技术特征：
1.一种有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法，用于对含有硫化砷的硫化砷渣进行脱砷固硫处理，所述硫化砷渣中固体成分按质量百分比含as为25～50％，s为20％～40％，以及用于对冶炼烟尘或氧化金属矿粉进行脱砷处理，其中，所述冶炼烟尘为有色金属冶炼过程中挥发性元素随烟气带走并经收尘冷凝后的产物产生的烟尘，所述冶炼烟尘中固体成分按质量百分比含cuo为2～30％，pbo为2～30％，zno为2～30％，as2o3为10～30％，所述氧化金属矿粉为原矿开采物料或选矿工艺环节的中间产物，所述氧化铅矿粉固体成分按质量百分比含pbo为30～50％，as2o3为1
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15％，氧化铜矿粉固体成分按质量百分比含cuo为15～30％，as2o3为1
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15％，其特征在于，使用有色冶炼含砷物料协同处理与利用设备进行脱砷固硫操作，所述有色冶炼含砷物料协同处理与利用设备包括低温固硫装置、高温热解装置、收砷装置、供热装置和尾气净化系统；其中，所述低温固硫装置包括：破碎机，用于将所述硫化砷渣破碎为粒径为1mm
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30mm的微粒；原料混合机，其与所述破碎机连接，用于将所述硫化砷渣与所述冶炼烟尘或所述氧化金属矿粉进行混合；原料进料机构，其与所述原料混合机连接，用于承接和输送所述原料混合机输出的热解原料；低温热解炉，其包括低温内筒、低温夹套和低温搅动机构，所述低温内筒用于容置所述原料进料机构输出的热解原料，所述低温内筒设置有低温热解进料口、低温热解出料口和低温热解出气口，所述低温热解进料口与所述原料进料机构连接，用于承接所述原料进料机构输出的热解原料，所述低温热解出料口用于输出含有金属硫化物的热解物料，所述低温热解出气口用于输出含有三氧化二砷的低温热解气；所述低温夹套包裹在所述低温内筒的外部，用于通过输入外部烟气对所述低温内筒中的热解原料进行加热热解；所述低温搅动机构设置在所述低温内筒中，用于对所述低温内筒中的热解原料进行搅拌；以及，氮气制造机，其与所述原料进料机构和所述低温内筒均连接，用于向所述原料进料机构和所述低温内筒中输入氮气形成无氧气氛；其中，所述高温热解装置包括：热解料进料机构，其内部设置有螺旋结构，所述热解料进料机构与所述低温热解出料口连接，用于输送所述低温热解出料口输出的热解物料；所述热解料进料机构还与所述氮气制造机连接，用于向所述热解料进料机构中输入氮气，形成无氧气氛；高温热解炉，其包括高温内筒、高温夹套和高温搅动机构；所述高温内筒用于容置所述热解料进料机构输出的热解物料，所述高温内筒与所述氮气制造机连接，用于向所述高温内筒中输入氮气形成无氧气氛，所述高温内筒包括高温热解进料口、高温热解出料口和高温热解出气口，所述高温热解进料口与所述热解料进料机构连接，用于输入所述热解料进料机构输出的热解物料，所述高温热解出料口用于输出含有金属硫化物的热解尾渣，所述高温热解出气口用于输出含有三氧化二砷的高温热解气；所述高温夹套包裹在所述高温内筒的外部，用于通过输入外部烟气对所述高温内筒中的热解原料进行加热热解；所述高温搅动机构设置在所述高温内筒中，用于对所述高温内筒中的热解物料进行搅拌；添加剂进料机构，其内部设置有螺旋结构，所述添加剂进料机构与所述高温内筒连接，用于向所述高温内筒中输入碳粉，使得所述高温内筒中的砷酸盐得到分解；所述添加剂进
料机构还与所述氮气制造机连接，用于向所述添加剂进料机构中输入氮气，形成无氧气氛；以及，热解料出料机构，其内部设置有螺旋结构，所述热解料出料机构与所述高温热解出料口连接，用于输出含有金属硫化物的热解尾渣；其中，所述收砷装置包括：高温气固分离塔，用于对所述低温热解出气口输出的低温热解气和所述高温热解出气口输出的高温热解气进行过滤得到过滤热解气；所述高温气固分离塔包括分离塔内炉和分离塔夹套，所述分离塔内炉包括分离塔气体入口和分离塔气体出口，所述分离塔气体入口与所述低温热解出气口和所述高温热解出气口均连接，所述分离塔气体入口用于输入低温热解气和高温热解气，所述分离塔气体出口用于输出过滤热解气；所述分离塔内炉分为上部的过滤腔体和下部的排灰腔体，所述排灰腔体呈圆锥形，其底部设置有排灰口；所述分离塔内炉还包括支撑板、多根过滤膜管和反吹管，所述支撑板沿所述过滤腔体的径向固定在所述过滤腔体内，所述支撑板将所述过滤腔体分割成两部分，远离所述排灰腔体的部分为上腔体，靠近所述排灰腔体的部分为下腔体，且所述上腔体的容量小于所述下腔体的容量，所述分离塔气体入口和所述分离塔气体出口分别位于所述下腔体相对的两侧，且所述分离塔气体出口高于所述分离塔气体入口，多根所述过滤膜管沿所述过滤腔体的轴向固定在所述过滤腔体内，所述过滤膜管贯穿固定在所述支撑板上，所述反吹管的一端位于所述高温气固分离塔的外部，另一端位于所述上腔体内，所述反吹管位于所述上腔体的一端设置有多个反吹口，多个所述反吹口分别与多根所述过滤膜管对应连通，所述反吹管用于使所述过滤膜管内的灰尘从所述排灰口排出；所述分离塔夹套包裹在所述分离塔内炉的周侧，所述分离塔夹套用于输入高温烟气，对所述分离塔内炉中的低温热解气和高温热解气进行加热，且所述分离塔夹套的出口和所述高温夹套的出口均与所述低温内筒的入口连接；冷凝收砷装置，其与所述分离塔气体出口连接，用于对过滤热解气进行冷凝收砷，得到精白砷；以及，还原塔，其与所述分离塔气体出口连接，用于对过滤热解气进行碳还原得到金属砷；其中，所述尾气净化系统设置为碱洗塔，其与所述冷凝收砷装置和所述还原塔均连接，用于将所述冷凝收砷装置和所述还原塔排出的热解尾气通过氢氧化钠溶液进行无害处理；其中，所述供热装置包括：烟气母管，用于输送高温烟气，所述烟气母管的出口与所述高温夹套的入口和所述分离塔夹套的入口均连接；以及，燃烧机构，用于产生高温烟气，所述燃烧机构与所述烟气母管的入口连接；所述有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法包括：步骤a，将所述硫化砷渣输入到所述破碎机中，破碎为粒径为1mm
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30mm的微粒并输出；步骤b，将步骤a输出的所述硫化砷渣与所述冶炼烟尘或所述氧化金属矿粉输入到所述原料混合机中进行混合，并输出热解原料；步骤c，将所述步骤b输出的热解原料通过所述原料进料机构输送到所述低温内筒中，并向所述原料进料机构中持续通过所述氮气制造机输入用于形成无氧气氛的氮气；步骤d，向所述步骤c中的所述低温内筒中持续通过所述氮气制造机输入用于形成无氧气氛的氮气；
步骤e，对所述步骤c中的所述低温内筒中的所述热解原料通过所述低温搅动机构进行搅拌，并通过所述低温夹套中的外部烟气按第一设定温度进行加热热解，按第一设定时长进行保温，其中所述第一设定温度设置为200～400℃，所述第一设定时长设置为60～180min,使得硫化砷中的硫形成固态金属硫化物，硫化砷中的砷形成气态三氧化二砷，分别输出含有金属硫化物的热解物料以及含有三氧化二砷的低温热解气；步骤f，将用于分解砷酸盐的碳粉通过所述添加剂进料机构输入到所述高温内筒中，并通过所述热解料进料机构将所述步骤e输出的热解物料输入到所述高温内筒中，并向所述添加剂进料机构和所述热解料进料机构中持续通过所述氮气制造机输入用于形成无氧气氛的氮气；步骤g，向所述步骤f中的所述高温内筒中通过所述氮气制造机持续输入用于形成无氧气氛的氮气；步骤h，对所述步骤f中的所述高温内筒的所述热解物料通过所述高温搅动机构进行搅拌，并通过所述高温夹套中的外部烟气按第二设定温度进行加热热解，按第二设定时长进行保温，其中所述第二设定温度设置为500～700℃，所述第二设定时长设置为60～180min，使得所述冶炼烟尘或所述氧化金属矿粉中的固态三氧化二砷变为气态，并对砷酸盐进行分解，通过所述热解料出料机构输出含有金属硫化物的热解尾渣和含有三氧化二砷的高温热解气；步骤i，先将所述步骤e输出的所述低温热解气和所述步骤h输出的所述高温热解气输入到所述分离塔内炉中，通过所述分离塔夹套中的外部烟气对其进行高温过滤，使得所述低温热解气和所述高温热解气中的三氧化二砷保持气态，并过滤掉所述低温热解气和所述高温热解气中的粉尘形成过滤热解气，再将过滤热解气输入到冷凝收砷装置中，对其进行冷凝收砷，分别输出精白砷和热解尾气，和/或将部分过滤热解气输入到还原塔中，对其进行碳还原，分别输出金属砷和热解尾气；步骤j，将所述步骤h中所述高温夹套输出的外部烟气和所述步骤i中所述分离塔夹套输出外部烟气混合后输入到所述步骤e中所述低温夹套中；以及，步骤k，将所述步骤i输出的热解尾气通过所述尾气净化系统进行无害处理，并达标排放。2.一种有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法，用于对含有硫化砷的硫化砷渣进行脱砷固硫处理，以及用于对冶炼烟尘或氧化金属矿粉进行脱砷处理，其中，所述冶炼烟尘为有色金属冶炼过程中挥发性元素随烟气带走并经收尘冷凝后的产物产生的烟尘，所述氧化金属矿粉为原矿开采物料或选矿工艺环节的中间产物，其特征在于，包括：步骤a，将所述硫化砷渣与所述冶炼烟尘或所述氧化金属矿粉输入到原料混合机中进行混合，并输出热解原料；步骤b，将所述步骤a输出的热解原料输送到低温热解炉中；步骤c，向所述步骤b中的所述低温热解炉中持续输入用于形成无氧气氛的惰性气体；步骤d，对所述步骤b中的所述低温热解炉，按第一设定温度进行加热热解，并按第一设定时长进行保温，使得硫化砷中的硫形成固态金属硫化物，硫化砷中的砷形成气态三氧化二砷，分别输出含有金属硫化物的热解物料以及含有三氧化二砷的低温热解气；步骤e，将用于分解砷酸盐的碳粉和所述步骤d输出的热解物料输入到高温热解炉中；
步骤f，向所述步骤e中的所述高温热解炉中持续输入用于形成无氧气氛的惰性气体；以及，步骤g，对所述步骤e中的所述高温热解炉，按第二设定温度进行加热热解，并按第二设定时长进行保温，使得所述冶炼烟尘或所述氧化金属矿粉中的固态三氧化二砷变为气态，并对砷酸盐进行分解，输出含有金属硫化物的热解尾渣和含有三氧化二砷的高温热解气。3.根据权利要求2所述的有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法，其特征在于，所述步骤d中，将所述第一设定温度设置为200～400℃，将所述第一设定时长设置为60～180min。4.根据权利要求2所述的有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法，其特征在于，所述步骤g中，将所述第二设定温度设置为500～700℃，将所述第二设定时长设置为60～180min。5.根据权利要求2所述的有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法，其特征在于，所述有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法在所述步骤a之前还包括步骤h，将所述硫化砷渣输入到破碎机中，破碎为粒径为1mm
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30mm的微粒并输出。6.根据权利要求2所述的有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法，其特征在于，所述有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法还包括：步骤i，先将所述步骤d输出的所述低温热解气和所述步骤g输出的所述高温热解气输入到高温气固分离塔中，使得所述低温热解气和所述高温热解气中的三氧化二砷保持气态，并过滤掉所述低温热解气和所述高温热解气中的粉尘形成过滤热解气，再将过滤热解气输入到冷凝收砷装置中，对其进行冷凝收砷，输出精白砷。7.根据权利要求2所述的有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法，其特征在于，所述有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法还包括步骤j，先将所述步骤d输出的所述低温热解气和所述步骤g输出的所述高温热解气输入到高温气固分离塔中，使得所述低温热解气和所述高温热解气中的三氧化二砷保持气态，并过滤掉所述低温热解气和所述高温热解气中的粉尘形成过滤热解气，再将过滤热解气输入到还原塔中，对其进行碳还原，输出金属砷。8.根据权利要求2所述的有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法，其特征在于，所述有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法还包括步骤k，先将所述步骤d输出的所述低温热解气和所述步骤g输出的所述高温热解气输入到高温气固分离塔中，使得所述低温热解气和所述高温热解气中的三氧化二砷保持气态，并过滤掉所述低温热解气和所述高温热解气中的粉尘，再将一部分过滤后的所述低温热解气和所述高温热解气输入到冷凝收砷装置中，对其进行冷凝收砷，输出精白砷，并将另一部分过滤后的所述低温热解气和所述高温热解气输入到还原塔中，对其进行碳还原，输出金属砷。9.根据权利要求8所述的有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法，其特征在于，所述步骤d中设置为通过外部烟气对所述低温热解炉中的热解原料进行加热热解，所述步骤g中设置为通过外部烟气对所述高温热解炉的热解物料进行加热热解，所述步骤k中设置为通过外部烟气对所述高温气固分离塔中的低温热解气和高温热解气进行高温过滤，且将所述步骤d中使用的外部烟气设置为所述步骤g使用后的外部烟气和所述步骤k使用后的外部烟气的混合气体。
10.一种有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法，用于对含有硫化砷的硫化砷渣进行脱砷固硫处理，所述硫化砷渣中固体成分按质量百分比含as为25～50％，s为20％～40％，以及用于对冶炼烟尘或氧化金属矿粉进行脱砷处理，其中，所述冶炼烟尘为有色金属冶炼过程中挥发性元素随烟气带走并经收尘冷凝后的产物产生的烟尘，所述冶炼烟尘中固体成分按质量百分比含cuo为2～30％，pbo为2～30％，zno为2～30％，as2o3为10～30％，所述氧化金属矿粉为原矿开采物料或选矿工艺环节的中间产物，所述氧化铅矿粉固体成分按质量百分比含pbo为30～50％，as2o3为1
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15％，氧化铜矿粉固体成分按质量百分比含cuo为15～30％，as2o3为1
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15％，其特征在于，包括：步骤a，将所述硫化砷渣输入到破碎机中，破碎为粒径为1mm
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30mm的微粒并输出；步骤b，将步骤a输出的所述硫化砷渣与所述冶炼烟尘或所述氧化金属矿粉输入到原料混合机中进行混合，并输出热解原料；步骤c，将所述步骤b输出的热解原料输送到预热过的低温热解炉中；步骤d，向所述步骤c中的所述低温热解炉中持续输入用于形成无氧气氛的惰性气体；步骤e，对所述步骤c中的所述低温热解炉中的所述热解原料进行搅拌，并通过外部烟气按第一设定温度进行加热热解，按第一设定时长进行保温，其中所述第一设定温度设置为200～400℃，所述第一设定时长设置为60～180min,使得硫化砷中的硫形成固态金属硫化物，硫化砷中的砷形成气态三氧化二砷，分别输出含有金属硫化物的热解物料以及含有三氧化二砷的低温热解气；步骤f，将用于分解砷酸盐的碳粉和所述步骤e输出的热解物料输入到预热过的高温热解炉中；步骤g，向所述步骤f中的所述高温热解炉中持续输入用于形成无氧气氛的惰性气体；步骤h，对所述步骤f中的所述高温热解炉的所述热解物料进行搅拌，并通过外部烟气按第二设定温度进行加热热解，按第二设定时长进行保温，其中所述第二设定温度设置为500～700℃，所述第二设定时长设置为60～180min，使得所述冶炼烟尘或所述氧化金属矿粉中的固态三氧化二砷变为气态，并对砷酸盐进行分解，输出含有金属硫化物的热解尾渣和含有三氧化二砷的高温热解气；步骤i，先将所述步骤e输出的所述低温热解气和所述步骤h输出的所述高温热解气输入到高温气固分离塔中，通过外部烟气对其进行高温加热过滤，使得所述低温热解气和所述高温热解气中的三氧化二砷保持气态，并过滤掉所述低温热解气和所述高温热解气中的粉尘形成过滤热解气，再将过滤热解气输入到冷凝收砷装置中，对其进行冷凝收砷，分别输出精白砷和热解尾气，和/或将部分过滤热解气输入到还原塔中，对其进行碳还原，分别输出金属砷和热解尾气；步骤j，将所述步骤e中使用的外部烟气设置为所述步骤i使用后的外部烟气和所述步骤i使用后的外部烟气的混合气体；以及，步骤k，将所述步骤i输出的热解尾气通过尾气净化系统进行无害处理，并达标排放。
技术总结
本发明提供一种有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法，其低温内筒中的硫化砷渣中的硫化砷生成固态金属硫化物和气态三氧化二砷。高温内筒中的冶炼烟尘或氧化金属矿粉中的固态三氧化二砷加热变为气态。低温内筒和高温内筒无限接近无氧气氛，将碳粉输入到高温内筒中。本发明的有色冶炼含砷物料协同处理与利用的方法，将多种物料协同处理，脱砷固硫，反应物中的有价金属通过硫化方式，得以升值，且保留了其中的硫，有利于后续火法冶炼；相比流化床、鼓风炉、反射炉等传统炉型，其烟气气量极少，硫损失小，二次污染低；适应性强，可针对不同有色金属冶炼产物，调整相应工艺参数和物料添加比例，均有较好效果，工艺流程简单，可工业化大规模处理。模处理。模处理。
技术研发人员：张洪 文岳雄 段铭诚 李鹏 谢高理 刘新阳 吕黎明 王丽娟
受保护的技术使用者：广东天源环境科技有限公司
技术研发日：2021.09.27
技术公布日：2021/12/30