高砷金精矿焙烧烟气中砷的回收

彭达顺

（北京矿冶研究总院，北京 100070）

高砷金精矿焙烧烟气中砷的回收

彭达顺

（北京矿冶研究总院，北京 100070）

提出了一种回收高砷金精矿焙烧烟气中As2O3的清洁新工艺，并建立喷雾塔、洗涤塔和电除雾器构成的中试装置，该装置除砷效率在83%以上，为湿法收砷工艺流程的开发和关键设备的设计提供依据。

高砷金精矿；收砷；烟气净化；环保

1 概 述

对含碳、砷、锑的难处理金矿，目前国内普遍采用以两段焙烧和干法布袋收砷为核心技术的二段焙烧工艺进行处理，金的回收率达到87%～91%，但干法布袋收砷工艺存在的缺陷亟需改善：收砷布袋每年更换一次，设备维护费用高；生产中个别滤袋破裂，收砷效率将严重下降；工人与As2O3接触较多影响健康。由于存在以上问题，某公司两段焙烧提金生产线使用了 “普通空塔—湿式旋风”组成的湿法收砷装置，但投产后旋风器及管路多次堵塞、收砷效率低，大多数As2O3后移到制酸净化工段，污水厂要处理大量高浓度含砷污酸。为了资源化回收烟气中的砷，减少含砷废酸处理量，有必要对现有的湿法收砷工艺进行改进。

2 新型湿法收砷工艺流程

拟使用的收砷工艺由 “喷雾塔－喷淋洗涤－填料洗涤－高温电除雾”四部分组成。从焙烧工段电除尘器出来的烟气，经雾化水冷却后，气态As2O3冷凝后团聚、增大，形成晶体，经稀酸循环洗涤捕获，酸中砷浓度逐渐增大，含砷酸液经压滤后将As2O3以滤饼的形式排出。除砷后的烟气送至制酸净化工段。该装置为绝热封闭稀酸洗涤系统，脱除了烟气中的砷，并且保持烟气中的水分，减少了脱砷过程中形成的稀酸量，使循环稀酸得以形成As2O3过饱和溶液，从而能够以压滤的方式得到As2O3滤饼。

为了考察新工艺方案的除砷效果，项目组建立了一套半工业化试验装置，从现有两段焙烧生产线上的电除尘器出口引出约800m3／h的烟气（占生产线烟气的6%）进行试验。该烟气的成分见表1，半工业化试验装置的主要设备见表2，工艺流程见图1。

2.1 喷雾塔

电除尘器出口的烟气温度为300～250℃，As2O3以气态形式存在于烟气中。烟气进入喷雾塔后，与雾化水接触，使水完全汽化，烟气自身温度骤冷到120℃，其中的As2O3穿过容易形成粘性玻璃体的温度区（175～250℃），迅速冷凝转变成固态粒状结晶体［2］。使用喷雾塔取代普通空塔进行洗涤，避免了玻璃态砷的形成，有效解决了后续设备的堵塞问题。

表1 焙烧烟气成分

表2 湿法收砷半工业化试验装置主要设备

图1 湿法收砷半工业化试验装置工艺流程图

喷雾塔使用气液两相双流体雾化喷枪，工作气压0.3～0.5MPa，工作水压0.4MPa，水雾平均粒度在30μm以下，雾化效果好，汽化速度快。

2.2 洗涤塔

经过雾化冷却后，As2O3以固体颗粒的形式存在于烟气中，在填料洗涤塔下部设置两级喷淋初步除砷。喷头采用MP型喷头，取代常见的螺旋喷头和碗型喷头，克服喷头的堵塞问题，并且喷洒更加均匀，能显著提高洗涤效率。洗涤液为20%～30%硫酸溶液，喷淋量约8m3／h。洗涤塔操作方式为绝热饱和蒸发（不采用板式换热器冷却稀酸），保证烟气中的水分不冷凝析出，以免产生过多的稀酸而全部溶解洗涤下来的As2O3。

2.3 电除雾器

在洗涤塔喷淋洗涤后，烟气温度降低到绝热饱和温度，大约80℃，大部分的砷被洗涤下来。烟气携带有少量含As2O3的酸雾，此部分As2O3由高温电除雾器除去。由于烟气中80%以上的砷已经除去，后续硫酸装置净化工序产生的污酸的砷浓度大幅下降，可减轻污水处理装置的压力。

2.4 洗涤循环稀酸的处理

随着洗涤时间的延长，溶液中As2O3增多并形成沉淀，故在稀酸循环槽中抽出部分含砷酸液到自动压滤机，压滤后的清液返回循环槽作为洗涤塔的洗涤液，As2O3滤饼烘干后作为产品出售。

3 半工业化试验装置运行情况

半工业化试验装置实验进行了20d，期间采集了烟气含砷浓度、循环液含砷浓度、压滤滤饼量等数据。经计算，除砷效率保持在87.9%～83.1%。随着循环酸中砷浓度的逐渐增加，收砷效率有降低的趋势，及时排出部分含砷溶液进行压滤后，能够保持稀酸对As2O3的捕获能力。

使用湿法工艺资源化回收烟气中的砷，在国内还没有成功案例。本工艺创新性地实现烟气除砷和除湿分步进行，使用新的烟气冷却方法减少了设备及管道的粘结；使用高性能喷淋装置，提高了收砷效率，克服了干法收砷的粉尘污染问题及现有湿法收砷的低效问题，是一种安全环保的收砷新工艺。

［1］康增奎.我国难处理金矿资源开发的现状与问题研究 ［J］.资源与产业，2009，15 （6）：59～63.

［2］汤桂华.硫酸 ［M］.北京：化学工业出版社，1999：124.

Recovery of Arsenic from Roasting Flue Gas in High Arsenic Gold Concentrate

PENG Da－shun
（Beijing General Research Institute of Mining ＆ Metallurgy，Beijing 100070，China）

Present a new clean process to recove As2O3from roasting flue gas in high arsenic gold concentrate.The pilot plant consisting of a spray tower，a scrubber and an electrostatic demisting precipitator is set up.Arsenic removal efficiency of the device is more than 83%，which could provide basic datas for developing of wet recycling arsenic process and designing of the key equipment.

high arsenic gold concentrate；arsenic recovery；flue gas purification；environment protection

X758

A

1003－6490（2012）05－0091－03

2012－09－11

彭达顺 （1980－），男，广西南宁人，工程师，硕士。