含砷多金属物料综合回收设备及综合回收方法与流程

本发明涉及含砷多金属物料回收，特别涉及一种含砷多金属物料综合回收设备及综合回收方法。

背景技术：

1、含砷多金属物料是冶炼过程中产生的一种炉渣，其含有砷、铅、锌、锑及砷酸盐，砷、铅、锌、锑均以氧化物的形式存在，砷酸盐有剧毒。其中，砷含量高达10％～30％左右，甚至更高。而金属铅、锌、锑等有价金属则通常在1％～15％左右。对含砷多金属物料进行综合利用的根本前提，就是要提炼砷和锌。锌和铅可以混合进行提炼，通常情况下氧化锌粉中含有氧化铅可以得到更高的经济收益。现有技术中的回收设备一般包括热解炉、高温气固分离器和收砷装置。首先，通过热解炉在适宜的温度下对含砷多金属物料进行加热，使得氧化砷和氧化砷挥发为气态，然后将挥发出的氧化砷和氧化锑通入到高温气固分离器中，将氧化锑液化并伴随粉尘排出，得到比较纯的气态氧化砷，最后通过收砷装置得到精白砷。而热解炉排出的尾渣中除了含有氧化锌和氧化铅外，仍然夹杂有其他杂质，使得氧化锌和氧化铅无法提炼并得到有效的利用。

2、故需要提供一种含砷多金属物料综合回收设备及综合回收方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种含砷多金属物料综合回收设备及综合回收方法，其不仅可以得到精白砷，还可以得到次氧化锌粉，且其输出的高温尾渣中不含有剧毒性的砷酸盐。

2、本发明的技术方案为：

3、一种含砷多金属物料综合回收设备，其包括：

4、外热式中温热解炉，其内部温度为600℃-800℃，所述外热式中温热解炉用于挥发氧化砷和氧化锑，以及通过消解剂分解砷酸盐，得到第一含砷锑气体和第一含锌铅尾渣，并将两者分离；所述外热式中温热解炉的一端设置有中温炉物料入口，另一端设置有中温炉气体出口和中温炉尾渣出口；所述中温炉物料入口用于输入含砷多金属物料和消解剂，所述中温炉气体出口用于输出所述第一含砷锑气体，所述中温炉尾渣出口用于输出所述第一含锌铅尾渣；

5、砷回收装置，其与所述中温炉气体出口连接，用于得到精白砷；

6、内热式高温热解炉，其内部温度为1000℃-1200℃，所述内热式高温热解炉用于通过碳粉和一氧化碳将第一含锌铅尾渣中的氧化锌还原生成气态锌、将第一含锌铅尾渣中的氧化铅还原生成气态铅，得到第一含锌铅气体和高温尾渣，从而将两者分离；所述内热式高温热解炉的一端设置有高温炉物料入口和高温炉气体出口，另一端设置有高温炉空气管道、高温炉尾渣出口和第一火枪；所述高温炉物料入口与所述中温炉尾渣出口通过连接管道连接，所述连接管道上设置有碳粉入口，用于向所述内热式高温热解炉中输入碳粉，所述高温炉空气管道用于输入空气，所述第一火枪在缺氧环境下不完全燃烧产生一氧化碳，所述高温炉气体出口用于输出所述第一含锌铅气体，所述高温炉尾渣出口用于输出所述高温尾渣；

7、氧化换热室，用于通过氧气将所述第一含锌铅气体中的锌氧化生成气态氧化锌、铅氧化生成气态氧化铅、一氧化碳转化为二氧化碳，得到第二含锌铅气体；所述氧化换热室的一端设置有氧化室气体入口、补氧喷口和第二火枪，另一端设置有氧化室气体出口；所述氧化室气体入口与所述高温炉气体出口连接，所述补氧喷口用于输入氧气，所述第二火枪燃烧使得锌、铅和一氧化碳反应，所述氧化室气体出口用于输出第二含锌铅气体；以及，

8、第一高温气固分离器，用于收集次氧化锌粉，使得第二含锌铅气体中的氧化锌和氧化铅变为固态，其他气体保持气态，所述第一高温气固分离器包括第一分离器气体入口、第一分离器固体出口和第一分离器气体出口；所述第一分离器气体入口与所述氧化室气体出口连接，所述第一分离器固体出口用于输出次氧化锌粉，所述第一分离器气体出口用于输出第一废气。

9、本发明所述的含砷多金属物料综合回收设备中，所述第一火枪连通天然气。

10、本发明所述的含砷多金属物料综合回收设备中，所述高温炉空气管道上设置有调节气量的阀门；所述含砷多金属物料综合回收设备还包括氧气浓度分析仪，其连接于所述高温炉气体出口，所述氧气浓度分析仪用于检测所述内热式高温热解炉中氧气的浓度，从而调节所述高温炉空气管道上的阀门的大小。

11、本发明所述的含砷多金属物料综合回收设备中，所述含砷多金属物料综合回收设备还包括第二高温气固分离器，其包括第二分离器气体入口、第二分离器固体出口和第二分离器气体出口，所述第二分离器气体入口与所述高温炉气体出口连接，所述第二分离器固体出口用于排出尾渣粉，所述第二分离器气体出口与所述氧化室气体入口连接。

12、本发明所述的含砷多金属物料综合回收设备中，所述含砷多金属物料综合回收设备还包括外热式低温预热炉，其内部温度为300℃-400℃，用于去除物料中的水分，所述外热式低温预热炉的一端设置有低温炉物料入口，另一端设置有低温炉物料出口和低温炉气体出口，所述低温炉物料入口用于输入含砷多金属物料和消解剂，所述低温炉物料出口与所述中温炉物料入口连接，所述低温炉气体出口用于输出水蒸气。

13、本发明所述的含砷多金属物料综合回收设备中，所述外热式低温预热炉包括低温内炉和低温炉夹套，所述低温炉物料入口和所述低温炉物料出口均设置于所述低温内炉上，所述低温炉夹套包裹在所述低温内炉的外部，所述低温炉夹套的一端设置有热油入口，另一端设置有冷油出口，所述热油入口靠近所述中温炉尾渣出口，所述冷油出口靠近所述中温炉物料入口；

14、所述氧化换热室包括氧化内炉和氧化夹套，所述氧化室气体入口、所述补氧喷口、所述第二火枪和所述氧化室气体出口均设置于所述氧化内炉，所述氧化夹套包裹在所述氧化内炉的外部，所述氧化夹套的一端设置有第一冷油入口，另一端设置有第一热油出口，所述第一冷油入口靠近所述氧化室气体出口，所述第一热油出口靠近所述氧化室气体入口；

15、所述多金属物料综合回收设备还包括导热换油系统，其包括导热油箱、第一去冷油管道、第一回热油管道、去热油管道和回冷油管道；所述第一去冷油管道连接所述导热油箱和所述第一冷油入口，所述第一回热油管道连接所述导热油箱和所述第一热油出口，所述去热油管道连接连接所述导热油箱和所述热油入口，所述回冷油管道连接所述导热油箱和所述冷油出口。

16、本发明所述的含砷多金属物料综合回收设备中，所述含砷多金属物料综合回收设备还包括出料换热器，所述出料换热器包括换热器内炉和换热器夹套；所述换热器内炉的一端设置有换热器入口，另一端设置有换热器出口，所述换热器入口与所述高温炉尾渣出口连接，所述换热器出口用于输出低温尾渣；所述换热器夹套包裹在所述换热器内炉的外部，所述换热器夹套的一端设置有第二冷油入口，另一端设置有第二热油出口，所述第二冷油入口靠近所述换热器出口，所述第二热油出口靠近所述换热器入口；

17、所述导热换油系统还包括第二去冷油管道和第二回热油管道，所述第二去冷油管道连接所述第二冷油入口和所述导热油箱，所述第二回热油管道连接所述第二热油出口和所述导热油箱。

18、本发明所述的含砷多金属物料综合回收设备中，所述外热式中温热解炉还设置有中温炉气体入口；当所述消解剂为黄铁矿时，所述中温炉气体入口用于输入空气；当所述消解剂为碳粉时，所述中温炉气体入口用于输入氮气。

19、本发明所述的含砷多金属物料综合回收设备中，所述砷回收装置包括:

20、第三高温气固分离器，其包括第三分离器气体入口、第三分离器固体出口和第三分离器气体出口，所述第三分离器气体入口与所述中温炉气体出口连接，所述第三分离器固体出口用于输出含锑粉尘，所述第三分离器气体出口用于输出第二含砷气体；

21、冷凝收砷室，其入口与所述第三分离器气体出口连接；以及，

22、收砷布袋，其入口与所述冷凝收砷室的出口连接，其出口用于输出第二废气。

23、本发明的另一技术方案为：

24、一种含砷多金属物料综合回收方法，采用上述的含砷多金属物料综合回收设备对含砷多金属物料进行综合回收，所述含砷多金属物料综合回收方法包括步骤：

25、s11、获取含砷多金属物料和消解剂，将含砷多金属物料和消解剂从所述中温炉物料入口输入到所述外热式中温热解炉中；将外热式中温热解炉的内部温度设置为600℃-800℃，使得固态氧化砷挥发生成气态氧化砷，固态氧化锑挥发生成气态氧化锑，含砷多金属物料中的砷酸盐被消解剂分解，得到所述第一含砷锑气体和第一含锌铅尾渣；将所述第一含砷锑气体从所述中温炉气体出口中输出；将所述第一含锌铅尾渣从所述中温炉尾渣出口输出；

26、s12、将所述第一含砷锑气体输入到所述砷回收装置中，得到精白砷；

27、s13、将所述第一含锌铅尾渣从所述高温炉物料入口输入到所述内热式高温热解炉中；获取碳粉，将碳粉从所述碳粉入口输入到所述内热式高温热解炉中；获取空气，将空气从所述高温炉空气管道输入到所述内热式高温热解炉中；点燃所述第一火枪，使其在缺氧环境下不完全燃烧产生一氧化碳；将所述内热式高温热解炉内部的温度设置为1000℃-1200℃，使得碳粉和一氧化碳还原氧化锌生成气态锌、还原氧化铅生成气态铅，得到所述第一含锌铅气体和所述高温尾渣；将所述第一含锌铅气体通过所述高温炉气体出口输出；将所述高温尾渣通过所述高温炉尾渣出口输出；

28、s14、将所述第一含锌铅气体从所述氧化室气体入口输入到所述氧化换热室中；获取氧气，将氧气通过所述补氧喷口输入到所述氧化换热室中；点燃所述第二火枪，使得所述第一含锌铅气体中的锌反应生成气态的氧化锌、铅反应生成气态的氧化铅、一氧化碳反应生成二氧化碳，并得到所述第二含锌铅气体；将所述第二含锌铅气体从所述氧化室气体出口输出；以及，

29、s15、将所述第二含锌铅气体从所述第一分离器气体入口输入到所述第一高温气固分离器中，使得第二含锌铅气体中的氧化锌和氧化铅变为固态，其他气体保持气态，并得到次氧化锌粉和第一废气；将所述次氧化锌粉从所述第一分离器固体出口输出；将所述第一废气从所述第一分离器气体出口输出。

30、本发明相较于现有技术，其有益效果为：本发明的含砷多金属物料综合回收设备及回收方法，通过将含砷多金属物料和消解剂加入到外热式中温热解炉中，含砷多金属物料中的氧化砷和氧化锑可以挥发为气态，消解剂可以将砷酸盐分解，得到第一含砷锑气体和第一含锌铅尾渣。第一含砷锑气体输入到砷回收装置中收集得到精白砷。第一含锌铅尾渣输入到内热式高温热解炉中，通过碳粉和一氧化碳将第一含锌铅尾渣中的氧化锌还原生成气态锌、将第一含锌铅尾渣中的氧化铅还原生成气态铅，得到第一含锌铅气体和高温尾渣。将第一含锌铅气体输入到氧化换热室中，通过氧气将第一含锌铅气体中的锌氧化生成气态氧化锌、铅氧化生成气态氧化铅、一氧化碳转化为二氧化碳，得到第二含锌铅气体。将第二含锌铅气体输入到第一高温气固分离器便可得到次氧化锌粉。本发明的含砷多金属物料综合回收设备，其不仅可以得到精白砷，还可以得到次氧化锌粉，且其输出的高温尾渣中不含有剧毒性的砷酸盐。

31、另外，通过碳粉入口向内热式高温热解炉中加入碳粉，由于碳粉为固态，其在内热式高温热解炉中占据的空间相对较小，可以留有较大的空间给第一含锌铅尾渣，从而使得第一含锌铅尾渣的处理效率较高；通过高温炉空气管道向内热式高温热解炉中通入适量的空气，使得第一火枪在缺氧环境下不完全燃烧产生一氧化碳，由于一氧化碳为气态，其与第一含锌铅尾渣接触比较充分，可以使得第一含锌铅尾渣的处理质量较好，碳粉和一氧化碳综合利用，不仅使得内热式高温热解炉中第一含锌铅尾渣的处理效率较高，且使得第一含锌铅尾渣的处理质量较好。

32、此外，第一火枪和碳粉的燃烧都可以为内热式高温热解炉提供所需温度，两者结合更有利于温度的调节。且内热式高温热解炉的材料比外热式的热解炉材料要求低，可以有效节约成本。