CN111733334B - 一种清洁环保的锡冶炼厂砷集中回收系统及回收方法 - Google Patents

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Abstract

一种清洁环保的锡冶炼厂砷集中回收系统及回收方法，通过将沸腾炉布袋收尘器收集的含砷焙烧脱硫烟气布袋尘、顶吹炉布袋收尘器收集的含砷冶炼烟气布袋尘、烟化炉布袋收尘器收集的含砷烟化挥发烟气布袋尘及其电收尘器收集的含砷电收尘烟尘、精炼锅布袋收尘器收集的含砷精炼烟气布袋尘、电炉布袋收尘器收集的含砷冶炼烟气布袋尘通过气力输送管路送入密闭制粒机进行制粒，然后送入回转窑，与精炼锡产生的精炼析渣搭配焙烧，通过回转窑的电收尘器捕集锡氧化物，通过连接回转窑的布袋收尘器捕集砷氧化物，实现锡和砷的分离，得到富集砷的高砷烟尘。本发明实现了含砷烟尘的自动化收集、处理和回收，作业效率高，清洁环保。

Description

一种清洁环保的锡冶炼厂砷集中回收系统及回收方法
技术领域
本发明属于锡冶炼有害物回收技术领域，具体涉及大型锡冶炼厂锡冶炼工艺中的砷回收系统及回收方法。
背景技术
锡冶炼中的砷主要来源于锡精矿，虽然经过选矿工艺，已经除去锡精矿中的大部分砷，但在锡冶炼过程中砷极易在冶炼烟尘中富集，也极易进入粗锡中，在精炼渣中富集。砷广泛分布于锡冶炼流程中，砷对锡冶炼的危害，不仅体现在增加锡冶炼作业成本及冶炼难度，还体现在若管控不当，含砷物料的无组织排放会对冶炼周边环境造成极大的不利影响，甚至危及人的身体健康与生命安全。在富砷锡烟尘的转运、制粒过程中，大部分锡冶炼厂缺乏合理的系统规划，也缺乏先进的工艺设备配置，导致这些烟尘的转运、制粒均以开放或半开放式的方式进行，人工参与较多，安全隐患较大，特别是在大型锡冶炼厂中，出现砷富集的锡物料种类多、数量大且分布较分散，对这些富砷锡物料清洁、高效、环保的集中回收处理困难较大。因此，需要建立一个既能清洁高效地汇集富砷锡物料，又能有效从富砷锡物料中分离砷，实现砷、锡分别回收的工艺系统，使富砷锡物料的跟踪处理更为准确，避免砷在锡冶炼流程中恶性循环，并使砷得到资源化利用。
发明内容
本发明的目的是解决当前大型锡冶炼厂砷开路过程中存在的问题，提供一种清洁环保的锡冶炼厂砷集中回收系统及回收方法。
本发明采取的技术方案如下：
一种清洁环保的锡冶炼厂砷集中回收系统，所述锡冶炼厂的锡冶炼设备包括有沸腾炉、顶吹炉、烟化炉、粗锡精炼锅、电炉、回转窑，所述沸腾炉通过管路连接有收集焙烧脱硫烟气的沸腾炉布袋收尘器，顶吹炉通过管路连接有收集冶炼烟气的顶吹炉布袋收尘器，烟化炉通过管路顺序连接有收集烟化挥发烟气的电收尘器和烟化炉布袋收尘器，粗锡精炼锅通过管路连接有收集精炼烟气的精炼锅布袋收尘器，电炉通过管路连接有收集冶炼烟气的电炉布袋收尘器，在所述沸腾炉布袋收尘器的底部料斗下方、顶吹炉布袋收尘器的底部料斗下方、电收尘器的底部料斗下方、烟化炉布袋收尘器的底部料斗下方、精炼锅布袋收尘器的底部料斗下方、电炉布袋收尘器的底部料斗下方各自通过管路连接有沸腾炉气化喷射仓式泵、顶吹炉气化喷射仓式泵、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵、烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵、精炼锅气化喷射仓式泵、电炉气化喷射仓式泵，所述沸腾炉气化喷射仓式泵、顶吹炉气化喷射仓式泵、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵、烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵、精炼锅气化喷射仓式泵、电炉气化喷射仓式泵的排料口分别连接有通向密闭制粒机进料口的气力输送管，密闭制粒机的出料口通过皮带输送机连接回转窑的进料口；沸腾炉气化喷射仓式泵、顶吹炉气化喷射仓式泵、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵、烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵、精炼锅气化喷射仓式泵、电炉气化喷射仓式泵的出料控制阀与密闭制粒机的控制系统连接。
采用本发明所述系统集中回收锡冶炼厂烟气中砷的方法如下：
S1.通过控制系统控制沸腾炉气化喷射仓式泵、顶吹炉气化喷射仓式泵、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵、烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵、精炼锅气化喷射仓式泵、电炉气化喷射仓式泵的出料阀，分别通过沸腾炉气化喷射仓式泵、顶吹炉气化喷射仓式泵、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵、烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵、精炼锅气化喷射仓式泵、电炉气化喷射仓式泵将沸腾炉布袋收尘器收集的含砷焙烧脱硫烟气布袋尘、顶吹炉布袋收尘器收集的含砷冶炼烟气布袋尘、烟化炉电收尘器收集的含砷电收尘烟尘、烟化炉布袋收尘器收集的含砷烟化挥发烟气布袋尘、精炼锅布袋收尘器收集的含砷精炼烟气布袋尘、电炉布袋收尘器收集的含砷冶炼烟气布袋尘通过气力输送管送入密闭制粒机进行制粒；
S2.将密闭制粒机制备的含砷烟尘粒通过皮带输送机送入回转窑，同时将粗锡精炼锅精炼锡产生的精炼析渣也送入回转窑，将含砷烟尘粒与精炼析渣按质量比1～5:1的比例搭配焙烧。通过回转窑的电收尘器捕集锡氧化物，捕集到的含砷锡氧化物用回转窑电收尘化喷射仓式泵输送至密闭制粒机制粒后再返回转窑焙烧，通过连接回转窑的布袋收尘器捕集砷氧化物，实现锡和砷的分离，得到富集砷的高砷烟尘；
S3.将高砷烟尘储存在料罐中，最后通过密闭罐车转运。
本发明根据大型锡冶炼厂冶炼流程中产生富砷锡物料的设备分布特点，分别采取清洁高效的富砷锡物料收集手段。与原有的大型锡冶炼厂的砷处理体系相比，本发明实现了在完全密闭的环境下，对各锡冶炼流程出现砷富集的含砷锡烟尘进行收集、输送及制粒。通过控制系统对气化喷射仓式泵、密闭制粒机等的合理控制，实现了对含砷锡烟尘收集及处理的清洁环保、自动高效。特别是在回转窑焙烧脱砷过程中，采用含砷锡烟尘粒与精炼除铁砷析渣搭配处理的方式，延长了回转窑的窑期，回转窑布袋收尘器收集的高砷尘可通过密闭罐车转运，实现无缝对接。整个砷开路系统充分体现了清洁高效与安全环保的显著优点。
附图说明
图1为本发明系统的示意图。
具体实施方式
图1显示了大型锡冶炼厂冶炼流程中产生富砷锡物料的设备，本发明的砷集中回收系统围绕这些产生富砷锡物料的设备来设置。图中A表示沸腾炉脱杂工段，砷富集于沸腾炉布袋收尘器的布袋尘中，B表示顶吹炉熔炼工段，砷富集于顶吹炉布袋收尘器的布袋尘中，C表示烟化炉烟化工段，砷富集于电收尘器的电收尘中和烟化炉布袋收尘器的布袋尘中，D表示粗锡精炼工段，部分砷富集于精炼锅布袋收尘器的布袋尘中，大部分砷富集于精炼析渣中，通过渣箱转运至回转窑焙烧工段；E表示电炉熔炼精炼工段，砷富集于电炉布袋收尘器的布袋尘中，F表示焙烧工段，G表示密闭制粒工段，对来自于各冶炼工段的含砷烟尘进行制粒，以便于后续的焙烧脱砷处理。
如图1所示，清洁环保的大型锡冶炼厂砷集中回收系统，大型锡冶炼厂的锡冶炼设备通常包括有沸腾炉1、顶吹炉2、烟化炉3、粗锡精炼锅4、电炉5、回转窑6，所述沸腾炉通过管路连接有收集焙烧脱硫烟气的沸腾炉布袋收尘器1-1，顶吹炉通过管路连接有收集冶炼烟气的顶吹炉布袋收尘器2-1，烟化炉通过管路顺序连接有收集烟化挥发烟气的电收尘器3-1和烟化炉布袋收尘器3-2，粗锡精炼锅通过管路连接有收集精炼烟气的精炼锅布袋收尘器4-1，电炉通过管路连接有收集冶炼烟气的电炉布袋收尘器5-1。在所述沸腾炉布袋收尘器1-1的底部料斗下方通过管路连接有沸腾炉气化喷射仓式泵1-2，顶吹炉布袋收尘器2-1的底部料斗下方通过管路连接有顶吹炉气化喷射仓式泵2-2，烟化炉电收尘器3-1的底部料斗下方通过管路连接有烟化炉电收尘气化喷射仓式泵3-3，烟化炉布袋收尘器3-2的底部料斗下方通过管路连接有烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵3-4，精炼锅布袋收尘器4-1的底部料斗下方通过管路连接有精炼锅气化喷射仓式泵4-2，电炉布袋收尘器5-1的底部料斗下方通过管路连接有电炉气化喷射仓式泵5-2。所述气化喷射仓式泵1-2、顶吹炉气化喷射仓式泵2-2、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵3-3、烟化炉布袋尘气化喷射仓式泵3-4、精炼锅气化喷射仓式泵4-2、电炉气化喷射仓式泵5-2的排料口分别连接有通向密闭制粒机7进料口7-1的送料管，各气化喷射仓式泵通向密闭制粒机的送料管可以单独设置，也可汇集后通向密闭制粒机，图1中箭头所指为各工段富砷烟尘走向，连接各气化喷射仓式泵与密闭制粒机的连接线并不代表送料管路连接方式。密闭制粒机7的出料口7-2通过皮带输送机连接回转窑6的进料口；气化喷射仓式泵1-2、顶吹炉气化喷射仓式泵2-2、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵3-3、烟化炉布袋尘气化喷射仓式泵3-4、精炼锅气化喷射仓式泵4-2、电炉气化喷射仓式泵5-2的出料阀与密闭制粒机7的控制系统连接。所述气化喷射仓式泵1-2、顶吹炉气化喷射仓式泵2-2、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵3-3、烟化炉布袋尘气化喷射仓式泵3-4、精炼锅气化喷射仓式泵4-2、电炉气化喷射仓式泵5-2均为现有技术的气化射流泵，可以直接市购。所述控制系统采用现有技术的DCS控制系统。所述密闭制粒机和回转窑均为现有技术设备。
采用如图1所示系统集中回收锡冶炼厂烟气中砷的方法如下：
S1.通过控制系统控制沸腾炉气化喷射仓式泵1-2、顶吹炉气化喷射仓式泵2-2、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵3-3、烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵3-4、精炼锅气化喷射仓式泵4-2、电炉气化喷射仓式泵5-2的出料阀，分别通过沸腾炉气化喷射仓式泵1-2、顶吹炉气化喷射仓式泵2-2、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵3-3、烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵3-4、精炼锅气化喷射仓式泵4-2、电炉气化喷射仓式泵5-2将沸腾炉布袋收尘器1-1收集的含砷焙烧脱硫烟气布袋尘、顶吹炉布袋收尘器2-1收集的含砷冶炼烟气布袋尘、烟化炉电收尘器3-1收集的含砷电收尘烟尘、烟化炉布袋收尘器3-2收集的含砷烟化挥发烟气布袋尘、精炼锅布袋收尘器4-1收集的含砷精炼烟气布袋尘、电炉布袋收尘器5-1收集的含砷冶炼烟气布袋尘通过气力输送管送入密闭制粒机7进行制粒；
含砷烟尘的输送控制集成于制粒工段的DCS控制界面，通过DCS控制界面可控制各工段气化喷射仓式泵的开停，实现各工段含砷烟尘同时输送或单独输送至制粒工段进行制粒。在DCS控制系统上设置好需要输送的烟尘种类，气化喷射仓式泵会根据料位计的信息反馈，实现自动化开停输送作业；在DCS控制界面设定好密闭制粒机加料量、加水量及转速等控制参数后，制粒机即可实现自动化制粒作业。
在不同来源含砷烟尘搭配制粒选择上，根据烟尘物料砷含量的高低及粒度分布情况，进行合理选择搭配，以提高制粒成球率，同时控制烟尘制粒后砷品位在一个较稳定的值，便于回转窑焙烧的原料搭配处理。例如可以选用粒度较大、含砷较高的沸腾炉布袋尘与粒度较小、含砷较低的烟化炉布袋尘搭配制粒，通过DCS控制界面同时启动输送这两种烟尘的气化喷射仓式泵，再设定输送时间以控制两种烟尘的输送量，这两种烟尘就可按一定比例在密闭制粒机料仓混合后进行制粒。
S2.将密闭制粒机7制备的含砷烟尘粒通过皮带输送机送入回转窑6，同时将粗锡精炼锅4精炼锡产生的精炼析渣(为块状富砷锡渣)也送入回转窑，将含砷烟尘粒与精炼析渣按质量比1～5:1的比例搭配焙烧，以均衡入窑物料平均砷品位及避免精炼析渣在焙烧过程中出现结块。通过回转窑的电收尘器6-1捕集含砷锡氧化物，捕集到的含砷锡氧化物含砷量较高，用回转窑电收尘化喷射仓式泵6-3输送至密闭制粒机7制粒后再返回转窑焙烧，通过连接回转窑的布袋收尘器6-2捕集砷氧化物(主要为三氧化二砷)，实现锡和砷的分离，得到富集砷的高砷烟尘；脱砷后的焙烧渣返回熔炼流程。
S3.将高砷烟尘储存在料罐8中，最后通过密闭罐车9转运销售。
应用实例：年产60000t精锡的锡冶炼厂，每年共计产生各类含砷锡烟尘共计17000t，平均含锡45％，平均含砷4.2％；产出精炼脱砷析渣11000t，平均含锡43％，平均含砷12.5％。把各冶炼工段收集到的含砷锡烟尘通过气化喷射仓式泵清洁高效的输送至密闭制粒机制粒，并混合来自精炼工段产出的脱砷析渣在回转窑中集中焙烧处理，最后得到平均含砷1.2％的焙砂与含砷48％的高砷烟尘，高砷烟尘通过密闭罐车对接运输销售，砷从锡冶炼流程中一次脱除率达78％。
本发明实现了大型锡冶炼厂各个锡冶炼工段产生的含砷烟尘(即富砷锡烟尘)中锡和砷的分离和回收，既能清洁高效地汇集富砷锡物料，又能有效从富砷锡物料中分离砷，实现砷、锡的分别回收，避免砷在锡冶炼流程中恶性循环，并使砷得到资源化利用。

Claims (2)

1.一种清洁环保的锡冶炼厂砷集中回收系统，其特征在于，所述锡冶炼厂的锡冶炼设备包括有沸腾炉（1）、顶吹炉（2）、烟化炉（3）、粗锡精炼锅（4）、电炉（5）、回转窑（6），所述沸腾炉通过管路连接有收集焙烧脱硫烟气的沸腾炉布袋收尘器（1-1），顶吹炉通过管路连接有收集冶炼烟气的顶吹炉布袋收尘器（2-1），烟化炉通过管路顺序连接有收集烟化挥发烟气的电收尘器（3-1）和烟化炉布袋收尘器（3-2），粗锡精炼锅通过管路连接有收集精炼烟气的精炼锅布袋收尘器（4-1），电炉通过管路连接有收集冶炼烟气的电炉布袋收尘器（5-1），在所述沸腾炉布袋收尘器（1-1）的底部料斗下方、顶吹炉布袋收尘器（2-1）的底部料斗下方、电收尘器（3-1）的底部料斗下方、烟化炉布袋收尘器（3-2）的底部料斗下方、精炼锅布袋收尘器（4-1）的底部料斗下方、电炉布袋收尘器（5-1）的底部料斗下方各自通过管路连接有沸腾炉气化喷射仓式泵（1-2）、顶吹炉气化喷射仓式泵（2-2）、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵（3-3）、烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵（3-4）、精炼锅气化喷射仓式泵（4-2）、电炉气化喷射仓式泵（5-2），所述沸腾炉气化喷射仓式泵（1-2）、顶吹炉气化喷射仓式泵（2-2）、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵（3-3）、烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵（3-4）、精炼锅气化喷射仓式泵（4-2）、电炉气化喷射仓式泵（5-2）的排料口分别连接有通向密闭制粒机（7）进料口（7-1）的气力输送管，密闭制粒机（7）的出料口（7-2）通过皮带输送机连接回转窑（6）的进料口；沸腾炉气化喷射仓式泵（1-2）、顶吹炉气化喷射仓式泵（2-2）、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵（3-3）、烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵（3-4）、精炼锅气化喷射仓式泵（4-2）、电炉气化喷射仓式泵（5-2）的出料控制阀与密闭制粒机（7）的控制系统连接。
2.采用权利要求1所述的清洁环保的锡冶炼厂砷集中回收系统集中回收锡冶炼厂烟气中砷的方法，其特征在于，方法如下：
S1.通过控制系统控制沸腾炉气化喷射仓式泵（1-2）、顶吹炉气化喷射仓式泵（2-2）、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵（3-3）、烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵（3-4）、精炼锅气化喷射仓式泵（4-2）、电炉气化喷射仓式泵（5-2）的出料阀，分别通过沸腾炉气化喷射仓式泵（1-2）、顶吹炉气化喷射仓式泵（2-2）、烟化炉电收尘气化喷射仓式泵（3-3）、烟化炉布袋收尘气化喷射仓式泵（3-4）、精炼锅气化喷射仓式泵（4-2）、电炉气化喷射仓式泵（5-2）将沸腾炉布袋收尘器（1-1）收集的含砷焙烧脱硫烟气布袋尘、顶吹炉布袋收尘器（2-1）收集的含砷冶炼烟气布袋尘、烟化炉电收尘器（3-1）收集的含砷电收尘烟尘、烟化炉布袋收尘器（3-2）收集的含砷烟化挥发烟气布袋尘、精炼锅布袋收尘器（4-1）收集的含砷精炼烟气布袋尘、电炉布袋收尘器（5-1）收集的含砷冶炼烟气布袋尘通过气力输送管送入密闭制粒机（7）进行制粒；
S2.将密闭制粒机（7）制备的含砷烟尘粒通过皮带输送机送入回转窑（6），同时将粗锡精炼锅（4）精炼锡产生的精炼析渣也送入回转窑，将含砷烟尘粒与精炼析渣按质量比1～5:1的比例搭配焙烧，通过回转窑的电收尘器（6-1）捕集含砷锡氧化物，捕集到的含砷锡氧化物用回转窑电收尘化喷射仓式泵（6-3）输送至密闭制粒机（7）制粒后再返回转窑焙烧，通过连接回转窑的布袋收尘器（6-2）捕集砷氧化物，实现锡和砷的分离，得到富集砷的高砷烟尘；
S3.将高砷烟尘储存在料罐（8）中，最后通过密闭罐车（9）转运。
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