一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫装置及方法与流程

本发明属于除砷脱硫技术领域，具体涉及一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫装置及方法。

背景技术：

含砷含硫难浸金矿石的储量占世界金矿总储量的60％，随着易浸金矿资源目渐枯竭，难浸金矿石中金的回收日益显示出其重要地位。含砷含硫难浸金矿必须经过氧化预处理，才能使金得到有效地回收，是金提取工艺的关键步骤。氧化预处理工艺主要有气化、加压氧化、细菌氧化、cl2、hno3等化学氧化等等，其中，气化是一种新而有效的氧化预处理工艺，新工艺气化的主要设备包括回转窑及加热、除尘设备等，但都存在着需较大规模和耐腐蚀的设备，工艺流程复杂、投资大、且在较高温度和压力下操作，需严格的生产技术管理，工业上实施的难度较大等技术问题。

含砷硫金矿预处理脱砷的方法很多，主要包括氧化焙烧、氯化焙烧、化学浸出及细菌氧化浸出等方法。其中两段氧化焙烧法应用最为广泛，即在氧化性气氛下将金矿中的砷主要以as2o3的形式挥发脱除。

目前较新的技术是在真空或惰性气体保护下进行焙烧，使高砷硫铜金矿中的砷与脉石氧化物的晶格氧反应生成as2o3而挥发分离，脱砷后的样品再在氧化性气氛中脱硫，尽管该技术解决了so2和as2o3气体难分离的问题，但分离的效果不佳。另外，目前的除砷脱硫装置均采用耐火砖制成，其安装使用较为繁琐，成本较高。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫装置及方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫装置，所述装置包括焙烧窑、旋风收尘器和布袋收尘器；所述焙烧窑的两端分别设有窑头密封罩和窑尾密封罩；所述窑尾密封罩设有用于向焙烧窑进料的进料口；所述窑头密封罩上设有出料口；所述焙烧窑的出气管与旋风收尘器连通；所述旋风收尘器与布袋收尘器连通；所述旋风收尘器连有第一回收仓；所述布袋收尘器连有第二回收仓；所述布袋收尘器通过烟囱与引风机连通；所述旋风收尘器上还设有冷却装置。

进一步的，所述装置采用不锈钢制成。

进一步的，所述旋风收尘器为八联旋风收尘器；所述布袋收尘器为脉冲布袋收尘器。

一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫的方法，包括步骤：

破碎：将含砷含硫难浸金矿石破碎至粒径2mm以下，得到破碎矿石；

混匀：按照破碎矿石：还原剂：催化剂＝100:3-8:3-8的重量比将破碎矿石、还原剂和催化剂混匀，得到混匀料；

焙烧：将混匀料放入焙烧窑中在20-30个标准大气压力下，分三个温度段进行加热，预热温度段的温度为200-300℃，反应温度段的温度为450-550℃，气化温度段的温度为800-1100℃，焙烧后得到反应气体和含砷硫熟料；

收尘处理：将反应气体依次通入温度为10-20℃的旋风收尘器、布袋收尘器中处理，得到三氧化二砷粉和硫磺粉。

进一步的，所述破碎步骤的破碎矿石的粒径为1mm以下。

进一步的，所述混匀步骤中破碎矿石、还原剂和催化剂的重量比为：破碎矿石：还原剂：催化剂＝100:5:5。

进一步的，所述混匀步骤的还原剂为焦炭，所述催化剂为氢氧化钠。

进一步的，所述焙烧步骤的三个温度段的焙烧时间均为1.5-2h。

进一步的，所述焙烧步骤：气化温度段的温度为850℃，反应温度段的温度为500℃，预热温度段的温度为250℃。

进一步的，收尘处理步骤中旋风收尘器的温度为10-15℃。

本发明的有益效果为：本发明的一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫装置通过采用焙烧窑、旋风收尘器和布袋收尘器最终实现了对含砷含硫难浸金矿石中的砷和硫的分离处理；本发明的装置整体采用不锈钢制成，避免了传统的耐火材料制成的装置笨重、不易安装且导热效果差的缺陷，由于旋风收尘器采用不锈钢制成，也使旋风收尘器的冷却效果更好，从而使旋风收尘器中的反应气体能最大限度的转化成三氧化二砷粉和硫磺粉分离出，从而使分离效果更好；本发明的除砷脱硫的方法通过三段式的加热，改变了传统的二段式加热的处理工艺，对含砷含硫难浸金矿石具有较佳的处理效果，处理后的含砷硫熟料中砷含量降至0.435％，硫含量降至1.55％，砷含量达到了国家要求标准，脱砷率达96％以上，脱硫率达99％。含砷硫熟料可作为提炼金属砷和金的原料，收尘处理得到的三氧化二砷粉和硫磺粉的样品具有较高的金含量利于提高金的回收率，从而提高了资源的利用率，从而本发明具有运行稳定可靠、成本低、效率高的特点，在含砷含硫难浸金矿石的预处理中具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的装置的结构示意图。

图中：1-窑头密封罩；2-焙烧窑；3-窑尾密封罩；4-进料口；5-旋风收尘器；6-脉冲布袋收尘器；7-烟囱；8-引风机；9-出气管；10-第一回收仓；11-第二回收仓。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

实施例1

如图1所示的，一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫装置，所述装置包括焙烧窑、旋风收尘器和布袋收尘器；所述焙烧窑的两端分别设有窑头密封罩和窑尾密封罩；所述窑尾密封罩设有用于向焙烧窑进料的进料口；所述窑头密封罩上设有出料口；所述焙烧窑的出气管与旋风收尘器连通；所述旋风收尘器与布袋收尘器连通；所述旋风收尘器连有第一回收仓；所述布袋收尘器连有第二回收仓；所述布袋收尘器通过烟囱与引风机连通；所述旋风收尘器上还设有冷却装置。

如图1所示的，一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫装置，包括焙烧窑2，优选地，焙烧窑为回转窑；焙烧窑的左右两端分别设有窑头密封罩1和窑尾密封罩3；窑尾密封罩设有进料口4用于将含砷含硫难浸金矿石和催化剂、还原剂的混匀料放入焙烧窑中；窑头密封罩上设有出料口，用于将焙烧后得到的含含砷硫熟料排出，包装后作为提炼金属砷的原料使用。

焙烧窑右端的出气管9依次与旋风收尘器、布袋收尘器连通；优选地，旋风收尘器为八联旋风收尘器；布袋收尘器为脉冲布袋收尘器6。当焙烧窑中的含砷含硫难浸金矿石、催化剂和还原剂的混匀料在焙烧后产生反应气体后，反应气体依次进入旋风收尘器、布袋收尘器中对三氧化二砷和硫磺粉进行回收。旋风收尘器上设有用于给其降温的冷却装置，优选地所述冷却装置为空气冷却器。

具体地，反应气体进入旋风收尘器后，空气冷却器将旋风收尘器的温度降至10-15℃，反应气体在旋风收尘器中以三氧化二砷固体和硫磺粉的形式分离出，进入到旋风收尘器下方的第一回收仓10内；经过旋风收尘器处理后的反应气体继续进入到布袋收尘器中继续以三氧化二砷固体和硫磺粉的形式分离出，并进入到旋风收尘器下方的第二回收仓11，从而完成含砷含硫难浸金矿石中砷和硫的分离处理。

经过布袋收尘器处理后的反应气体基本为空气，其在引风机8的作用下，从烟囱7排出。引风机将焙烧窑中的反应气体依次引入旋风收尘器5、布袋收尘器直至从烟囱排出。

优选地，所述装置采用不锈钢制成。通过将整个装置采用不锈钢制成，使本实施例的装置整体更加的灵活轻便、安装更加简单、便于搬运和安装。而由于不锈钢的良导热性，冷却装置在为旋风收尘器进行降温时，更有利于旋风收尘器的温度的稳定。

实施例2

本实施例可采用实施例1的装置也可以采用现有的装置使用。

本实施的一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫的方法，包括步骤：

破碎：将含砷含硫难浸金矿石破碎至粒径2mm以下，得到破碎矿石；

将含砷含硫难浸金矿石破碎成均匀的细小颗粒，便于焙烧窑充分焙烧。

混匀：按照破碎矿石：还原剂：催化剂＝100:3-8:3-8的重量比将破碎矿石、还原剂和催化剂混匀，得到混匀料；

将破碎矿石与还原剂和催化剂按照上述重量比例混匀后，在焙烧窑中焙烧可最大限度的将破碎矿石中的砷和硫以三氧化砷和二氧化硫的气体形式分离。

焙烧：将混匀料放入焙烧窑中在20-30个标准大气压力下，分三个温度段进行加热，预热温度段的温度为200-300℃，反应温度段的温度为450-550℃，气化温度段的温度为800-1100℃，焙烧后得到反应气体和含砷硫熟料；

为了将混匀料充分焙烧，本实施例采用在20-30个标准大气压力下，分三个温度段进行焙烧。首先，将焙烧窑中的混匀料进行预热，预热温度段的温度为200-300℃；而后进行焙烧使混匀料中的破碎矿石与三氧化砷和二氧化硫充分反应，此时为反应温度段；反应温度段的温度为450-550℃，反应后破碎矿石中的砷硫以三氧化二砷和硫磺的形式存在；再破碎矿石反应完全后，进行气化，气化温度段的温度为800-1100℃，此时气化温度段生成的三氧化二砷和硫磺绝大部分以气体的形式存在。

收尘处理：将反应气体依次通入温度为10-20℃的旋风收尘器、布袋收尘器中处理，得到三氧化二砷粉和硫磺粉。

在焙烧处理后，以气体形式存在的三氧化二砷和硫磺在温度为10-20℃的旋风收尘器中生成三氧化二砷和硫磺固体；实现第一次气固分离；在反应气体进行第一次气固分离之后，处理后的反应气体继续进入布袋收尘器中进行第二次气固分离，从而将反应气体中的绝大部分的三氧化二砷和硫磺固体分离出来。焙烧窑中剩下的含砷硫熟料可以用作提取砷和金的原料。

优选地，所述破碎步骤的破碎矿石的粒径为1mm以下。

优选地，所述混匀步骤中破碎矿石、还原剂和催化剂的重量比为：破碎矿石：还原剂：催化剂＝100:5:5。

优选地，所述混匀步骤的还原剂为焦炭，所述催化剂为氢氧化钠。

优选地，所述焙烧步骤的三个温度段的焙烧时间均为1.5-2h。

优选地，所述焙烧步骤：气化温度段的温度为850℃，反应温度段的温度为500℃，预热温度段的温度为250℃。

优选地，收尘处理步骤中旋风收尘器的温度为10-15℃。

实施例3

一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫的方法，包括步骤：

破碎：将含砷含硫难浸金矿石破碎至粒径1mm以下，得到破碎矿石；

混匀：按照破碎矿石：还原剂：催化剂＝100:3:3的重量比将破碎矿石、还原剂和催化剂混匀，得到混匀料；

焙烧：将混匀料放入焙烧窑中在20个标准大气压力下，分三个温度段进行加热，预热温度段的温度为200℃，反应温度段的温度为450℃，气化温度段的温度为800℃，焙烧后得到反应气体和含砷硫熟料；

收尘处理：将反应气体依次通入温度为10℃的旋风收尘器、布袋收尘器中处理，得到三氧化二砷粉和硫磺粉。

实施例4

一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫的方法，包括步骤：

破碎：将含砷含硫难浸金矿石破碎至粒径1mm以下，得到破碎矿石；

混匀：按照破碎矿石：还原剂：催化剂＝100:8:8的重量比将破碎矿石、还原剂和催化剂混匀，得到混匀料；

焙烧：将混匀料放入焙烧窑中在30个标准大气压力下，分三个温度段进行加热，预热温度段的温度为300℃，反应温度段的温度为550℃，所述焙烧步骤的三个温度段的焙烧时间均为1.6h，气化温度段的温度为1100℃，焙烧后得到反应气体和含砷硫熟料；

收尘处理：将反应气体依次通入温度为20℃的旋风收尘器、布袋收尘器中处理，得到三氧化二砷粉和硫磺粉。

实施例5

一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫的方法，包括步骤：

破碎：将含砷含硫难浸金矿石破碎至粒径1mm以下，得到破碎矿石；

混匀：按照破碎矿石：焦炭：氢氧化钠＝100:5:5的重量比将破碎矿石、焦炭和氢氧化钠混匀，得到混匀料；

焙烧：将混匀料放入焙烧窑中在28个标准大气压力下，分三个温度段进行加热，预热温度段的温度为250℃，反应温度段的温度为500℃，气化温度段的温度为850℃，所述焙烧步骤的三个温度段的焙烧时间均为1.8h，焙烧后得到反应气体和含砷硫熟料；

收尘处理：将反应气体依次通入温度为15℃的旋风收尘器、布袋收尘器中处理，得到三氧化二砷粉和硫磺粉。

所述混匀步骤的还原剂为焦炭，所述催化剂为氢氧化钠。

实施例6

一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫的方法，包括步骤：

破碎：将含砷含硫难浸金矿石破碎至粒径1mm以下，得到破碎矿石；

混匀：按照破碎矿石：焦炭：氢氧化钠＝100:5:5的重量比将破碎矿石、焦炭和氢氧化钠混匀，得到混匀料；

焙烧：将混匀料放入焙烧窑中在28个标准大气压力下，分三个温度段进行加热，预热温度段的温度为250℃，反应温度段的温度为500℃，气化温度段的温度为850℃，所述焙烧步骤的三个温度段的焙烧时间均为1.5h，焙烧后得到反应气体和含砷硫熟料；

收尘处理：将反应气体依次通入温度为15℃的旋风收尘器、布袋收尘器中处理，得到三氧化二砷粉和硫磺粉。

实施例7

一种含砷含硫难浸金矿石的除砷脱硫的方法，包括步骤：

破碎：将含砷含硫难浸金矿石破碎至粒径1mm以下，得到破碎矿石；

混匀：按照破碎矿石：焦炭：氢氧化钠＝100:5:5的重量比将破碎矿石、焦炭和氢氧化钠混匀，得到混匀料；

焙烧：将混匀料放入焙烧窑中在28个标准大气压力下，分三个温度段进行加热，预热温度段的温度为250℃，反应温度段的温度为500℃，气化温度段的温度为850℃，所述焙烧步骤的三个温度段的焙烧时间均为2h，焙烧后得到反应气体和含砷硫熟料；

收尘处理：将反应气体依次通入温度为15℃的旋风收尘器、布袋收尘器中处理，得到三氧化二砷粉和硫磺粉。

测试例

对实施例5的方法进行如下的对比验证。

采用成分如下表1的原矿粉进行实验，得到如下表1中的焙烧样；表1数据来自于昆明超越矿样分析室，于2019年3月7日得到的分析报告单。

表1

其中除尘灰为收尘处理得到的三氧化二砷粉和硫磺粉的样品，烧焙样为含砷硫熟料；所述原矿粉为含砷含硫难浸金矿石粉。

根据表1可知，原矿粉中砷含量为6.98％,超标18倍，硫含量为28.32％；采用实施例5的方法后得到的焙烧样中，砷含量降至0.435％，硫含量降至1.55％，砷含量达到了国家要求标准，脱砷率达96％以上，脱硫率达99％。

处理后的烧焙粉的金含量提升到42.42g/t，加上除尘灰中的26.52g/t的金含量，在后续处理可以提高金的回收率，金回收率达90％以上。

由此可知，本发明的方法运行稳定可靠、成本低、效率高、排放标准可以达到国家要求，在含砷含硫难浸金矿石的预处理中具有很好的应用前景。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。