白烟尘脱砷设备的制作方法

1.本实用新型涉及固体废弃物处理技术领域，特别涉及一种白烟尘脱砷设备。


背景技术：

2.白烟尘是在铜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。白烟尘内含有金属氧化物、三氧化二砷和砷酸盐。
3.申请人基于本技术方案检索了相关的对比文件，其中对比文件(申请号为 2019108855458名称为“一种白烟尘选择性脱砷和有价金属回收方法”的专利申请文件)披露了一种白烟尘脱砷的方法，其中使用是通过酸化槽进行处理(0036段)，随后通过马弗炉进行焙烧处理(0037段)，最后通过搅拌槽浸出处理(0038段)，由于这个脱砷过程需要使用多个不同类型的设备进行操作，这个操作过程较为繁琐。
4.故需要提供一种白烟尘脱砷设备来解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种白烟尘脱砷设备，以解决现有技术中的脱砷设备类型多，操作过程繁琐的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
7.一种白烟尘脱砷设备，用于对含有金属氧化物、三氧化二砷和砷酸盐的白烟尘进行脱砷处理，所述白烟尘脱砷设备包括：
8.硫化反应炉，其包括硫化内炉和硫化炉加热套，所述硫化内炉的一端设置有硫化炉物料进口和硫化炉气体入口，另一端设置有硫化炉物料出口和硫化炉气体出口，所述硫化炉物料进口用于输入所述白烟尘和硫化剂硫化砷渣，所述硫化炉气体入口用于输入氮气，所述硫化炉物料出口用于输出硫化反应后生成的物料，所述硫化炉气体出口用于输出含有三氧化二砷的气体；所述硫化炉加热套设置在所述硫化内炉的外部，所述硫化炉加热套使得所述硫化内炉保持在设定温度；
9.加热挥发炉，其包括挥发内炉和挥发炉加热套，所述挥发内炉的一端设置有挥发炉物料进口和挥发炉气体入口，另一端设置有挥发炉物料出口和挥发炉气体出口，所述挥发炉物料进口与所述硫化炉物料出口连接，所述挥发炉气体入口用于输入氮气，所述挥发炉物料出口用于输出挥发后的物料，所述挥发炉气体出口用于输出含有三氧化二砷的气体；所述挥发炉加热套设置在所述挥发内炉的外部，所述挥发炉加热套使得所述挥发内炉保持在设定温度；以及，
10.消解反应炉，其包括消解内炉和消解炉加热套，所述消解内炉的一端设置有消解炉物料进口、消解炉添加口和消解炉气体入口，另一端设置有消解炉物料出口和消解炉气体出口，所述消解炉物料进口与所述挥发炉物料出口连接，用于输入所述挥发炉物料出口输出后的物料，所述消解炉添加口用于输入硫铁矿，所述消解炉气体入口用于输入氧气，所述消解炉物料出口用于输出反应后的物料，所述消解炉气体出口用于输出含有三氧化二砷
的气体；所述消解炉加热套设置在所述消解内炉的外部，所述消解炉加热套使得所述消解内炉保持在设定温度。
11.本实用新型所述的白烟尘脱砷设备中，所述硫化炉加热套设置为电加热片，其包裹在所述硫化内炉的外部；所述挥发炉加热套设置为电加热片，其包裹在所述挥发内炉的外部；所述消解炉加热套设置为电加热片，其包裹在所述消解内炉的外部。
12.本实用新型所述的白烟尘脱砷设备中，所述硫化炉加热套设置为烟气夹套，其环绕在所述硫化内炉的外部；所述挥发炉加热套设置为烟气夹套，其环绕在所述挥发内炉的外部；所述消解炉加热套设置为烟气夹套，其环绕在所述消解内炉的外部。
13.本实用新型所述的白烟尘脱砷设备中，所述硫化炉气体入口设有第一气氛调节管，所述第一气氛调节管沿所述硫化内炉的轴向延伸；所述挥发炉气体入口设有第二气氛调节管，所述第二气氛调节管沿所述挥发内炉的轴向延伸；所述消解炉气体入口设有第三气氛调节管，所述第三气氛调节管沿所述消解内炉的轴向延伸。
14.本实用新型所述的白烟尘脱砷设备中，所述第一气氛调节管、所述第二气氛调节管和所述第三气氛调节管沿其长度方向均设置有多个出气口。
15.本实用新型所述的白烟尘脱砷设备中，所述硫化内炉、所述挥发内炉和所述消解内炉的内部沿其轴向均设置有螺旋搅拌装置。
16.本实用新型所述的白烟尘脱砷设备中，所述白烟尘脱砷设备还包括冷凝收砷装置，其气体入口与所述硫化炉气体出口、所述挥发炉气体出口和所述消解炉气体出口均连接。
17.本实用新型所述的白烟尘脱砷设备中，所述白烟尘脱砷设备还包括气体净化装置，其入口与所述冷凝收砷装置的气体出口连接。
18.本实用新型所述的白烟尘脱砷设备中，所述白烟尘脱砷设备还包括高温气固分离器，其气体入口与所述硫化炉气体出口、所述挥发炉气体出口和所述消解炉气体出口均连接，其气体出口与所述冷凝收砷装置的气体入口连接。
19.本实用新型所述的白烟尘脱砷设备中，所述硫化反应炉、所述加热挥发炉和所述消解反应炉一体设置。
20.本实用新型相较于现有技术，其有益效果为：本实用新型的白烟尘脱砷设备，其通过硫化反应炉添加硫化剂对白烟尘进行硫化处理，生成的含有三氧化二砷的气体从硫化炉气体出口输出，生成的含有金属硫化物、固态三氧化二砷和砷酸盐的物料从硫化炉物料出口输出，然后通过挥发炉物料进口输入到加热挥发炉中，通过加热挥发炉进行挥发，生成的含有三氧化二砷的气体通过挥发炉气体出口输出，含有金属硫化物和砷酸盐的物料从挥发炉物料出口输出，然后通过消解炉物料进口输入到消解反应炉中与硫化铁和氧气发生反应，生成的含有三氧化二砷的气体从消解炉气体出口输出，剩余的含有硫化金属的物料从消解炉物料出口输出，可以进行再利用。本实用新型的白烟尘脱砷设备，其通过同一加热类型的硫化反应炉、加热挥发炉和消解反应炉进行焙烧处理，涉及到的设备类型少、操作过程简单。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中
所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本实用新型的部分实施例相应的附图。
22.图1为本实用新型的白烟尘脱砷设备的第一实施例的结构示意图。
23.图2为本实用新型的白烟尘脱砷设备的第二实施例的结构示意图。
24.其中，图1的标记如下：
25.11、硫化反应炉，
26.111、硫化炉物料进口，112、硫化炉气体入口，113、硫化炉物料出口，114、硫化炉气体出口，115、第一气氛调节管，
27.12、加热挥发炉，
28.121、挥发炉物料进口，122、挥发炉气体入口，123、挥发炉物料出口，124、挥发炉气体出口，125、第二气氛调节管，
29.13、消解反应炉，
30.131、消解炉物料进口，132、消解炉添加口，133、消解炉气体入口，134、消解炉物料出口，135、消解炉气体出口，136、第三气氛调节管，
31.14、高温气固分离器，
32.15、冷凝收砷装置，
33.16、气体净化装置。
34.图2的标记如下：
35.21、硫化反应炉，
36.22、加热挥发炉，
37.23、消解反应炉。
38.在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
具体实施方式
39.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.本实用新型中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「顶部」以及「底部」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。
41.本实用新型术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。
42.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.现有技术中的火法脱砷设备污染环境，湿法脱砷装置投资大。
44.如下为本实用新型提供的一种能解决以上技术问题的白烟尘脱砷设备的优选实施例。
45.请参照图1，为本实用新型提供一种白烟尘脱砷设备的第一实施例，其用于对含有金属氧化物、三氧化二砷和砷酸盐的白烟尘进行脱砷处理。白烟尘脱砷设备包括硫化反应炉11、加热挥发炉12和消解反应炉13。
46.硫化反应炉11包括硫化内炉和硫化炉加热套，硫化内炉的一端设置有硫化炉物料进口111和硫化炉气体入口112，另一端设置有硫化炉物料出口113和硫化炉气体出口114。硫化炉物料进口111用于输入白烟尘和硫化剂硫化砷渣，硫化炉气体入口112用于输入氮气，硫化炉物料出口113用于输出硫化反应后生成的物料，硫化炉气体出口114用于输出含有三氧化二砷的气体。硫化炉加热套设置在硫化内炉的外部，硫化炉加热套使得硫化内炉保持在设定温度。白烟尘的氧化金属与硫化剂硫化砷渣中的硫化砷发生反应，生成硫化金属和三氧化二砷。输入氮气的目的是为了让硫化内炉内无限接近无氧气氛，防止氧气与硫化砷发生反应，从而防止没有足够的硫化砷与氧化金属发生反应，也避免氧气和硫化砷反应产生二氧化硫。
47.加热挥发炉12包括挥发内炉和挥发炉加热套，挥发内炉的一端设置有挥发炉物料进口121和挥发炉气体入口122，另一端设置有挥发炉物料出口123和挥发炉气体出口124。挥发炉物料进口121与硫化炉物料出口113连接，挥发炉气体入口122用于输入氮气，挥发炉物料出口123用于输出挥发后的物料，挥发炉气体出口124用于输出含有三氧化二砷的气体。挥发炉加热套设置在挥发内炉的外部，挥发炉加热套使得挥发内炉保持在设定温度。在挥发内炉中，白烟尘中的固态三氧化二砷加热后变为气态。
48.消解反应炉13包括消解内炉和消解炉加热套，消解内炉的一端设置有消解炉物料进口131、消解炉添加口132和消解炉气体入口133，另一端设置有消解炉物料出口134和消解炉气体出口135，消解炉物料进口131与挥发炉物料出口123连接，用于输入挥发炉物料出口123输出后的物料，消解炉添加口132 用于输入硫铁矿，消解炉气体入口133用于输入氧气，消解炉物料出口134用于输出反应后的物料，消解炉气体出口135用于输出含有三氧化二砷的气体。消解炉加热套设置在消解内炉的外部，消解炉加热套使得消解内炉保持在设定温度。砷酸盐与硫化铁和氧气发生反应，生成三氧化二砷，从而达到消解砷酸盐的目的。
49.本实用新型的白烟尘脱砷设备，其通过硫化反应炉11添加硫化剂对白烟尘进行硫化处理，生成的含有三氧化二砷的气体从硫化炉气体出口114输出，得到的含有金属硫化物、固态三氧化二砷和砷酸盐的物料从硫化炉物料出口113 输出，然后通过挥发炉物料进口121输入到加热挥发炉12中，并在加热挥发炉 12中进行加热挥发，生成的含有三氧化二砷的气体通过挥发炉气体出口124输出，含有金属硫化物和砷酸盐的物料从挥发炉物料出口123输出，然后通过消解炉物料进口131输入到消解反应炉13中与硫化铁和氧气发生反应，得到的含有三氧化二砷的气体从消解炉气体出口135输出，得到的含有硫化金属的物料从消解炉物料出口134输出，可以进行再利用。
50.硫化炉加热套设置为电加热片，其包裹在硫化内炉的外部。挥发炉加热套设置为电加热片，其包裹在挥发内炉的外部。消解炉加热套设置为电加热片，其包裹在消解内炉的外部。该结构可以通过电加热的方式分别对硫化内炉、挥发内炉和消解内炉进行加热。
51.硫化炉加热套设置为烟气夹套，其环绕在硫化内炉的外部。挥发炉加热套设置为
烟气夹套，其环绕在挥发内炉的外部。消解炉加热套设置为烟气夹套，其环绕在消解内炉的外部。该结构可以通过输入高温烟气的方式分别对硫化内炉、挥发内炉和消解内炉进行加热。
52.请继续参照图1，硫化炉气体入口112设有第一气氛调节管115，第一气氛调节管115沿硫化内炉的轴向延伸。挥发炉气体入口122设有第二气氛调节管 125，第二气氛调节管125沿挥发内炉的轴向延伸。消解炉气体入口133设有第三气氛调节管136，第三气氛调节管136沿消解内炉的轴向延伸。上述结构中，第一气氛调节管115和第二气氛调节管125可以控制输入的氮气量，第三气氛调节管136可以控制输入的氧气量。
53.请继续参照图1，第一气氛调节管115、第二气氛调节管125和第三气氛调节管136沿其长度方向均设置有多个出气口。上述结构的第一气氛调节管115 使得硫化内炉的氮气均匀，上述结构的第二气氛调节管125使得挥发内炉的氮气均匀，上述结构的第三气氛调节管136使得消解内炉内的氧气均匀。
54.硫化内炉、挥发内炉和消解内炉的内部沿其轴向均设置有螺旋搅拌装置。上述结构使得硫化内炉、挥发内炉和消解内炉的物料反应均匀。
55.请继续参照图1，白烟尘脱砷设备还包括冷凝收砷装置15，其气体入口与硫化炉气体出口114、挥发炉气体出口124和消解炉气体出口135均连接。上述结构可以收集三氧化二砷。
56.请继续参照图1，白烟尘脱砷设备还包括气体净化装置16，其入口与冷凝收砷装置15的气体出口连接。该结构可以使气体达到排放标准再排放，防止污染环境。
57.请继续参照图1，白烟尘脱砷设备还包括高温气固分离器14，其气体入口与硫化炉气体出口114、挥发炉气体出口124和消解炉气体出口135均连接，其气体出口与冷凝收砷装置15的气体入口连接。该结构可以将气体中的杂质过滤掉，输出无杂质的三氧化二砷气体。
58.请参照图2，为本实用新型提供一种白烟尘脱砷设备的第二实施例，其与第一实施例的不同在于，硫化反应炉21、加热挥发炉22和消解反应炉23一体设置。该结构可以有效节约生产成本。
59.应用实例：
60.白烟尘、硫化砷渣和硫铁矿来自云南某公司，其中白烟尘主要含有cuo、 pbo、zno、as2o3、cu3(aso4)2、pb3(aso4)2。
61.将白烟尘和硫化砷渣通过密闭式输送机送入硫化反应炉11中，进行硫化反应工艺处理，加热至350-450℃,保温30-90min，通入氮气，产生的三氧化二砷气体进入高温气固分离器14；
62.将硫化反应工艺处理后的物料在加热挥发炉12继续进行低氧挥发工艺处理，加热至500-600℃,氮气氛围下，保温20-30min，使白烟尘中原有的三氧化二砷固体挥发进入高温气固分离器14；
63.将低氧挥发工艺处理后的物料在消解反应炉13进行消解反应工艺处理，加热至600-700℃，通入氧气，同时增加添加剂(硫铁矿)加热30-60min，分解砷酸盐，产生的三氧化二砷气体进入高温气固分离器14。
64.将获得的热分解料直接堆存。
65.本实用新型的白烟尘脱砷设备的工作原理：
66.1、硫化反应炉11添加硫化剂对白烟尘进行硫化处理，输出含有三氧化二砷的气体和含有金属硫化物、固态三氧化二砷和砷酸盐的物料；
67.2、将含有金属硫化物、固态三氧化二砷和砷酸盐的物料输入到加热挥发炉 12中，固态三氧化二砷加热变为气态，输出含有三氧化二砷的气体和含有金属硫化物和砷酸盐的物料；
68.3、将含有金属硫化物和砷酸盐的物料输入到消解反应炉13中，与硫化铁和氧气发生反应，输出含有三氧化二砷的气体和含有硫化金属的物料；
69.4、将硫化反应炉输出的含有三氧化二砷的气体、加热挥发炉输出的含有三氧化二砷的气体以及消解反应炉输出的含有三氧化二砷的气体输入到高温气固分离器14中，过滤掉灰尘杂质，输出无杂质的含有三氧化二砷的气体；
70.5、将无杂质的含有三氧化二砷的气体输入到冷凝收砷装置15进行冷凝，得到纯净的精白砷，并输出废气；
71.6、将废气通入气体净化装置16中，达标后排放。
72.本实用新型的白烟尘脱砷设备，其通过硫化反应炉添加硫化剂对白烟尘进行硫化处理，生成的含有三氧化二砷的气体从硫化炉气体出口输出，生成的含有金属硫化物、固态三氧化二砷和砷酸盐的物料从硫化炉物料出口输出，然后通过挥发炉物料进口输入到加热挥发炉中，通过加热挥发炉进行热解，生成的含有三氧化二砷的气体通过挥发炉气体出口输出，含有金属硫化物和砷酸盐的物料从挥发炉物料出口输出，然后通过消解炉物料进口输入到消解反应炉中与硫化铁和氧气发生反应，生成的含有三氧化二砷的气体从消解炉气体出口输出，剩余的含有硫化金属的物料从消解炉物料出口输出，可以进行再利用。
73.综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案的构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。