高砷金精礦焙燒煙氣中砷的回收

彭達順

（北京礦冶研究總院，北京 100070）

高砷金精礦焙燒煙氣中砷的回收

彭達順

（北京礦冶研究總院，北京 100070）

提出了一種回收高砷金精礦焙燒煙氣中As2O3的清潔新工藝，并建立噴霧塔、洗滌塔和電除霧器構成的中試裝置，該裝置除砷效率在83%以上，為濕法收砷工藝流程的開發和關鍵設備的設計提供依據。

高砷金精礦；收砷；煙氣凈化；環保

1 概 述

對含碳、砷、銻的難處理金礦，目前國內普遍采用以兩段焙燒和干法布袋收砷為核心技術的二段焙燒工藝進行處理，金的回收率達到87%～91%，但干法布袋收砷工藝存在的缺陷亟需改善：收砷布袋每年更換一次，設備維護費用高；生產中個別濾袋破裂，收砷效率將嚴重下降；工人與As2O3接觸較多影響健康。由于存在以上問題，某公司兩段焙燒提金生產線使用了 “普通空塔—濕式旋風”組成的濕法收砷裝置，但投產后旋風器及管路多次堵塞、收砷效率低，大多數As2O3后移到制酸凈化工段，污水廠要處理大量高濃度含砷污酸。為了資源化回收煙氣中的砷，減少含砷廢酸處理量，有必要對現有的濕法收砷工藝進行改進。

2 新型濕法收砷工藝流程

擬使用的收砷工藝由 “噴霧塔－噴淋洗滌－填料洗滌－高溫電除霧”四部分組成。從焙燒工段電除塵器出來的煙氣，經霧化水冷卻后，氣態As2O3冷凝后團聚、增大，形成晶體，經稀酸循環洗滌捕獲，酸中砷濃度逐漸增大，含砷酸液經壓濾后將As2O3以濾餅的形式排出。除砷后的煙氣送至制酸凈化工段。該裝置為絕熱封閉稀酸洗滌系統，脫除了煙氣中的砷，并且保持煙氣中的水分，減少了脫砷過程中形成的稀酸量，使循環稀酸得以形成As2O3過飽和溶液，從而能夠以壓濾的方式得到As2O3濾餅。

為了考察新工藝方案的除砷效果，項目組建立了一套半工業化試驗裝置，從現有兩段焙燒生產線上的電除塵器出口引出約800m3／h的煙氣（占生產線煙氣的6%）進行試驗。該煙氣的成分見表1，半工業化試驗裝置的主要設備見表2，工藝流程見圖1。

2.1 噴霧塔

電除塵器出口的煙氣溫度為300～250℃，As2O3以氣態形式存在于煙氣中。煙氣進入噴霧塔后，與霧化水接觸，使水完全汽化，煙氣自身溫度驟冷到120℃，其中的As2O3穿過容易形成粘性玻璃體的溫度區（175～250℃），迅速冷凝轉變成固態粒狀結晶體［2］。使用噴霧塔取代普通空塔進行洗滌，避免了玻璃態砷的形成，有效解決了后續設備的堵塞問題。

表1 焙燒煙氣成分

表2 濕法收砷半工業化試驗裝置主要設備

圖1 濕法收砷半工業化試驗裝置工藝流程圖

噴霧塔使用氣液兩相雙流體霧化噴槍，工作氣壓0.3～0.5MPa，工作水壓0.4MPa，水霧平均粒度在30μm以下，霧化效果好，汽化速度快。

2.2 洗滌塔

經過霧化冷卻后，As2O3以固體顆粒的形式存在于煙氣中，在填料洗滌塔下部設置兩級噴淋初步除砷。噴頭采用MP型噴頭，取代常見的螺旋噴頭和碗型噴頭，克服噴頭的堵塞問題，并且噴灑更加均勻，能顯著提高洗滌效率。洗滌液為20%～30%硫酸溶液，噴淋量約8m3／h。洗滌塔操作方式為絕熱飽和蒸發（不采用板式換熱器冷卻稀酸），保證煙氣中的水分不冷凝析出，以免產生過多的稀酸而全部溶解洗滌下來的As2O3。

2.3 電除霧器

在洗滌塔噴淋洗滌后，煙氣溫度降低到絕熱飽和溫度，大約80℃，大部分的砷被洗滌下來。煙氣攜帶有少量含As2O3的酸霧，此部分As2O3由高溫電除霧器除去。由于煙氣中80%以上的砷已經除去，后續硫酸裝置凈化工序產生的污酸的砷濃度大幅下降，可減輕污水處理裝置的壓力。

2.4 洗滌循環稀酸的處理

隨著洗滌時間的延長，溶液中As2O3增多并形成沉淀，故在稀酸循環槽中抽出部分含砷酸液到自動壓濾機，壓濾后的清液返回循環槽作為洗滌塔的洗滌液，As2O3濾餅烘干后作為產品出售。

3 半工業化試驗裝置運行情況

半工業化試驗裝置實驗進行了20d，期間采集了煙氣含砷濃度、循環液含砷濃度、壓濾濾餅量等數據。經計算，除砷效率保持在87.9%～83.1%。隨著循環酸中砷濃度的逐漸增加，收砷效率有降低的趨勢，及時排出部分含砷溶液進行壓濾后，能夠保持稀酸對As2O3的捕獲能力。

使用濕法工藝資源化回收煙氣中的砷，在國內還沒有成功案例。本工藝創新性地實現煙氣除砷和除濕分步進行，使用新的煙氣冷卻方法減少了設備及管道的粘結；使用高性能噴淋裝置，提高了收砷效率，克服了干法收砷的粉塵污染問題及現有濕法收砷的低效問題，是一種安全環保的收砷新工藝。

［1］康增奎.我國難處理金礦資源開發的現狀與問題研究 ［J］.資源與產業，2009，15 （6）：59～63.

［2］湯桂華.硫酸 ［M］.北京：化學工業出版社，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

彭達順 （1980－），男，廣西南寧人，工程師，碩士。