两段焙烧除砷技术

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1、两段焙烧除砷技术简介一、砷的简介1、砷的性质砷是一种两性元素，可以显金属性，也可以显非金属性。而且它可以呈三价砷和五价砷，它的比较稳定的氧化物就是As2O3，这就是所说的白砷，或叫白砒，是一种剧毒物质，容易挥发。As2O3是一种很特殊的物质，它有三态：气态、变态和固态。在300℃以上呈气态存在，在175—250℃时，它可以形成玻璃砷，在低于150℃时呈固态。人们利用容易挥发的特点，将它从系统中分离出来。在硫化矿物中，砷主要以砷黄铁矿(FeAsS)、雌黄(As2S3)和雄黄(As2S2)形态存在。在加热时，它们离解成

2、As蒸汽挥发，并在氧气中很快氧化成As2O3。控制炉窑的气氛，使它在还原性气氛中，As2O3以气态的形态留在烟气中，由于还原气氛中O2不足，所以As2O3一般不再变化。如果在高温氧化的气氛中，As2O3容易氧化成难挥发的As2O5，而As2O5很容易与其他氧化物，如PbO、FeO、ZnO等生成比较稳定的砷酸盐，而这种砷酸盐只有在很高的温度下才能分解，多数都留在焙砂和烟尘中。因此，制取As2O3，O2是关键，一定要在还原气氛中，而不能在氧化气氛中。云南某厂焙烧炉内是氧化气氛，所以砷大部分在焙砂和烟尘中，给电解带来很大

3、麻烦，而烟气中白砷很少，不能正常收砷。2、白砷的提取及烟气净化从烟气中提取白砷，分为两步：即高温段收尘，低温段收砷。高温段收尘是普通的烟气净化，不外乎余热锅炉、旋风收尘、电收尘或其它干法收尘设备，但不能用湿法收尘。为提高As2O3的纯度，应当尽量在高温段把烟尘全部收下来，但无论采用何种净化方式，净化后烟气温度不能低于300℃。低温度收砷的烟气温度一般在120—130℃，烟气从300℃以上的温度降到120—130℃，而且要骤冷。所谓骤冷，就是要使烟气在极短的时间内，通过250—175℃这一温度段，以免形成玻璃砷。玻璃

4、砷是一种类似水玻璃的物质，粘性很大，容易粘结在关闭上，或堵塞设备，使系统不能正常生产。烟气冷却方式有很多，有直接冷却和间接冷却，冷却介质又分为空气冷却和水冷却。空气直接冷却也能达到效果，但是却明显降低SO2浓度，同时设备和管路都增大，因此，这种方法在我国烟气普遍制酸的情况下是不可取的。我国现普遍采用骤冷塔喷雾冷却的方法。就是在高温电收尘后面设置一台骤冷装置，烟气从塔顶部进入，从塔的下部侧面排出，在塔的上部烟气入口端安装喷嘴（一般是三个喷嘴）。该种喷嘴是一种水的压缩空气同时进入的双通道喷嘴，进入的水喷出后完全雾化，利

5、用这种雾气的蒸发潜热使烟气降温。使用骤冷塔冷却效果好，烟气量增加不大，而且喷进的水汽在制酸可洗涤下来，只有少量压缩空气进入系统，不影响SO2浓度。使用骤冷塔要求有很高的技术，因为雾化喷嘴有供水供气两套系统，而且是独立的。为了防止喷嘴堵塞，通入的水最好是软化水，温度控制范围和喷入的水量应当是自动连锁的，当温度高于130℃时增大雾量，温度低于120℃时减少喷雾量。但无论喷入多少水量，在塔内必须是完全雾化的，塔底排出的灰必须是干的，否则在塔底部的排灰口形成泥浆，堵塞管道。二、工艺概述对于砷黄铁矿不能采用一段焙烧，因为在氧

6、过剩的情况下，原料中的铁将形成三氧化二铁，砷就会成为砷酸铁固定在三氧化二铁中对金形成新的包裹，在氰化浸出时抑制了金的提取。所谓二段焙烧就是一段炉内进行缺氧焙烧，在氧气稍微不足的条件下焙烧含砷金精矿，使原料中的铁生成四氧化三铁，这样砷、硫就会挥发出来，从而达到脱砷、脱硫的目的。二段炉内进行硫酸化焙烧，以利于矿石中有价金属的综合回收。实验表明，温度控制在550—700℃，进气的氧量为完全焙烧的90%—97%时，铁转化为四氧化三铁。3FeS2+(8-n)O2=Fe3O4+(6-n)SO2+n/2S2+Q3FeS2+(5-

7、m)O2=Fe3O4+(3-m)SO2+m/2S2+Q12FeAsS+29O2=4Fe3O4+3As4O6+12SO2+Q一段炉的烟气进入二级旋风收尘器，第一级旋风收尘器除材质外与目前的通用设备没有特别之处，在第二级旋风收尘器增加了空气喷咀，给入空气使S2变成SO2，As4变成As4O6，这就是我们常说的沸腾炉烟气后燃烧室，这也是与其它流程的不同之处。一段炉的焙砂和旋风收尘器收下的粉尘进入二段炉，在二段炉进行硫酸化焙烧。一段焙砂中残留有3%—5%的FeS2在二段炉反应时就会有足够的SO3分压使有价金属转变为硫酸盐。

8、由于硫的燃烧以及四氧化三铁转变为三氧化二铁是放热反应，靠自热可以满足二段焙烧炉操作温度的要求。二段炉旋风收尘起的烟气与一段炉第二级旋风收尘器的烟气混合在一起进入烟气处理系统。三、原料由于我国没有含金砷黄铁矿的大型矿山，所以二段焙烧用的金精矿来源复杂，北起黑龙江，南至广西云南，东起山东，西至新疆，遍及二十多个省。山东等冶炼厂开始使用来自朝鲜、南亚、欧洲、南美、