CN112495124A - 从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法及系统、应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法及系统、应用，涉及冶金的技术领域，包括以下步骤：将中性气氛的脱砷烟气进行冷凝，得到液态硫化砷。本发明的方法将烟气中的气态硫化砷以液态形式间接冷凝收集，工艺简单且操作运行稳定，便于灵活控制。本发明得到的硫化砷产物不易散落飞扬，便于运输和储存。

Description

从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法及系统、应用

技术领域

本发明涉及含砷精矿脱砷的技术领域，尤其是涉及一种从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法及系统、应用。

背景技术

在有色金属的提取过程中，硫化金精矿要求含砷低于0.5%，硫化铜精矿要求砷的含量低于0.4%。然而，随着低砷金矿和铜矿的日益枯竭，含砷高的金精矿和含砷高的铜精矿已经逐渐成为有色金属提取企业的生产原料。

由此，这类含砷高的精矿在进入现有冶炼系统前需要进行预脱砷处理。中国专利ZL 201610902405.3 公开了一种含锑、砷难处理金矿预处理方法，在氮气保护下进行焙烧，使得含砷高的精矿中的砷元素以低毒性的硫化砷形式挥发，进而实现砷的脱除，然而，目前关于烟气中砷元素的收集脱除方法，主要针对的是氧化焙烧后形成的三氧化二砷的收集脱除，这并不适用于中性气氛中脱砷烟气的冷却收集脱除。

例如，中国专利201610809233.5 公开了一种高温烟气的除砷方法，采用难溶性亚硫酸盐为吸收剂在高温下和烟气中的三氧化二砷进行反应，生成亚砷酸盐、砷酸盐；中国专利201711313959.0公开了一种冶炼烟气中砷的干法骤冷脱除及回收的方法，通过循环流化床中的颗粒介质对含白砷烟气进行骤冷降温；中国专利201810128499.2公开了一种冶炼烟气喷淋液多级串联吸附除砷的方法通过氧化、中和反应、吸附-沉淀反应、催化吸附、压滤来吸附脱除烟气中氧化砷；中国专利201610916243.9公开了一种冶炼含砷烟气水闪蒸干法除砷的装置及方法，利用水蒸发的潜热吸收烟气的热量，快速降低烟气温度至需要的温度，得到晶体三氧化二砷；中国专利201210125284. 8公开了一种焙烧脱砷防玻璃砷的高温烟气余热回收系统及方法，利用换热器对高温烟气进行间接换热，通过控制管壁的温度防止玻璃状氧化砷晶体的凝结并回收高温烟气余热。

可见，现有的关于烟气中砷元素的收集技术中，大多是针对常规氧化焙烧过程中形成的含三氧化二砷烟气的收集。然而，三氧化二砷的性质与硫化砷的性质不同，而且烟气气氛不同，如果将脱砷烟气中的硫化砷直接冷凝成固态，则容易形成玻璃态，从而影响收砷系统的正常运行，降低收砷的效率。因此，现有的烟气中砷元素的收集技术并不适合中性气氛的脱砷烟气中硫化砷的收集。由此，目前迫切需要开发一种从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的技术。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法，该方法操作稳定、高效且控制灵活。

本发明的目的之二在于提供一种从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的系统，其结构简单且操作方便，该收集系统完全密闭，可以高效地实现从脱砷烟气中收集硫化砷的目的，应用前景广泛。

本发明的目的之三在于提供所述的从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法在处理含砷硫化精矿中的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法，包括如下步骤：

将中性气氛的脱砷烟气在冷凝器中直接冷凝得到液态硫化砷；

所述冷凝的温度为267~550℃；

所述冷凝的冷凝器外表面粗糙度Ra为0.20-13μm;

所述冷凝器的材质包括304不锈钢、316L不锈钢和钛中的至少一种；

所述冷凝器的冷却方式包括利用列管换热器冷却；

所述列管换热器的冷却介质走管程，中性气氛的脱砷烟气走壳程；

所述冷却介质包括饱和水蒸汽、350导热油、氮气和二氧化碳中的至少一种；

所述冷却介质的初始温度为270~310℃；

进一步的，在中性气氛下加热焙烧含砷硫化精矿，得到中性气氛的脱砷烟气；

所述中性气氛的脱砷烟气的温度为600~850℃；

所述中性气氛的脱砷烟气中的硫化砷体积含量为1~50%。

进一步的，所述方法还包括如下步骤：

所述中性气氛的脱砷烟气冷凝前进行除尘处理；

所述除尘处理包括旋风除尘；

所述旋风除尘包括如下步骤：

将所述中性气氛的脱砷烟气引入旋风除尘器，控制旋风除尘烟气出口温度，脱除固体粉尘，得到除尘后的中性气氛的脱砷烟气；

所述旋风除尘器设有外保温装置；

所述旋风除尘烟气出口温度为570~800℃；

进一步的，所述方法还包括如下步骤：

将得到的所述液态硫化砷进行结晶，得到硫化砷晶体；

所述结晶的方式包括冷却结晶；

所述冷却结晶的温度为50~100℃。

进一步的，所述方法还包括如下步骤：

将得到的所述硫化砷晶体造粒成粒径为1~150mm的硫化砷颗粒或块；

所述造粒的条件为惰性气体的氛围下；

所述惰性气体包括氮气。

第二方面，本发明提供了一种实现所述从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷方法的系统，所述系统包括旋风除尘器、冷凝器、列管换热器以及除雾装置；

所述旋风除尘器与所述冷凝器连通，用以对冷凝前的中性气氛的脱砷烟气进行除尘处理；

所述冷凝器内设有冷却列管，所述冷却列管与所述列管换热器互相连通，用以冷凝中性气氛的脱砷烟气；

所述冷凝器的烟气出口处设有所述除雾装置，用以捕集所述冷凝器冷凝的硫化砷液体；

所述除雾装置包括捕雾网、除雾器中的至少一种。

进一步的，所述系统还包括缓冲罐、自动截断阀门、收集池、高温泵、冷却成型设备以及包装设备；

所述冷凝器通过所述冷凝器底部的排出口与所述缓冲罐的进口连通，所述冷凝器的布置沿所述排出口方向向下倾斜1~5%的坡度，用于硫化砷液体流入所述缓冲罐内；

所述缓冲罐的出口与所述收集池连接，所述缓冲罐的进、出口设有所述自动截断阀门，用于将所述缓冲罐中的硫化砷液体定时排出到所述收集池内；

所述高温泵安装于所述收集池内，并与所述冷却成型设备连通，用以将所述收集池内的硫化砷液体输送至所述冷却成型设备；

所述包装设备与所述冷却成型设备连通，用于包装硫化砷，得到硫化砷；

所述冷却成型设备包括回转钢带间接冷却造粒设备、连续缓冷浇筑机以及水雾化直接冷却造粒设备中的至少一种。

进一步的，所述系统还包括尾气净化系统、循环泵以及凉水塔；

所述尾气净化系统与所述除雾装置连通，用以净化尾气；

所述循环泵的进口与所述凉水塔底部连通，所述循环泵的出口与所述列管换热器的底部连通，所述凉水塔的顶部与所述列管换热器的顶部连通，用以循环冷却水实现换热。

第三方面，本发明提供了所述从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法在处理含砷硫化精矿中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:

本发明提供的从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法，将烟气中的气态硫化砷以液态的形式冷凝收集，该方法操作稳定、高效且控制灵活。

本发明提供的实现从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷方法的系统，其结构简单且操作方便，该收集系统完全密闭，适合工厂的大规模应用，应用前景广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施方式提供的从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的工艺流程图；

图2为本发明一种实施方式提供的从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的设备连接示意图。

图示：1-中性气氛间接加热焙烧炉；2-旋风除尘器；3-密闭间接冷凝器；4-除雾装置；5-自动截断阀门；6-硫化砷缓冲罐；7-硫化砷收集池；8-高温泵；9-硫化砷冷却成型设备；10-包装设备；11-尾气深度净化系统；12-列管换热器；13-冷却水循环泵；14-凉水塔。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，现有的关于烟气中砷元素的收集技术中，大多是针对常规氧化焙烧过程中形成的含三氧化二砷烟气的收集。然而，三氧化二砷的性质与硫化砷的性质不同，而且烟气气氛不同，如果将烟气中的硫化砷直接冷凝成固态容易形成玻璃态，从而影响收砷系统的正常运行，降低收砷的效率，所以现有的烟气中砷元素的收集技术并不适合中性气氛的脱砷烟气中硫化砷的收集。

有鉴于此，本发明提供了一种从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法，本发明的方法将烟气中的硫化砷冷凝成液态从而实现收集，充分利用了液态硫化砷的流动特性，工艺过程简单且高效，硫化砷的收集率和纯度都比较高。

根据本发明的第一个方面，一种从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法，包括以下步骤：

将中性气氛的脱砷烟气在冷凝器中直接冷凝得到液态硫化砷；

本发明脱砷烟气的冷凝温度为267~550℃，其典型但非限制性的冷凝温度例如为280℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃；

冷凝用的冷凝器外表面粗糙度Ra为0.20-13μm，其典型但非限制性的外表面粗糙度例如为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm;

本发明的脱砷烟气是指含砷硫化精矿在焙烧脱砷时形成的烟气，其中含有硫化砷。

该冷凝器的材质包括304不锈钢、316L不锈钢和钛中的至少一种；

其中，本发明利用的冷凝器是密闭式的，其冷凝的方式为间接冷凝，密闭式的间接冷凝器对脱砷烟气的冷凝运行更加稳定且高效。

该冷凝器的冷却方式包括利用列管换热冷却的方式，其中，冷却介质走管程，中性气氛的脱砷烟气走壳程，冷却介质包括但不限于饱和水蒸汽、350导热油、氮气和二氧化碳；

冷却介质的初始温度为270~310℃；

在中性气氛下加热焙烧含砷硫化精矿，得到中性气氛的脱砷烟气，其中，中性气氛的脱砷烟气的温度为600~850℃，其典型但非限制性的温度例如为600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃；中性气氛的脱砷烟气中的硫化砷体积含量为1~50%，其典型但非限制性的体积含量例如为1%、10%、20%、30%、40%、50%。

本发明的从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法还包括如下步骤：中性气氛的脱砷烟气冷凝前进行除尘处理，该除尘处理包括旋风除尘。

本发明的旋风除尘包括如下步骤：

将中性气氛的脱砷烟气引入旋风除尘器，控制旋风除尘烟气出口温度，脱除固体粉尘，得到除尘后的中性气氛的脱砷烟气，其中，旋风除尘器设有外保温装置；

旋风除尘烟气出口温度为570~800℃。

旋风除尘后的中性气氛的脱砷烟气通过烟道引入密闭的冷凝器中，通过冷却介质间接换热，并控制换热冷却壁温度267~550℃，从而将烟气中硫化砷气体冷凝形成液态收集，其中，换热后温度升高的冷却介质采用列管式换热器间接换热降温，之后可循环使用，密闭的冷凝器可以采用一级或多级串联组合，冷却方式为间接列管换热，冷却介质走管程，脱砷烟气走壳程。

本发明的从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法还包括如下步骤：

将得到的所述液态硫化砷进行结晶，得到硫化砷晶体，其中，结晶的方式包括但不限于冷却结晶，冷却结晶的温度为50~100℃；

本发明的从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法还包括如下步骤：

将得到的硫化砷晶体造粒成粒径为1~150mm的硫化砷颗粒或块，其中，造粒的条件为惰性气体的氛围下，该惰性气体包括但不限于氮气。

本发明将收集的硫化砷制成粒径1~150mm的硫化砷颗粒或块，不容易散落飞扬，便于储存和运输。

一种典型的从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法，包括如下步骤：

a）在中性气氛下加热焙烧含砷硫化精矿，得到中性气氛的脱砷烟气，其中，中性气氛的脱砷烟气的温度为600~850℃，中性气氛的脱砷烟气中的硫化砷体积含量为1~50%；

b）将步骤a)得到的中性气氛的脱砷烟气进行除尘处理，所述除尘处理为旋风除尘，所述旋风除尘包括如下步骤：将中性气氛的脱砷烟气引入设有外保温装置的旋风除尘器中，控制旋风除尘烟气出口温度为570~800℃，脱除固体粉尘，得到除尘后的中性气氛的脱砷烟气；

c）将步骤b）得到的除尘后的中性气氛的脱砷烟气引入密闭间接冷凝器中，利用列管换热器进行换热，其中，冷却介质走管程，中性气氛的脱砷烟气走壳程，冷却壁的温度为267~550℃，得到液态硫化砷，其中，该密闭间接冷凝器的冷凝管外表面粗糙度Ra为0.20-13μm，冷却介质初始温度为270~310℃；

d）将步骤c）得到的液态硫化砷在温度为50~100℃下冷却结晶，之后造粒，得到粒径为1~150mm的硫化砷颗粒或块，其中，所述造粒的条件为氮气氛围下。

在上述具体工艺实施过程中，含硫化砷中性气氛的烟气先采用旋风除尘器分离焙烧带入的粉尘，再采用密闭间接冷凝器间接冷却，将气态硫化砷冷凝为液态收集，之后采用冷却结晶成型设备制成易于储存和运输的硫化砷颗粒或块，从而有效实现了中性气氛的含脱砷烟气中硫化砷的密闭收集。

本发明的中性气氛的脱砷烟气中硫化砷收集的主要物理变化原理如下：

1、密闭间接冷凝器冷凝：

2、冷却结晶成型制成硫化砷颗粒或块：

本发明提供的从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法，将烟气中的气态硫化砷以液态的形式间接冷凝收集，该方法操作稳定、高效且控制灵活。

根据本发明的第二个方面，一种实现从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷方法的系统，该系统包括旋风除尘器、冷凝器、列管换热器以及除雾装置；

所述旋风除尘器与所述冷凝器连通，用以对冷凝前的中性气氛的脱砷烟气进行除尘处理；

所述冷凝器内设有冷却列管，所述冷却列管与所述列管换热器互相连通，用以冷凝中性气氛的脱砷烟气；

冷凝器的烟气出口处设有除雾装置，用以捕集冷凝器冷凝的硫化砷液体；

本发明的除雾装置包括捕雾网、除雾器中的至少一种。

其中，本发明利用的冷凝器是密闭式的，采用间接冷凝的方式，这对脱砷烟气的冷凝会更加稳定且高效；另外，本发明的冷凝器可以采用一级或多级串联组合的方式进行工作；冷凝器的烟气出口处设有的除雾装置包括但不限于捕雾网、除雾器。

本发明的系统还包括缓冲罐、自动截断阀门、收集池、高温泵、冷却成型设备以及包装设备；

冷凝器通过冷凝器底部的排出口与缓冲罐的进口连通，其中，冷凝器的布置沿排出口方向向下倾斜1~5%的坡度，用于硫化砷液体流入缓冲罐内；

缓冲罐的出口与收集池连接，缓冲罐的进、出口设有自动截断阀门，用于将缓冲罐中的硫化砷液体定时排出到收集池内；

高温泵安装于收集池内，并与冷却成型设备连通，用以将收集池内的硫化砷液体输送至冷却成型设备，进行结晶成型以及造粒；

包装设备与冷却成型设备连通，用于包装硫化砷，得到硫化砷；

其中，需要说明的是，液态硫化砷的缓冲罐和收集池内均设置有270℃的饱和蒸汽和/或加热油进行加热，硫化砷的缓冲罐设置于液态硫化砷排出口的正下方，便于硫化砷液体自然汇集流入缓冲罐内，液态硫化砷的输送管道均为270℃饱和蒸汽的伴热管道；另外，硫化砷的冷却成型设备包括但不限于回转钢带间接冷却造粒设备、连续缓冷浇筑机以及水雾化直接冷却造粒设备，由此设备制成的粒径为1~150mm的硫化砷颗粒或块，不容易散落飞扬，便于储存和运输，其中，硫化砷冷却成型设备必须隔绝空气，用惰性气体保护，其包括但不限于氮气。

本发明的系统还包括尾气净化系统、循环泵以及凉水塔；

尾气净化系统与除雾装置连通，用以净化尾气；

循环泵的进口与凉水塔底部连通，循环泵的出口与列管换热器的底部连通，凉水塔的顶部与列管换热器的顶部连通，用以循环冷却水实现换热。

一种典型的从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的系统，具体如图1-图2所示：

将含砷硫化精矿置于中性气氛间接加热焙烧炉1中焙烧，焙烧后得到的中性气氛的脱砷烟气的温度为600~850℃，该脱砷烟气中硫化砷的体积含量为1~50%，此脱砷烟气先经过带外保温的旋风除尘器2，脱除固体粉尘，该固体粉尘经旋风除尘脱除后可返回中性气氛间接加热焙烧炉1继续焙烧，控制旋风除尘烟气的出口温度为570~800℃，得到除尘后的中性气氛的脱砷烟气，再引入多台串联的密闭间接冷凝器3，密闭间接冷凝器3通过初始温度为270~310℃的冷却介质间接换热，列管换热器12冷却壁的平均温度为267~550℃，脱砷烟气中的硫化砷气体经此冷凝后形成液态硫化砷从而实现收集，其中，尾气经过尾气深度净化系统11进行处理，密闭间接冷凝器3的冷却方式为间接列管换热的方式，冷却介质走管程，脱砷烟气走壳程，换热后温度升高的冷却介质采用列管换热器12经过间接换热降温为270~310℃后循环使用，列管换热器12连接冷却水循环泵13和凉水塔14，密闭间接冷凝器3中冷凝管外表面粗糙度Ra为0.20~13μm，密闭间接冷凝器3的材质为304不锈钢、316L不锈钢或钛中的一种或几种的组合，密闭间接冷凝器3内烟气出口处设置有除雾装置4（捕雾网或除雾器），除雾装置4将冷凝的硫化砷小液滴捕集，密闭间接冷凝器3底部设有液态硫化砷排出口，硫化砷缓冲罐6配置于该液态硫化砷排出口的正下方，密闭间接冷凝器3的布置沿液态硫化砷排出口方向向下倾斜1~5%的坡度，便于液态硫化砷自流汇集并排进硫化砷缓冲罐6，硫化砷缓冲罐6的进、出口设置有自动截断阀门5，采用自动截断阀门5的开和关，将硫化砷缓冲罐6中的液态硫化砷定时排出至硫化砷收集池7中，硫化砷缓冲罐6和硫化砷收集池7均设置有270~320℃的饱和蒸汽或加热油加热保温的装置，液态硫化砷输送管道均为270~320℃饱和蒸汽的伴热管道；将硫化砷收集池7内的液态硫化砷通过高温泵8输送至硫化砷冷却成型设备9，在惰性气体的保护下通过间接冷却的方式将液态硫化砷冷却至50~100℃结晶成型，造粒成粒径1~150mm的硫化砷颗粒或块，之后经包装设备10进行包装，得到成品硫化砷，该成品硫化砷不容易散落飞扬，便于储存和运输，烟气中硫化砷的收集率为98%。

本发明提供的实现从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷方法的系统，其结构简单且操作方便，该收集系统完全密闭，适合工厂的大规模应用，应用前景广泛。

（1）本发明从含砷硫化精矿中性气氛焙烧产出的烟气中以液态形式间接冷凝收集硫化砷，充分利用液态硫化砷的流动特性，收集设备无需机械振打或刮耙等机械构件，设备完全密闭，结构简单，运行稳定。

（2）本发明烟气中硫化砷采用间接换热的冷却方式进行冷凝收集，烟气系统不引入其它冷却介质，烟气量小。

（3）本发明将硫化砷的液态冷凝收集和冷却结晶成型分两步进行，操作稳定；硫化砷冷凝物形态控制灵活，可根据产物要求调整成型设备及工艺条件，灵活控制硫化砷结晶形态。

（4）本发明将烟气中收集的硫化砷制成颗粒或块，化学稳定性强，毒害性低，不容易散落飞扬，便于运输、储存。

根据本发明的第三个方面，本发明的从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法在处理含砷硫化精矿中的应用。

本发明提供的收集硫化砷的方法在处理含砷硫化精矿中的应用具有与上述方法和系统相同的优势，在此不必赘述。

下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，实施例中的材料为根据现有方法制备而得，或直接从市场上购得。

实施例1

将含砷 8%的含砷难处理硫化金精矿采用中国专利ZL 201610902405.3 公开的方法在氮气保护条件下间接加热焙烧形成硫化砷体积含量为16%，温度为700℃的中性气氛烟气，先经过带外保温的旋风收尘器，脱除固体粉尘，控制旋风收尘烟气出口温度650℃；旋风收尘后的烟气引入3台串联的密闭间接冷凝器，通过初始温度为270℃的饱和蒸汽间接换热，并控制换热器冷却壁平均温度300℃，饱和蒸汽走管程，含砷烟气走壳程，将烟气中硫化砷气体冷凝，形成液态收集，并分别自流入3台硫化砷缓冲罐内，通过缓冲罐上进、出液阀门的自动开、关，定期将缓冲罐内收集的液态硫化砷排入硫化砷收集池；密闭间接冷凝器上换热温度升高的饱和蒸汽（冷却介质）采用列管式换热器用水间接换热降温至270℃，之后循环使用；密闭间接冷凝器材质为316L不锈钢，冷凝管外表面表面粗糙度Ra为3μm；密闭间接冷凝器内烟气出口处设置捕雾网，将冷凝的硫化砷小液滴捕集；密闭间接冷凝器底部设有液态硫化砷排出口，密闭间接冷凝器的布置沿液态硫化砷排出口方向向下倾斜1.5%的坡度，便于液态硫化砷的自流汇集排入硫化砷排出口正下方的缓冲罐内;液态硫化砷缓冲罐和收集池均设置270℃饱和蒸汽加热保温；液态硫化砷输送管道均为270℃饱和蒸汽伴热管道。将收集池内液态硫化砷通过高温泵输送至回转钢带间接冷却造粒设备，在氮气保护下通过间接冷却的方式将液态硫化砷冷却至80℃结晶成型，制成粒径5mm左右的硫化砷颗粒之后包装，制成的颗粒状硫化砷不容易散落飞扬，便于储存、运输，烟气中硫化砷的收集率为98%。

实施例2

将含砷 3%的含砷铜精矿采用中国专利ZL 201610902405.3 公开的方法在氮气保护条件下间接加热焙烧形成的硫化砷体积含量为7%，温度为650℃的中性气氛烟气经过带外保温的旋风收尘器，脱除固体粉尘，控制旋风收尘烟气出口温度610℃；旋风收尘后的烟气引入2台串联的密闭间接冷凝器，通过初始温度为275℃的加热油间接换热，并控制换热冷却壁平均温度310℃，加热油走管程，含砷烟气走壳程，将烟气中硫化砷气体冷凝，形成液态收集，并分别自流入2台硫化砷缓冲罐内，通过缓冲罐上进、出液阀门的自动开、关，定期将缓冲罐内收集的液态硫化砷排入硫化砷收集池；密闭间接冷凝器上换热后温度升高的加热油（冷却介质）采用列管式换热器用水间接换热降温至275℃，之后循环使用；密闭间接冷凝器材质为304不锈钢，冷凝管外表面表面粗糙度Ra为 5μm；密闭间接冷凝器内烟气出口处设置除雾器，将冷凝的硫化砷小液滴捕集；密闭间接冷凝器底部设有液态硫化砷排出口，密闭间接冷凝器的布置沿液态硫化砷排出口方向向下倾斜3%的坡度，便于液态硫化砷的自流汇集排入硫化砷排出口正下方的缓冲罐;液态硫化砷缓冲罐和收集池均设置275℃加热油加热保温；液态硫化砷输送管道均为275℃加热油伴热管道。将收集池内液态硫化砷通过高温泵输送至水雾化直接冷却造粒，在氮气保护下通过直接冷却的方式将液态硫化砷冷却至50℃结晶成型，制成粒径为3mm的硫化砷颗粒，离心机脱水后包装。从烟气收集制成的粒状硫化砷不容易散落飞扬，便于储存、运输，烟气中硫化砷收集率为97%。

实施例3

将含砷 10%的高砷黄铁矿采用中国专利ZL 201610902405.3 公开的方法在氮气保护条件下间接加热焙烧形成的硫化砷体积含量为20%，温度为800℃的中性气氛烟气经过带外保温的旋风收尘器，脱除固体粉尘，控制旋风收尘烟气出口温度750℃；旋风收尘后的烟气引入4台串联的密闭间接冷凝器，通过初始温度为280℃的氮气间接换热，并控制换热冷却壁平均温度320℃，氮气走管程，含砷烟气走壳程，将烟气中硫化砷气体冷凝，形成液态收集，并分别自流入4台硫化砷缓冲罐内，通过缓冲罐上进、出液阀门的自动开、关，定期将缓冲罐内收集的液态硫化砷排入硫化砷收集池；密闭间接冷凝器上换热后温度升高的氮气（冷却介质）采用列管式换热器用水间接换热降温至280℃，之后循环使用；密闭间接冷凝器材质为钛材，冷凝管外表面表面粗糙度Ra为 8μm；密闭间接冷凝器内烟气出口处设置除雾器，将冷凝的硫化砷小液滴捕集；每台密闭间接冷凝器底部设有液态硫化砷排出口，密闭间接冷凝器的布置沿液态硫化砷排出口方向向下倾斜1%的坡度，便于液态硫化砷的自流汇集排入硫化砷排出口正下方的缓冲罐内;液态硫化砷缓冲罐和收集池均设置270℃加热油加热保温；液态硫化砷输送管道均为270℃加热油汽伴热管道。将收集池内液态硫化砷通过高温泵输送至连续缓冷浇筑机，在氮气保护下通过直接冷却的方式将液态硫化砷冷却至60℃结晶成型，制成长×宽×高为100×100×50mm的硫化砷块，之后包装，从烟气收集制成的块状硫化砷不容易散落飞扬，便于储存、运输，烟气中硫化砷收集率98.5%。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种从中性气氛的脱砷烟气中收集硫化砷的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将中性气氛的脱砷烟气在冷凝器中直接冷凝得到液态硫化砷；

所述冷凝的温度为267~550℃；

所述冷凝的冷凝器外表面粗糙度Ra为0.20-13μm;

所述冷凝器的冷却方式包括利用列管换热器冷却。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷凝器材质包括304不锈钢、316L不锈钢和钛中的至少一种；

所述列管换热器的冷却介质走管程，中性气氛的脱砷烟气走壳程；

所述冷却介质包括饱和水蒸汽、350导热油、氮气和二氧化碳中的至少一种；

所述冷却介质的初始温度为270~310℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在中性气氛下加热焙烧含砷硫化精矿，得到中性气氛的脱砷烟气；

所述中性气氛的脱砷烟气的温度为600~850℃；

所述中性气氛的脱砷烟气中的硫化砷体积含量为1~50%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

所述中性气氛的脱砷烟气冷凝前进行除尘处理；

所述除尘处理包括旋风除尘；

所述旋风除尘包括如下步骤：

将所述中性气氛的脱砷烟气引入旋风除尘器，控制旋风除尘烟气出口温度，脱除固体粉尘，得到除尘后的中性气氛的脱砷烟气；

所述旋风除尘器设有外保温装置；

所述旋风除尘烟气出口温度为570~800℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

将得到的所述液态硫化砷进行结晶，得到硫化砷晶体；

所述结晶的方式包括冷却结晶；

所述冷却结晶的温度为50~100℃。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

将得到的所述硫化砷晶体造粒成粒径为1~150mm的硫化砷颗粒或块；

所述造粒的条件为惰性气体的氛围下；

所述惰性气体包括氮气。

7.一种实现权利要求1-6任一项所述方法的系统，其特征在于，所述系统包括旋风除尘器、冷凝器、列管换热器以及除雾装置；

所述旋风除尘器与所述冷凝器连通，用以对冷凝前的中性气氛的脱砷烟气进行除尘处理；

所述冷凝器内设有冷却列管，所述冷却列管与所述列管换热器互相连通，用以冷凝中性气氛的脱砷烟气；

所述冷凝器的烟气出口处设有所述除雾装置，用以捕集所述冷凝器冷凝的硫化砷液体；

所述除雾装置包括捕雾网、除雾器中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括缓冲罐、自动截断阀门、收集池、高温泵、冷却成型设备以及包装设备；

所述冷凝器通过所述冷凝器底部的排出口与所述缓冲罐的进口连通，所述冷凝器的布置沿所述排出口方向向下倾斜1~5%的坡度，用于硫化砷液体流入所述缓冲罐内；

所述缓冲罐的出口与所述收集池连接，所述缓冲罐的进、出口设有所述自动截断阀门，用于将所述缓冲罐中的硫化砷液体定时排出到所述收集池内；

所述高温泵安装于所述收集池内，并与所述冷却成型设备连通，用以将所述收集池内的硫化砷液体输送至所述冷却成型设备；

所述包装设备与所述冷却成型设备连通，用于包装硫化砷，得到硫化砷；

所述冷却成型设备包括回转钢带间接冷却造粒设备、连续缓冷浇筑机以及水雾化直接冷却造粒设备中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括尾气净化系统、循环泵以及凉水塔；

所述尾气净化系统与所述除雾装置连通，用以净化尾气；

所述循环泵的进口与所述凉水塔底部连通，所述循环泵的出口与所述列管换热器的底部连通，所述凉水塔的顶部与所述列管换热器的顶部连通，用以循环冷却水实现换热。

10.一种权利要求1-6任一项所述的方法在处理含砷硫化精矿中的应用。

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