CN205500810U - 利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统，包括依次相连的焙烧炉、除尘装置、冷却装置、收砷装置、引风机、脱硫装置，所述除尘装置包括刚性膜过滤器，所述刚性膜过滤器内设有由烧结金属多孔材料或烧结多孔陶瓷材料构成的刚性膜过滤元件，收砷装置包括柔性膜过滤器，所述柔性膜过滤器内设有柔性多空金属箔构成的柔性膜过滤元件。本实用新型结构简单，大大提高了含砷硫矿石制备所得三氧化二砷的纯度，提高了砷回收率。

Description

利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统

技术领域

本实用新型涉及三氧化二砷生产领域，具体涉及一种利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统。

背景技术

目前，工业上三氧化二砷的制备方法主要为：含砷硫矿石经破碎之后，进行氧化焙烧，氧化焙烧产生的高温烟气经除尘、冷凝、重力沉降、冷却结晶，再经布袋除尘器捕集分离，所得固体即为三氧化二砷粗品，还需经过后处理才能得到成品。其中氧化焙烧产生的高温烟气包括三氧化二砷、二氧化硫、水蒸气、氮气、氧气以及烟气粉尘等物质，高温烟气的温度一般为550℃左右。上述制备方法存在以下几个问题：第一、由于布袋除尘器捕集分离之前需要进行除尘、冷凝、重力沉降等一系列操作，高温烟气在这一系列操作中容易发生温降，导致三氧化二砷提前结晶进入粉尘，并且现有技术中除尘一般采用重力除尘或者旋风除尘，除尘效果都不理想，气固分离不彻底，最终得到的三氧化二砷产品纯度不高，还需进行后续处理才能得到高品质产品；第二、布袋除尘器在对烟气进行捕集分离时，烟气和晶体的温度高，容易造成布袋烧袋，温度低容易造成酸结露腐蚀布袋，不论是那种情况都会导致布袋使用寿命短、除尘效果有限，最终致使尾气中砷含量较大，整个生产工艺复杂、设备多、投资大、产品回收率低、纯度不高，排出含砷尾气污染环境。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、产品收率高、使用寿命长的利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统。

为了解决上述现有技术的问题，本实用新型采用以下技术方案实现。

本实用新型利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统，包括依次相连的焙烧炉、除尘装置、冷却装置、收砷装置、引风机、脱硫装置，所述除尘装置包括刚性膜过滤器，所述刚性膜过滤器内设有由烧结金属多孔材料或烧结多孔陶瓷材料构成的刚性膜过滤元件，收砷装置包括柔性膜过滤器，所述柔性膜过滤器内设有柔性多空金属箔构成的柔性膜过滤元件。含砷硫矿石在焙烧炉中充分焙烧之后产生高温烟气，高温烟气中含有气态的三氧化二砷、二氧化硫、水蒸气、氮气、氧气以及固态的烟气粉尘等物质，在引风机的作用下，高温烟气进入除尘装置，在刚性膜过滤器的作用下能够将高温烟气中的固态的烟气粉尘先过滤掉，之后气态的三氧化二砷在冷却装置的作用下结晶，结晶的三氧化二砷经过柔性膜过滤器过滤被统一收集，经柔性膜过滤器过滤之后的气体进入脱硫装置，其中的二氧化硫在脱硫装置内被除去，最终排出符合国家大气污染物综合排放标准的气体。本实用新型能够在高温下先过滤固体烟气粉尘，之后经冷却再收集三氧化二砷晶体，大大提高了含砷硫矿石制备所得三氧化二砷的纯度，提高了砷回收率，刚性膜过滤器替代了原有的重力或旋风除尘装置，气固分离更彻底，柔性膜过滤器替代了原有的布袋除尘装置，保持了布袋的柔性，使得过滤通量较大，同时使得三氧化二砷收集效果更加稳定，提高了三氧化二砷的收集纯度。

进一步地，柔性膜过滤元件为柔性多孔金属箔构成的金属滤袋，金属滤袋状的柔性膜过滤元件在耐受高温，收集效果稳定的好处以外，还增加了烟气的过滤通量，在单位时间内能够收集到更多的三氧化二砷，提高了生产效率。

作为上述柔性多孔金属箔的进一步限定，所述柔性多孔金属箔是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片。所述薄片的厚度为5～1500μm、平均孔径为0.05～100μm，孔隙率为15～70％。采用上述条件下的头型多孔金属箔构成的柔性膜过滤元件三氧化二砷收集效果最佳，过滤效果最稳定。

作为上述构成刚性膜过滤元件材料的优选，所述刚性膜过滤元件选用烧结FeAl金属间化合物多孔材料、烧结TiAl金属间化合物多孔材料或烧结NiAl金属间化合物多孔材料。采用这些铝系金属间化合物多孔材料构成的刚性膜过滤元件，更加耐受高温，气固分离效果更好。

进一步地，所述冷却装置为急冷器。急冷器能够将高温烟气的温度降低使得气态的三氧化二砷能够较为彻底地转为结晶，同时保证二氧化硫为气态不结露。

进一步地，所述刚性膜过滤器为将气体温度控制在≥380℃的过滤器。刚性膜过滤器将烟气温度控制在≥380℃，由此保证此时高温烟气中三氧化二砷仍为气体，不会提前进入粉尘，过滤掉的只有固态的烟气粉尘，刚性膜过滤器可以通过内置加热装置或外置保温夹套等温度控制手段达到上述效果。

进一步地，所述冷却装置为将气体冷却至120-275℃的装置。冷却装置将从刚性膜过滤器过滤之后的气体温度控制在120-275℃，由此保证此时烟气中三氧化二砷充分转为晶体，同时二氧化硫仍为气态。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

具体实施方式

以下就以利用雄黄矿石制备三氧化二砷的系统为例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型利用雄黄矿石制备三氧化二砷的系统，包括依次相连焙烧炉1、刚性膜过滤器2、急冷器3、柔性膜过滤器4、引风机5、脱硫装置6，其中柔性膜过滤元件410为柔性多孔金属箔构成的金属滤袋。所述柔性多孔金属箔是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片。所述薄片的厚度为5～1500μm、平均孔径为0.05～100μm，孔隙率为15～70％。柔性多孔金属箔可以选用本申请人申请号为201410609038.9或者申请号为201510153116.3的在先申请中的柔性多孔金属箔，所述刚性膜过滤元件210选用烧结FeAl金属间化合物多孔材料、烧结TiAl金属间化合物多孔材料或者烧结NiAl金属间化合物多孔材料。所述刚性膜过滤器2为将烟气温度控制在≥380℃的过滤器。所述急冷器可以将除尘之后的烟气冷却至120-275℃。

本实用新型的使用方法如下：将雄黄矿石投入焙烧炉1中进行焙烧，焙烧完毕之后输出550℃左右的高温烟气，此时打开引风机，产生的高温烟气在引风机的作用下，首先经过刚性膜过滤器过滤掉固体烟气粉尘，无砷的固体烟气粉尘在刚性膜过滤器中沉积，最后统一排出，过滤过程中将高温烟气温度控制在≥380℃的范围，之后高温烟气经过急冷器冷却到250℃-275℃，三氧化二砷转为晶体，并且在柔性膜过滤器的过滤下收集得到纯度较高的三氧化二砷，冷却并过滤后的气体进入脱硫装置，气体中的二氧化硫气体被除去，最后排出符合国家大气污染物排放标准的尾气。

Claims (8)

1.利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统，包括依次相连的焙烧炉(1)、除尘装置、冷却装置、收砷装置、引风机(5)、脱硫装置(6)，其特征在于，所述除尘装置包括刚性膜过滤器(2)，所述刚性膜过滤器(2)内设有由烧结金属多孔材料或烧结多孔陶瓷材料构成的刚性膜过滤元件(210)，收砷装置包括柔性膜过滤器(4)，所述柔性膜过滤器(4)内设有柔性多孔金属箔构成的柔性膜过滤元件(410)。

2.如权利要求1所述的利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统，其特征在于，柔性膜过滤元件(410)为柔性多孔金属箔构成的金属滤袋。

3.如权利要求1所述的利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统，其特征在于，所述柔性多孔金属箔是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片。

4.如权利要求3所述的利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统，其特征在于，所述薄片的厚度为5～1500μm、平均孔径为0.05～100μm，孔隙率为15～70％。

5.如权利要求1所述的利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统，其特征在于，所述刚性膜过滤元件(210)选用烧结FeAl金属间化合物多孔材料、烧结TiAl金属间化合物多孔材料或烧结NiAl金属间化合物多孔材料。

6.如权利要求1所述的利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统，其特征在于，所述冷却装置为急冷器(3)。

7.如权利要求1所述的利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统，其特征在于，所述刚性膜过滤器(2)为将气体温度控制在≥380℃的过滤器。

8.如权利要求1所述的利用含砷硫矿石制备三氧化二砷的系统，其特征在于，所述冷却装置为将气体冷却至120℃-275℃的装置。