CN206385229U - 一种综合利用含砷铁矿与电石渣的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种综合利用含砷铁矿与电石渣的系统。所述系统包括：破碎磨细装置，第一混合装置，第二混合装置，第一成型装置，第二成型装置，烘干装置，焙烧装置和分离装置；破碎磨细装置的出口与第一混合装置的入口相连；第一混合装置的第一混合料出口与第一成型装置的第一混合料入口相连；第二混合装置的第二混合料出口与第二成型装置的第二混合料入口相连；第一成型装置的出口与第二成型装置的含砷铁矿球团入口相连接；第二成型装置的出口与烘干装置的包裹球团入口相连；烘干装置的出口与焙烧装置的入口相连；焙烧装置的出口与分离装置的入口相连。本实用新型系统不仅实现工业固废及含砷铁矿的综合利用；还简化了设备，降低了生产成本。

Description

一种综合利用含砷铁矿与电石渣的系统

技术领域

本实用新型涉及含砷铁矿和电石渣的综合利用系统，属于含砷铁矿和电石渣综合利用领域。

背景技术

随着钢铁工业的发展，中国铁矿资源日益紧缺，一些复杂难处理铁矿资源正在被大力开发利用。而含砷矿物中的元素砷，是钢铁及有色冶金生产的一种有害元素。砷会造成钢成分严重偏析，在热加工时会使钢材表面产生明显缺陷，同时降低钢的焊接性能；有色冶金工业中，含砷物料大都进行堆存或作为三废排放，对人体及环境都造成了严重的危害。正因如此，含砷铁矿的应用受到了严重的制约。

电石渣是在乙炔、聚氯乙烯、聚乙烯醇等工业产品生产过程中，电石水解后产生的沉淀物，主要成份是氢氧化钙。电石渣长期堆积不但占用大量土地，且对土地有严重的侵蚀作用。因此，国家环境保护部已将电石渣纳入第Ⅱ类一般工业固体废物，要求进行管理。目前，生产过程中产生的电石渣均是作为废弃物处理，因此，处理这些电石渣废弃物不仅需要花费大量的人力物力，还造成了资源的浪费。

公告号为CN 103331289 B的专利公开了一种固砷方法，包括以下步骤：(1)含砷废渣的预处理：将含砷废渣破碎至粒径小于0.5cm，低温烘干至含水率低于5％；(2)铁基固砷反应：将预处理后的含砷废渣与热熔剂、铁基固化剂按一定比例混合后投入球磨机进行固砷反应，即得铁基固砷产物；(3)钙基强化反应：像上述铁基固砷产物中添加钙基强化剂，继续在球磨机中进行强化反应，得到最终固砷产物。热熔剂以铁粉为主；铁基固化剂选自黄铁矿、铁氧化物、碳酸铁或氢氧化铁中的一种或几种；钙基强化剂选自硫酸钙、氧化钙或氢氧化钙中的一种或几种。但是在本实用新型中，一方面，处理的物料为含砷废渣，而不是含砷铁矿；另一方面，采用铁粉为热熔剂，同时选用铁基固化剂，对其中的铁资源无法回收，也是资源的浪费。

公开号为CN 103614554 B的专利文献公开了一种直接还原过程中脱砷的方法，该方法包括：(1)造球：对含砷物料进行研磨，加入还原剂以及粘结剂混匀、造球；(2)烘干：对造球步骤所得的球团进行烘干处理；(3)直接还原：将造球步骤所得的球团置于还原炉内加热至950～1250℃，保温0.5～6小时，控制炉内气氛，进行直接还原反应，脱砷的同时有价金属也被还原。但是本实用新型中，一方面，砷最终以气体形式存在，需要采用尾气处理装置对含砷尾气进行回收处理；另一方面，处理砷黄铁矿时，采用先氧化后还原的方法，在前期氧化过程中，球团中的还原煤被消耗，无法保证后期还原效果。

因此，找到一种合理利用含砷铁矿与电石渣的系统将具有重大的经济效益和社会效益。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种含砷铁矿与电石渣的综合利用系统，该系统采用工业固废电石渣对含砷铁矿中有害元素砷进行脱除，不仅实现工业固废及含砷铁矿的综合利用；还简化了设备，不用增加后续尾气回收装置，降低了生产成本，提高了经济效益。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案为：

一种综合利用含砷铁矿与电石渣的系统，包括：

破碎磨细装置，所述破碎磨细装置包括含砷铁矿入口、含砷铁矿粉出口；

第一混合装置，所述第一混合装置包括含砷铁矿粉入口、粘结剂入口以及第一混合料出口；

第二混合装置，所述第二混合装置包括电石渣入口、粘结剂入口以及第二混合料出口；

第一成型装置，所述第一成型装置包括第一混合料入口、含砷铁矿球团出口；

第二成型装置，所述第二成型装置包括第二混合料入口、含砷铁矿球团入口以及包裹球团出口；

烘干装置，所述烘干装置包括包裹球团入口以及烘干球团出口；

焙烧装置，所述焙烧装置包括烘干球团入口以及焙烧球团出口；

分离装置，所述分离装置包括焙烧球团入口，固态砷酸盐出口以及含铁球团出口。

其中，所述破碎磨细装置的含砷铁矿粉出口与第一混合装置的含砷铁矿入口相连接；

所述第一混合装置的第一混合料出口与第一成型装置的第一混合料入口相连接；

所述第二混合装置的第二混合料出口与第二成型装置的第二混合料入口相连接；

所述第一成型装置的含砷铁矿球团出口与第二成型装置的含砷铁矿球团入口相连接；

所述第二成型装置的包裹球团出口与烘干装置的包裹球团入口相连接；

所述烘干装置的烘干球团出口与焙烧装置的烘干球团入口相连接；

所述焙烧装置的焙烧球团出口与分离装置的焙烧球团入口相连接。

所述的破碎磨细装置为常规的具有破碎磨细功能的装置，例如鄂式破碎机、辊式破碎机、立式磨、振动磨等；

所述的第一混合装置为常规具有混合功能的装置，例如卧式强力混料机、立式混料机等；

所述的第二混合装置为常规具有混合功能的装置，例如滚动混料机等；

所述的第一成型装置为圆盘造球机；

所述的第二成型装置为圆盘造球机；

所述的烘干装置为常规具有烘干功能的装置，例如链篦烘干机、网带烘干机等；

所述的焙烧装置为常规可通入气体焙烧的装置，例如转底炉、回转窑、焙烧炉等；

所述的分离装置为具有将包裹球团分离功能的装置，例如破碎机或者球磨机配加振动筛或者滚筒筛等。

本实用新型进一步提供了一种应用上述系统综合利用含砷铁矿与电石渣的方法：

将含砷铁矿通过含砷铁矿入口进入破碎磨细装置，经破碎磨细后，通过含砷铁矿粉出口排出；

含砷铁矿粉、粘结剂分别通过入口进入第一混合装置，物料混匀后通过第一混合料出口排出；

第一混合料通过入口进入第一成型装置，获得含砷铁矿球团，并通过出口排出；

电石渣、粘结剂分别通过入口进入第二混合装置，物料混匀后通过第二混合料出口排出；

含砷铁矿球团、第二混合料分别通过入口进入第二成型装置，获得包裹球团并通过出口排出；

包裹球团通过入口进入烘干装置，获得烘干球团并通过出口排出；

烘干球团通过入口进入焙烧装置，焙烧球团通过出口排出；

焙烧球团通过入口进入分离装置，并最终获得固态砷酸盐以及含铁球团，分别通过出口排出。

本实用新型技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型采用工业固废电石渣，脱除砷铁矿中的有害元素砷，解决了砷铁矿难以利用的问题；

(2)本实用新型采用固态脱砷而不是气态脱砷，避免了后续增加尾气处理装置。

(3)通过采用本实用新型的一种含砷铁矿与电石渣的综合利用方法与系统，处理后，得到的含铁球团的As含量可降低到0.018重量％以下，甚至低至0.009重量％。

附图说明

图1本实用新型综合利用含砷铁矿与电石渣的系统示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。

如图1所示，本实用新型提供了一种含砷铁矿与电石渣综合利用系统，包括：

破碎磨细装置S100，所述破碎磨细装置S100包括含砷铁矿入口、含砷铁矿粉出口；

第一混合装置S200，所述第一混合装置S200包括含砷铁矿粉入口、粘结剂入口以及第一混合料出口；

第二混合装置S400，所述第二混合装置S400包括电石渣入口、粘结剂入口以及第二混合料出口；

第一成型装置S300，所述第一成型装置S300包括第一混合料入口、含砷铁矿球团出口；

第二成型装置S500，所述第二成型装置S500包括第二混合料入口、含砷铁矿球团入口以及包裹球团出口；

烘干装置S600，所述烘干装置S600包括包裹球团入口以及烘干球团出口；

焙烧装置S700，所述焙烧装置S700包括烘干球团入口以及焙烧球团出口；

分离装置S800，所述分离装置S800包括焙烧球团入口，固态砷酸盐出口以及含铁球团出口。

其中，

所述破碎磨细装置S100的含砷铁矿粉出口与第一混合装置S200的含砷铁矿入口相连接；

所述第一混合装置S200的第一混合料出口与第一成型装置S300的第一混合料入口相连接；

所述第二混合装置S400的第二混合料出口与第二成型装置S500的第二混合料入口相连接；

所述第一成型装置S300的含砷铁矿球团出口与第二成型装置S500的含砷铁矿球团入口相连接；

所述第二成型装置S500的包裹球团出口与烘干装置S600的包裹球团入口相连接；

所述烘干装置S600的烘干球团出口与焙烧装置S700的烘干球团入口相连接；

所述焙烧装置S700的焙烧球团出口与分离装置S800的焙烧球团入口相连接。

所述的破碎磨细装置S100为常规的具有破碎磨细功能的装置，例如鄂式破碎机、辊式破碎机、立式磨、振动磨等；

所述的第一混合装置S200为常规具有混合功能的装置，例如卧式强力混料机、立式混料机等；

所述的第二混合装置S400为常规具有混合功能的装置，例如滚动混料机等；

所述的第一成型装置S300为圆盘造球机；

所述的第二成型装置S500为圆盘造球机；

所述的烘干装置S600为常规具有烘干功能的装置，例如链篦烘干机、网带烘干机等；

所述的焙烧装置S700为常规可通入气体焙烧的装置，例如转底炉、回转窑、焙烧炉等；

所述的分离装置S800为具有将包裹球团分离功能的装置，例如破碎机或者球磨机配加振动筛或者滚筒筛等。

如图1所示，本实用新型进一步提供了一种利用上述系统对含砷铁矿与电石渣的综合利用方法，包括：

将含砷铁矿通过含砷铁矿入口进入破碎磨细装置S100，经破碎磨细后，通过含砷铁矿粉出口排出；

含砷铁矿粉、粘结剂分别通过入口进入第一混合装置S200，物料混匀后通过第一混合料出口排出；

第一混合料通过入口进入第一成型装置S300，获得含砷铁矿球团，并通过出口排出。

电石渣、粘结剂分别通过入口进入第二混合装置S400，物料混匀后通过第二混合料出口排出。

含砷铁矿球团、第二混合料分别通过入口进入第二成型装置S500，获得包裹球团并通过出口排出。

包裹球团通过入口进入烘干装置S600，烘干球团通过出口排出；

烘干球团通过入口进入焙烧装置S700，焙烧球团通过出口排出；

焙烧球团通过入口进入分离装置S800，并最终获得固态砷酸盐以及含铁球团，分别通过出口排出。

下面参考图1，对实际生产中含砷铁矿和电石渣的综合利用方法进行详细的介绍，具体见实施例1-5：

在本实用新型中，“％”表示“重量％”。

实施例1

某砷黄铁矿(砷以FeAsS的形式存在)，TFe含量60.87％，As含量0.331％；某电石渣，CaO含量59.42％。

将砷黄铁矿破碎磨细至0.074mm占70％，加入其质量5％的膨润土制成球团，球团粒径为6～8mm。将电石渣加入其质量6％的糖蜜混合均匀，包裹在砷黄铁矿球团外，包裹厚度为1～3mm。将包裹后的球团进行烘干，在氧气含量8体积％的气氛下进行焙烧，焙烧温度450℃，焙烧时间50min。在焙烧过程中对气氛进行监测，没有含As气体逸出；焙烧后球团去除外部包裹层，测定内部球团的As含量降至0.011％。

实施例2

某砷黄铁矿(砷以FeAsS的形式存在)，TFe含量60.87％，As含量0.331％；某电石渣，CaO含量59.42％。

将砷黄铁矿破碎磨细至0.074mm占75％，加入其质量1％的淀粉制成球团，球团粒径为10～12mm。将电石渣加入其质量4％的膨润土混合均匀，包裹在砷黄铁矿球团外，包裹厚度为3～5mm。将包裹后的球团进行烘干，在氧气含量10％的气氛下进行焙烧，焙烧温度800℃，焙烧时间20min。在焙烧过程中对气氛进行监测，没有含As气体逸出。焙烧后球团去除外部包裹层，测定内部球团的As含量降至0.008％。

实施例3

某砷铁矿(As以FeAsO₄形式存在)，TFe含量45.78％，As含量0.475％；某电石渣，CaO含量57.26％。

将砷铁矿破碎磨细至0.074mm占60％，加入其质量1％的淀粉和2％的膨润土制成球团，球团粒径8～10mm。将电石渣加入其质量4％的糖蜜和0.5％的淀粉混合均匀，包裹在砷铁矿球团外，包裹厚度为3～5mm。将包裹后的球团进行烘干，在氧气含量2％的气氛下进行焙烧，焙烧温度800℃，焙烧时间40min。在焙烧过程中对气氛进行监测，没有含As气体逸出。焙烧后球团去除外部包裹层，测定内部球团的As含量降低至0.018％。

实施例4

某砷铁矿(As以FeAsO₄形式存在)，TFe含量45.78％，As含量0.475％；某电石渣，CaO含量57.26％。

将砷铁矿破碎磨细至0.074mm占65％，加入其质量6％的糖蜜制成球团，球团粒径6～10mm。将电石渣加入其质量1％的淀粉和4％的膨润土混合均匀，包裹在砷铁矿球团外，包裹厚度为1～4mm。将包裹后的球团进行烘干，在氧气含量5％的气氛下进行焙烧，焙烧温度1200℃，焙烧时间20min。在焙烧过程中对气氛进行监测，没有含As气体逸出。焙烧结束后，球团冷却至室温，去除外部包裹层，测定内部球团的As含量降低至0.013％。

实施例5

某砷铁矿(As以FeAsO₄形式存在)，TFe含量45.78％，As含量0.475％；某电石渣，CaO含量57.26％。

将砷铁矿破碎磨细至0.074mm占65％，加入膨润土制成球团，球团粒径7-9mm。将电石渣加入膨润土混合均匀，包裹在砷铁矿球团外，包裹厚度为2～4mm。将包裹后的球团进行烘干，在氧气含量7％的气氛下进行焙烧，焙烧温度600℃，焙烧时间50min。焙烧结束后，球团冷却至室温，去除外部包裹层，测定内部球团的As含量降低至0.009％。

对比实施例1

保持实施例1的其他条件不变，仅将含砷铁矿球团的直径改为4～6mm，焙烧过程中堆积在内部的球团没有焙烧完全，焙烧后含铁球团的As含量为0.152％。

对比实施例2

保持实施例2的其他条件不变，仅将含砷铁矿球团的直径改为14～16mm，焙烧后含铁球团的As含量为0.089％。

对比实施例3

保持实施例3的其他条件不变，仅将包裹厚度增加至5～8mm，焙烧后的含铁球团的As含量为0.035％。

对比实施例4

保持实施例4的其他条件不变，仅将包裹厚度降低至0.5～1mm，焙烧过程中检测到有氧化砷气体逸出，焙烧后含铁球团的As含量提高至0.034％。

Claims (9)

1.一种综合利用含砷铁矿与电石渣的系统，其特征在于，包括：破碎磨细装置，所述破碎磨细装置包括含砷铁矿入口、含砷铁矿粉出口；

第一混合装置，所述第一混合装置包括含砷铁矿粉入口、粘结剂入口以及第一混合料出口；

第二混合装置，所述第二混合装置包括电石渣入口、粘结剂入口以及第二混合料出口；

第一成型装置，所述第一成型装置包括第一混合料入口、含砷铁矿球团出口；

第二成型装置，所述第二成型装置包括第二混合料入口、含砷铁矿球团入口以及包裹球团出口；

烘干装置，所述烘干装置包括包裹球团入口以及烘干球团出口；

焙烧装置，所述焙烧装置包括烘干球团入口以及焙烧球团出口；

分离装置，所述分离装置包括焙烧球团入口，固态砷酸盐出口以及含铁球团出口；

其中，所述破碎磨细装置的含砷铁矿粉出口与第一混合装置的含砷铁矿入口相连接；

所述第一混合装置的第一混合料出口与第一成型装置的第一混合料入口相连接；

所述第二混合装置的第二混合料出口与第二成型装置的第二混合料入口相连接；

所述第一成型装置的含砷铁矿球团出口与第二成型装置的含砷铁矿球团入口相连接；

所述第二成型装置的包裹球团出口与烘干装置的包裹球团入口相连接；

所述烘干装置的烘干球团出口与焙烧装置的烘干球团入口相连接；

所述焙烧装置的焙烧球团出口与分离装置的焙烧球团入口相连接。

2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的破碎磨细装置鄂式破碎机、辊式破碎机、立式磨或振动磨。

3.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的第一混合装置为卧式强力混料机或立式混料机。

4.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的第二混合装置为滚动混料机。

5.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的第一成型装置或第二成型装置为圆盘造球机。

6.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的烘干装置为链篦烘干机或网带烘干机。

7.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的焙烧装置为转底炉、回转窑或焙烧炉。

8.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的分离装置为具有将包裹球团分离功能的装置。

9.按照权利要求8所述的系统，其特征在于，所述的具有将包裹球团分离功能的装置为破碎机或者球磨机配加振动筛或者滚筒筛。