一种综合利用高砷硫铁矿的方法

摘要

本发明属于环境保护技术领域。高砷硫铁矿在沸腾炉内高温弱氧焙烧，脱除砷和硫，制备合格的铁渣产品；后烟气经除尘设备脱除大部分矿尘；出来的烟气再经冷却，降温再除尘；接着出来的烟气经降温和脱砷，然后进入制酸系统制取浓硫酸。本发明不仅杜绝了高砷硫铁矿对环境的污染，而且充分利用了高砷硫铁矿资源，生产出合格的硫酸、铁矿渣、蒸汽、砷产品。本发明回收充分，设备腐蚀性小，工艺连续稳定，安全性好，具有很好的环保意义和经济意义。

说明书

技术领域：

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及高砷硫铁矿综合利用的方法。

背景技术：

目前，国内大量的高砷硫铁矿闲置无用，不仅在资源上造成了大量的浪费，也对环境构成了巨大的破坏。

国内外现在对普通硫铁矿综合利用的技术非常成熟，但对高砷硫铁矿的应用国内还处在探索阶段，国外技术则主要为两段焙烧法。国内也有类似技术，与本发明相关的技术有：

1.CN1363696A，是高砷高硫金精矿脱除砷硫元素的工艺。该方法主要为了得到金，采用了原料调成矿浆和两个焙烧炉的方式。该工艺若应用于高砷硫铁矿，则只能得到硫酸和砷两种产品。由于烟气中水含量高，无法实现利用余热锅炉产蒸汽。该工艺得到的渣也无法作为铁渣或进一步深加工。

2.CN1651582A，是高含砷硫铁矿综合利用砷硫元素的工艺。该方法还是采用两个焙烧炉。存在着渣的品位低和工艺路线复杂的问题。

另外这两个方法都只论述了焙烧和收尘，对热量利用和如何收砷都未叙说。

发明内容：

本发明的目的是提供一种不仅环保而且具有经济价值的高砷硫铁矿的综合利用方法。

本发明主要是利用在弱氧高温的条件下，As生成As₂O₃，在高温下为气态进入烟气。同时在高温弱氧条件下，硫即使没有完全燃烧，也会以升华硫的形式进入烟气中。由于弱氧，铁也只会生成四氧化三铁。

本发明是这样实现的：高砷硫铁矿在沸腾炉内高温弱氧焙烧，烟气经高温除尘设备收下大部分尘，然后经烟气冷却设备降温，再由除尘设备进一步除尘后，进入脱砷系统，脱过砷的烟气进入制酸系统制取浓硫酸。

一般地说本发明的技术方案可以是：

A.原料为砷含量(重量百分比，下同)≥0.1％，硫含量≥15％的干的高砷硫铁矿，投入一台可进行磁性焙烧的沸腾炉内进行高温弱氧焙烧，炉内氧含量(体积百分比)控制在0.5％或以下，炉温控制在800℃或以上，沸腾炉出来的渣为黑色或褐色。

B.从沸腾炉出来的烟气进入高温除尘设备，将烟气中大部分尘收集下来，这个尘和沸腾炉出来的渣主成分是四氧化三铁，有利于作为铁渣销售或进一步磁选再销售，在高温除尘设备出口要能使烟气中可能存在的升华硫完全燃烧。

C.在高温除尘设备，烟气热量基本没有损失，烟气接着进入烟气冷却设备，热量被移除，温度降到＜400℃，该热量用于余热锅炉则能产生蒸汽。

D.被降温的烟气继续被除尘设备除尘，使用电除尘器能使尘含量降到0.2g/Nm³以下，收下的尘，砷含量略高，能够销售给水泥厂。

E.烟气接着进入收砷系统，该系统是先降温(如喷雾塔)使砷结晶再将砷收下(如布袋收尘器)，或降温收砷同时进行(带冷却的重力沉降室)，由于此前尘已被大量收集，该系统收集下来的砷纯度在90％以上。

F.经脱砷系统脱砷后的烟气进入制酸系统制取浓硫酸，硫酸浓度＞92％，放空的尾气SO₂排放浓度＜328ppm。

本发明方法的磁性焙烧技术、除尘技术、烟气冷却技术(可利用余热锅炉产蒸汽)、制酸技术均为国内现有普通硫铁矿制酸技术。脱砷技术在国内砷加工行业也是已有技术。本发明是将这些已有技术组合成一套新的工艺方法，用于高砷硫铁矿的综合利用。

沸腾炉和高温除尘设备出来的渣尘可合起来收集作为产品。烟气冷却设备设成余热锅炉生产蒸汽。这就使得该方法有了硫酸、蒸汽、砷、渣四种产品，不仅解决了环保问题，带来的经济效益也是非常大的。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明加以详细描述。

实施例：以150吨/天规模含砷5％高砷硫铁矿制酸装置为例。

从沸腾炉出来的900℃高温烟气进入高温旋风，除去60％矿尘，再进入余热锅炉，每小时可产蒸汽6吨。降温后的烟气进入电除尘器，出口尘含量＜0.2g/Nm³，然后烟气经过喷雾塔急冷，将烟气中As₂O₃结晶出来，再经布袋收尘器收集，每小时可得到纯度≥99％的纯砷0.45吨。收砷后的烟气用于制酸，每小时可得浓度＞92％的浓硫酸6.25吨。沸腾炉和高温旋风出来的铁渣每小时～7吨，可直接作为产品。电除尘收下的尘，砷含量略高，可销售给水泥厂。整个系统无废渣产生，废水、废气均达标排放。