺旋选矿机或离心选矿机，优选离心选矿机，并且重选的冲次可以为250-350次/min，冲程可以为5-15mm。需要说明的是，重选时冲洗水流的大小与冲洗时矿浆的浓度并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际生产情况及处理要求进行选择。由此，有利于提高铜精矿的重选效率。

根据本发明的实施例，本发明提出的净化含砷烟尘的系统至少具有下列所述优点之一：

根据本发明实施例的净化含砷烟尘的系统，通过利用转底炉的含铅锌烟气净化收砷之后的烟气，实现了烟气的低硫无害化排放；

根据本发明实施例的净化含砷烟尘的系统，综合利用含铅锌烟气中的铅、锌固体颗粒和收砷后烟气中的二氧化硫，将烟气中的二氧化硫资源化，并降低了含铅锌粉尘后续浸出工艺的酸耗；

根据本发明实施例的净化含砷烟尘的系统，通过往脱硫塔内通入臭氧，改变脱硫反应进程，实现了烟气的高效、快速脱硫过程；

根据本发明实施例的净化含砷烟尘的系统，脱硫反应无需补入大量水蒸气以维持反应的进行，也不需要氧化锌粉在脱硫塔中喷淋，水耗和能耗均较低。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述净化含砷烟尘的系统净化含砷烟尘的方法，根据本发明的实施例，参考图5，该方法包括：

S100：将含砷烟尘、添加剂、还原剂和粘结剂供给至混料装置中进行混合处理

该步骤中，将含砷烟尘、添加剂、还原剂和粘结剂供给至混料装置中进行混合处理，以便得到混合物料。由此，有利于含砷烟尘与添加剂、还原剂和粘结剂混合均匀，从而实现后续转底炉内含砷烟尘焙烧充分。

根据本发明的一个实施例，含砷烟尘中砷含量不低于3wt％，锌和铅的总含量不低于2wt％。优选的，含砷烟尘中的砷50％以上以氧化物形式存在。具体的，本工艺主要针对高砷烟尘，为减少砷在铅、锌等产品中的富集，如果有价金属回收价值不高，会影响该工艺的经济性。由此，采用本发明的含砷烟尘有利于提高工艺的经济性。

根据本发明的再一个实施例，含砷烟尘与添加剂、还原剂和粘结剂的混合质量比为100：(10～30)：(15～40)：(0.5-10)。发明人发现，添加剂在反应时，分解吸热，若添加剂用量过多，则能耗增加，且造成添加剂的浪费；若添加剂过少，则在中、高温区对砷挥发的抑制作用变弱，砷容易进入烟气，影响铅锌粉尘质量。若还原剂过少，则含砷烟尘中的铅、锌和铜还原不完全，回收率低；若还原剂过多，则造成还原剂的浪费。粘结剂可提高球团的成球性和球团强度，当粘结剂用量较少时，球团强度差，易碎裂，影响球团还原效果，最终影响铜、铅、锌等有价金属的总回收率；当粘结剂用量较多时，造成粘结剂的浪费，且增加工艺成本。

根据本发明的又一个实施例，添加剂可以为石灰石、大理石、白云石、方解石、霰石、白垩和菱镁矿中的至少之一，其中，优选方解石和白云石。发明人发现，该类添加剂在温度较低时(700摄氏度以下)即预热区基本不与砷反应，不会影响砷氧化物的挥发，而其在温度较高时(达到1000摄氏度)即中温区和高温区，可分解出氧化钙，可促进铜、铅、锌等还原为单质，由此，有利于后续铜、铅和锌的分别回收利用。

根据本发明的又一个实施例，还原剂可以为烟煤、焦煤、石墨、煤泥、无烟煤、兰炭、焦炭和褐煤中的至少之一。具体的，还原剂主要起到还原有价金属的作用，优选灰分含量小于25wt％。由此，可将含砷烟尘中的铅、锌和铜还原充分，提高各自的回收率。

根据本发明的又一个实施例，粘结剂可以为淀粉、腐植酸钠、羧甲基纤维素钠、沥青、果胶、膨润土、黏土、高岭土和赤泥中的至少之一。由此，可以保证所得成型球团具有较高的强度，从而适于转底炉内的还原焙烧。

S200：将混合物料供给至成型装置中进行成型处理

该步骤中，将混合物料供给至成型装置中进行成型处理，以便得到成型球团。由此，可进一步增加混合物料中各成分的接触面积，从而提高后续转底炉内含砷烟尘与还原剂和添加剂的反应速率，节约转底炉能耗。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对成型球团的粒径大小和形状进行选择，例如成型球团的形状可以为扁平状、枕头状或球状。

S300：将成型球团供给至烘干装置中进行干燥处理

该步骤中，将成型球团供给至烘干装置中进行干燥处理，以便得到干燥球团。具体的，干燥球团的含水率小于0.5wt％，通过将成型球团烘干，可避免球团在转底炉焙烧过程中发生爆裂，保证焙烧效果。

S400：将干燥球团供给至转底炉的布料区，并随着环形炉底的转动依次经过预热区、补风增压区、中温区、高温区和出料区

该步骤中，将干燥球团供给至转底炉的布料区，并随着环形炉底的转动依次经过预热区、补风增压区、中温区、高温区和出料区，以便得到含三氧化二砷烟气、含铅锌烟气和热态焙烧产物。具体的，干燥球团由布料区进入转底炉，在预热区中，干燥球团中的部分三氧化二砷挥发进入烟气，同时在还原剂的作用了部分砷盐和五氧化二砷，还原成三氧化二砷并挥发进入烟气，由第一烟道被抽离出转底炉，三氧化二砷的去除率不小于90％，在此区域内剩余难以还原脱出的砷和铅、锌随着球团进入补风增压区，补风增压区将预热区的含三氧化二砷烟气与中高温区的含铅锌烟气各自吹回，分隔开来，避免烟气相互污染，同时补风增压区为氧化气氛，将剩余难以还原脱出的砷进行氧化，重新固定在球团中；在中温区与高温区中，随着温度的升高，添加剂开始与砷发生反应，生成化学性质稳定的Ca₃(AsO₄)₂，残留于渣中，实现对含砷化合物的无害化处理，同时在添加剂的作用下，铅、锌化合物被还原，形成铅锌挥发物进入烟气中，由第二烟道被抽离出转底炉，实现了与球团中的其他物质有效分离；烟尘中铜以硫酸盐、氧化物、砷酸盐、硫化物、金属等多种形式存在，在焙烧时，不同形式的铜在添加剂与还原剂的作用均能被还原成铜单质。由此，可实现铜、砷和铅锌的有效分离。

根据本发明的一个实施例，布料区布料厚度为10-50mm。发明人发现，若料层过厚，会影响料层之间的热传递，使得底层球团受热慢温度低，导致球团焙烧不完全，影响焙烧效果。

根据本发明的再一个实施例，预热区的温度可以为350～700摄氏度，中温区的温度可以为700～1000摄氏度，高温区的温度可以为1000～1180摄氏度。发明人发现，若预热区温度过高，则铅锌易形成挥发物进入烟气中，进而污染三氧化二砷粉尘；若预热区温度过低则砷挥发不完全，回收率低。若中温区和高温区的温度过低，则球团还原不完全，铜铅锌铁回收率低；若中温区和高温区的温度过高，则造成能量浪费。

根据本发明的又一个实施例，预热区的气压为-5～50Pa，补风增压区的气压为200-2000Pa，中温区的气压为-5～50Pa。发明人发现，当预热区和中温区的气压比补风增压区低时，方便预热区和中温区的烟气排除转底炉，避免外溢和乱窜到其他区域。若补风增压区气压过低，则无法隔绝预热区和中温区烟气，使得两个区域的烟气相互污染影响品质；若补风增压区的气压过高，则易将球团吹动，滚入炉底水封槽内。

S500：将含三氧化二砷烟气供给至砷收集装置中进行砷收集处理

该步骤中，将含三氧化二砷烟气供给至砷收集装置中进行收集处理，以便得到粗三氧化二砷和脱砷烟气。具体的，含三氧化二砷烟气经砷收集装置收砷后可得到三氧化二砷含量大于90％的粗三氧化二砷，脱砷烟气中含有大量的氮氧化物和二氧化硫等有害气体，不可直接排放。

S600：将含铅锌烟气供给至换热装置中进行换热处理

该步骤中，将含铅锌烟气供给至换热装置中进行换热处理，以便得到换热后烟气。发明人发现，因含铅锌烟气为来自转底炉中温和高温区，温度较高，在进行换热处理前通常会在出第二烟道时进行掺冷风处理，即补入冷空气，然后再采用换热装置对含铅锌烟气的余热进行利用，如此一方面可回收热量、节能降耗，一方面可快速降低含铅锌烟气的温度，方便后续含铅锌烟气的净化处理以及降低含铅锌粉尘的收集难度。

S700：将换热后烟气、脱砷烟气和臭氧供给至脱硫装置中进行脱硫反应

该步骤中，将换热后烟气、脱砷烟气和臭氧供给至脱硫装置中进行脱硫反应，以便得到混合烟气。发明人发现，脱砷烟气中含有大量的氮氧化物和二氧化硫等有害气体，无法直接排放，而换热后烟气中主要含有氧化铅和氧化锌固体颗粒。工业上一般采用氧化锌粉制浆脱硫，并控制反应温度在270摄氏度，但ZnSO₃·5H₂O和PbSO₃·5H₂O容易分解，因此该方法脱硫效果较差且效率较低。二氧化硫气体可与氧化锌和氧化铅发生下列反应：

2ZnO+2SO₂+5H₂O→2ZnSO₃·5H₂O

2ZnSO₃+O₂→2ZnSO₄

2PbO+2SO₂+5H₂O→2PbSO₃·5H₂O

2PbSO₃+O₂→2PbSO₄

在本工艺中，通过向脱硫塔中通入臭氧，可改变脱硫塔内的反应进行，臭氧可与二氧化硫发生如下反应：O₃+SO₂+H₂O→H₂SO₄+O₂，且氧化锌和氧化铅可与H₂SO₄快速反应，生成化学性质更稳定的硫酸锌，硫酸锌和硫酸铅的分解温度高度680摄氏度，对于本工艺中温度为50-350摄氏度的脱硫塔来说，硫酸锌和硫酸铅的性质很稳定，即在脱硫塔内，通入臭氧后，可改变氧化锌颗粒和氧化铅颗粒与二氧化硫的反应进程，发生高级氧化反应，生成化学性质更稳定的硫酸锌和硫酸铅，臭氧的通入使得整个反应的速率明显加快，脱砷烟气的脱硫效率更高、速率更快。脱硫塔内主要发生的化学反应有：

3ZnO+3SO₂+O₃→3ZnSO₄

3ZnO+3SO₂+O₃→3ZnSO₄

根据本发明的一个实施例，脱砷烟气中二氧化硫的含量可以为0.05-4％，臭氧气体的浓度可以为0.4-10％。由此，可显著提高脱硫塔内的脱硫速度，同时减少本工艺的能耗。

根据本发明的再一个实施例，换热后烟气中氧化铅和氧化锌的总含量与收砷后得到脱砷烟气中的二氧化硫的摩尔比可以大于1.1：1，臭氧与二氧化硫的摩尔比大于0.3：1。由此，可显著提高脱硫塔内脱砷烟气的脱硫速率。

根据本发明的又一个实施例，混合烟气的含水率可以为2-25％。发明人发现，若混合烟气中的含水率过高，则烟气温度降低后水蒸气析出成水滴，影响后续除尘工艺的顺畅。水在脱硫反应中可起到催化加快脱硫反应的作用，若混合烟气中含水率过低，则混合烟气的脱硫效果变差。S800：将混合烟气供给至布袋收尘器中进行收尘处理

该步骤中，将混合烟气供给至布袋收尘器中进行收尘处理，以便得到含铅锌粉尘和净化烟气。发明人发现，经脱硫塔脱硫净化后的混合烟气，再经布袋收尘器收尘，可得到含铅锌粉尘和二氧化硫含量低于1mg/Nm³的达到国家要求排放标准的净化烟气。且含铅锌粉尘中的固体颗粒，在未参与脱硫反应前，含铅锌烟气中的铅和锌主要以氧化铅和氧化锌的形式存在，参与脱硫反应后，含铅锌粉尘中的大部分氧化铅和氧化锌被反应生成硫酸锌和硫酸铅，即含铅锌粉尘中的铅和锌主要以硫酸盐的形式存在，少量以氧化物的形式存在。

根据本发明实施例的净化含砷烟尘的方法，通过将含砷烟尘与添加剂、还原剂和粘结剂混合成型烘干后送至转底炉焙烧，在转底炉内，挡墙将环行炉膛依次分隔为布料区、预热区、补风增压区、中温区、高温区和出料区，一方面可以保持各区域的温度，一方面可避免布料区的灰尘和出料区的烟尘进入焙烧区域，同时可保证预热区的含三氧化二砷烟气与中温区的含铅锌烟气不相互串流，从而保证两者的品质，同时通过在补风增压区内布置补风增压烧嘴，在焙烧时吹入大量高温空气，使得该区域的气压高于预热区和中温区，依靠气压和挡墙，可将预热区与中温区的烟气严格隔绝，从而进一步保证含三氧化二砷烟气与含铅锌烟气的品质，在中温区与高温区中，随着温度的升高，添加剂开始与砷发生反应，生成化学性质稳定的Ca₃(AsO₄)₂，砷残留于渣中，实现对含砷化合物的无害化处理，同时在添加剂的作用下，铅、锌化合物被还原，形成铅锌挥发物进入烟气中，由第二烟道被抽离出转底炉，实现了与球团中其他物质的有效分离；含砷烟尘中铜以硫酸盐、氧化物、砷酸盐、硫化物、金属等多种形式存在，在焙烧时，不同形式的铜在添加剂与还原剂的作用均能被还原成铜单质。由此，可实现铜、砷和铅锌的有效分离。在脱硫塔中利用含铅锌烟气中的铅和锌，在臭氧的作用下，可将得到的含三氧化二砷烟气经收砷后得到的脱砷烟气中的二氧化硫除去，得到可直接排放的达标净化烟气，同时可将含铅锌烟气中以氧化态存在的铅和锌重新以化学性质更稳定的硫酸锌和硫酸铅固定在含铅锌粉尘中，实现了烟气的综合利用，且对实现资源充分回收利用、提高铅铜等冶炼企业的经济效益具有重要意义

根据本发明的实施例，参考图6，上述处理含砷你烟尘的方法进一步包括：

S900：将含铅锌粉尘和硫酸供给至酸浸装置中进行酸浸处理

该步骤中，将含铅锌粉尘和硫酸供给至酸浸装置中进行酸浸处理，以便得到浸出浆液。发明人发现，因含铅锌粉尘中铅和锌主要以硫酸盐的形式存在，少量以氧化物的形式存在，在酸浸的时候可显著减少硫酸的消耗和酸浸处理的时间，且在硫酸的作用下，少量以氧化物形式存在的铅和锌也会反应变成铅和锌的硫酸盐，加上硫酸锌易溶于水，即锌可以硫酸锌的形式富集于溶液中，硫酸铅不溶于水，即铅可以硫酸铅的形式富集于沉淀中，因此，通过酸浸可将铅和锌分离开，从而有利于实现铅和锌的高效回收。需要说明的是，本发明对硫酸的浓度没有严格限制，本领域的技术人员可以根据实际生产情况、含铅锌粉尘的情况及处理的要求进行灵活选择。

根据本发明的一个实施例，硫酸与含铅锌粉尘的液固比并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，硫酸与铅锌粉尘的液固比可以为(1.5-5)：1。

根据本发明的再一个实施例，酸浸处理的温度为10-35摄氏度，时间为5-30min，酸浸过程中pH为2-5。发明人发现，若酸浸处理的温度过高，酸浸处理的反应快，所需浸出时间短，但对设备腐蚀大；若酸浸处理的温度过低，则反应速率慢，所需浸出时间长，影响浸出效果。若酸浸处理的时间过短，则浸出不完全，影响锌的回收率和硫酸铅产品的质量；若酸浸处理的时间过长，则浸出早已完成，影响处理量。

S1000：将浸出浆液供给至固液分离装置中进行固液分离

该步骤中，将浸出浆液供给至固液分离装置中进行固液分离，以便得到粗硫酸铅和硫酸锌溶液。发明人发现，酸浸时采用硫酸作溶剂，锌以硫酸锌的形式富集于溶液中，铅以硫酸铅的形式富集于沉淀中，固液分离后可分别得到硫酸锌溶液和粗硫酸铅固体，其中粗硫酸铅固体中的水分可以小于20wt％，再将其烘干可得到粗硫酸铅。需要说明的是，固液分离装置可以为压滤机。

S1100：将硫酸锌溶液供给至浓缩结晶装置中进行浓缩结晶处理

该步骤中，将硫酸锌溶液供给至浓缩结晶装置中进行浓缩结晶处理，以便得到粗硫酸锌晶体和母液，并将母液返回至S900中的酸浸装置。发明人发现，因硫酸锌溶液中锌含量很高，通过加热蒸发浓缩，浓缩至硫酸锌溶液比值大于1.5g/cm³，放到结晶池内冷却结晶，然后采用离心机进行过滤产出粗硫酸锌晶体，过滤后母液中含锌20-50g/L，再返回酸浸工艺重复利用。

根据本发明的实施例，参考图7，上述处理含砷你烟尘的方法进一步包括：

S1200：将热态焙烧产物供给至湿磨装置中进行湿磨处理

该步骤中，将热态焙烧产物供给至湿磨装置中进行湿磨处理，以便得到矿浆。

根据本发明的一个实施例，矿浆的浓度为50-85wt％。发明人发现，矿浆在此浓度范围内有利于提高磨矿效果，若矿浆的浓度过高，不利于矿浆出料。

根据本发明的再一个实施例，矿浆中颗粒的粒度为小于0.045mm的占比70％以上。由此，有利于实现后续通过重选工序选出铜精矿。

S1300：将矿浆供给至重选装置中进行重选处理

该步骤中，将矿浆供给至重选装置中进行重选处理，以便得到含砷渣和铜精矿。发明人发现，烟尘中的铜虽以硫酸盐、氧化物、砷酸盐、硫化物、金属等多种形式存在，但在焙烧时，不同形式的铜在添加剂与还原剂的作用均能被还原成铜单质，且由于铜单质比重较大，通过重选即可与其他杂质有效分离，得到铜品位大于85％的铜精矿。

根据本发明的一个实施例，重选时的冲次可以为250-350次/min，冲程可以为5-15mm。需要说明的是，重选时冲洗水流的大小与冲洗时矿浆的浓度并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际生产情况及处理要求进行选择。由此，有利于提高铜精矿的重选效率。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

将某冶炼烟尘(含Cu 4.99wt％，Pb 32.46wt％，Zn 5.11wt％，AS 4wt％、硫12.1wt％)、添加剂(白云石)、还原剂(焦炭)，粘结剂(α改性淀粉)，按重量配比100：30：15：0.8进行配料。混合料混匀后制备球团。球团烘干后送入转底炉内进行焙烧。转底炉焙烧制度如表1所示。

从转底炉的第一烟道可收集得到含As₂O₃ 90.79wt％的三氧化二砷粉尘和脱砷烟气，从转底炉第二烟道收集可得含铅锌烟气，焙烧产物计铅脱除率91.88％，锌脱除率94.31％。为减少后续工艺臭氧的大量消耗，在第二烟道中补入冷空气，使第二烟道中的含铅锌烟气处于氧化性气氛。含铅锌烟气经换热后与上述收砷后烟气通入脱硫塔中，在脱硫塔入口处，含铅锌烟气与烟气的混合烟气中二氧化硫含量为3.03％，脱硫塔中补入浓度为4.59％的臭氧气体，补入的O₃量为二氧化硫摩尔量的0.3倍。脱硫塔净化后的混合气体，经过布袋收尘，收集得到含铅锌粉尘和净化烟气。净化烟气中二氧化硫浓度低于0.9mg/Nm³，烟气脱硫率达99％以上。

含铅锌粉尘中含锌、铅分别为9.24wt％、57.21wt％，采用浓度30wt％的硫酸进行浸出，控制液固比为3:1，浸出10min，氧化锌浸出率达99.94％，硫酸实际消耗量为理论量的23％左右(理论量为假设含铅锌粉尘中铅锌都以氧化物形式存在时全部进行酸反应所需要硫酸的理论值)。

酸浸反应结束后经采用压滤机进行过滤，得到滤渣产品和滤液，滤渣再进行淋洗，得到淋洗液和粗硫酸铅，淋洗液返回浸出工序用于浸出。滤液为硫酸锌溶液，滤渣计锌作业浸出率达99.73％。滤渣经烘干即得粗制硫酸铅。滤液中锌含量很高，通过加热蒸发浓缩，浓缩至溶液比重大于1.5g/cm³，放到结晶池内冷却结晶，结晶后过滤，得到粗硫酸锌晶体和母液，过滤后母液中含锌25-35g/L，母液返回含铅锌粉尘酸浸工艺重复利用。

热态焙烧产物排出转底炉后水淬，进行湿式磨矿。磨矿时矿浆浓度为75wt％，得到粒度为0.074mm以下占70％以上的矿浆，矿浆采用摇床进行分选，冲次为250次/min，冲程为10mm，得到含铜86.76wt％的铜精矿，铜总回收率达90.46％。

表1转底炉焙烧制度

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种净化含砷烟尘的系统，其特征在于，包括：

混料装置，所述混料装置具有含砷烟尘入口、添加剂入口、还原剂入口、粘结剂入口和混合物料出口；

成型装置，所述成型装置具有混合物料入口和成型球团出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；

烘干装置，所述烘干装置具有成型球团入口和干燥球团出口，所述成型球团入口与所述成型球团出口相连；

转底炉，所述转底炉包括：

可转动炉底；

环形炉膛，沿着所述炉底转动方向，所述环行炉膛内被挡墙依次分隔为布料区、预热区、补风增压区、中温区、高温区和出料区；

第一烟道，所述第一烟道布置在所述预热区；

第二烟道，所述第二烟道布置在所述中温区；

出料装置，所述出料装置布置在所述出料区；

补风增压烧嘴，所述补风增压烧嘴布置在所述补风增压区；

燃气烧嘴，所述燃气烧嘴布置在所述预热区、所述中温区和所述高温区；

干燥球团入口，所述干燥球团入口布置在所述布料区，并且所述干燥球团入口与所述干燥球团出口相连；

含三氧化二砷烟气出口，所述含三氧化二砷烟气出口布置在所述预热区且与所述第一烟道相连；

含铅锌烟气出口，所述含铅锌烟气出口布置在所述中温区且与所述第二烟道相连；

热态焙烧产物出口，所述热态焙烧产物出口布置在所述出料区；

砷收集装置，所述砷收集装置具有含三氧化二砷烟气入口、粗三氧化二砷出口和脱砷烟气出口，所述含三氧化二砷烟气入口与所述含三氧化二砷烟气出口相连；

换热装置，所述换热装置具有含铅锌烟气入口和换热后烟气出口，所述含铅锌烟气入口与所述含铅锌烟气出口相连；

脱硫塔，所述脱硫塔具有换热后烟气入口、脱砷烟气入口、臭氧入口和混合烟气出口，所述换热后烟气入口与所述换热后烟气出口相连，所述脱砷烟气入口与所述脱砷烟气出口相连；

布袋收尘器，所述布袋收尘器具有混合烟气入口、含铅锌粉尘出口和净化烟气出口，所述混合烟气入口与所述混合烟气出口相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：

酸浸装置，所述酸浸装置具有含铅锌粉尘入口、硫酸入口和浸出浆液出口，所述含铅锌粉尘入口与所述含铅锌粉尘出口相连；

固液分离装置，所述固液分离装置具有浸出浆液入口、粗硫酸铅出口和硫酸锌溶液出口，所述浸出浆液入口与所述浸出浆液出口相连；

浓缩结晶装置，所述浓缩结晶装置具有硫酸锌溶液入口、粗硫酸锌晶体出口和母液出口，所述硫酸锌溶液入口与所述硫酸锌溶液出口相连，所述母液出口与所述硫酸入口相连。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，进一步包括：

湿磨装置，所述湿磨装置具有热态焙烧产物入口和矿浆出口，所述热态焙烧产物入口与所述热态焙烧产物出口相连；

重选装置，所述重选装置具有矿浆入口、含砷渣出口和铜精矿出口，所述矿浆入口与所述矿浆出口相连。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述布料区、所述预热区、所述补风增压区、所述中温区、所述高温区和所述出料区相对于环行炉膛圆心所对应的圆心角的角度分别为15～22度、80～140度、0.5～10度、40～80度、100～160度和15～30度。

5.一种采用权利要求1-4中任一项所述的系统净化含砷烟尘的方法，其特征在于，包括：

(1)将含砷烟尘、添加剂、还原剂和粘结剂供给至所述混料装置中进行混合处理，以便得到混合物料；

(2)将所述混合物料供给至所述成型装置中进行成型处理，以便得到成型球团；

(3)将所述成型球团供给至所述烘干装置中进行干燥处理，以便得到干燥球团；

(4)将所述干燥球团供给至所述转底炉的所述布料区，并随着所述环形炉底的转动依次经过所述预热区、所述补风增压区、所述中温区、所述高温区和所述出料区，以便得到含三氧化二砷烟气、含铅锌烟气和热态焙烧产物；

(5)将所述含三氧化二砷烟气供给至所述砷收集装置中进行砷收集处理，以便得到粗三氧化二砷和脱砷烟气；

(6)将所述含铅锌烟气供给至所述换热装置中进行换热处理，以便得到换热后烟气；

(7)将所述换热后烟气、所述脱砷烟气和臭氧供给至所述脱硫装置中进行脱硫反应，以便得到混合烟气；

(8)将所述混合烟气供给至所述布袋收尘器中进行收尘处理，以便得到含铅锌粉尘和净化烟气。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：

(9)将所述含铅锌粉尘和硫酸供给至所述酸浸装置中进行酸浸处理，以便得到浸出浆液；

(10)将所述浸出浆液供给至所述固液分离装置中进行固液分离，以便得到粗硫酸铅和硫酸锌溶液；

(11)将所述硫酸锌溶液供给至所述浓缩结晶装置中进行浓缩结晶处理，以便得到粗硫酸锌晶体和母液，并将所述母液返回至步骤(9)中的所述酸浸装置。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，进一步包括：

(12)将所述热态焙烧产物供给至所述湿磨装置中进行湿磨处理，以便得到矿浆；

(13)将所述矿浆供给至所述重选装置中进行重选处理，以便得到含砷渣和铜精矿。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述含砷烟尘与所述添加剂、所述还原剂和所述粘结剂的混合质量比为100：(10～35)：(15～40)：(0.5-10)。