砷钙渣无害化处理方法与流程

专利2026-02-01  17


本发明涉及固体废弃物处理,特别涉及一种砷钙渣无害化处理方法。


背景技术:

1、砷钙渣中含有砷酸钙和氧化砷,为避免砷钙渣中砷释放所带来的环境砷污染的风险,砷钙渣需要经过进一步的稳定化处理。目前,砷钙渣稳定化处理方法主要为水泥固化稳定化技术。水泥固化稳定技术主要通过将砷钙渣和水泥混合固化,进而提高砷钙渣的稳定化。但是该技术不仅会产生大量的二次含砷固体废弃物,还存在成本较高的问题。此外,铁砷共沉淀技术也可以用于砷钙渣的稳定化处理,该方法利用大量的铁盐,通过共沉淀和吸附机理进行固砷,最终使砷形成砷酸铁,但是这种方法铁盐用量很大,铁与砷的摩尔比需要达到14以上,这不仅增加了固砷成本,还会导致渣量的增加,产生二次污染。

2、故需要提供一种砷钙渣无害化处理方法来解决上述技术问题。


技术实现思路

1、本发明提供一种砷钙渣无害化处理方法,其最终得到的尾渣中不含有砷,避免了砷污染,同时提高了黄铁矿的利用率,节省了成本和热量。

2、本发明的技术方案为:

3、一种砷钙渣无害化处理方法,砷钙渣中含有砷酸钙和氧化砷,采用砷钙渣无害化处理设备对砷钙渣进行处理,所述砷钙渣无害化处理设备包括:

4、混料机,其设置有混料入口和混料出口;

5、中温挥发炉,其设置有挥发炉物料入口、挥发炉气体入口、挥发炉气体出口和挥发炉尾渣出口;所述挥发炉物料入口与所述混料出口连接;

6、高温分解炉,其设置有分解炉物料入口、分解炉气体入口、分解炉气体出口和分解炉尾渣出口;所述分解炉物料入口与所述挥发炉尾渣出口连接;以及,

7、尾气净化装置,其设置有净化入口和净化出口,所述净化入口与所述挥发炉气体出口和所述分解炉气体出口均连接;

8、所述砷钙渣无害化处理方法包括:

9、s11、获取砷钙渣和黄铁矿,将二者通过所述混料入口输入到所述混料机中,将砷钙渣和黄铁矿混合后,通过所述混料出口输出混合物料;

10、s12、获取混合物料,将其通过所述挥发炉物料入口输入到所述中温挥发炉中,并通过所述挥发炉气体入口向所述中温挥发炉中输入氮气,对混合物料进行中温加热,通过所述挥发炉气体出口输出含有氧化砷的第一尾气,通过所述挥发炉尾渣出口输出含有砷酸钙和黄铁矿的第一尾渣;

11、s13、获取第一尾渣,将其通过所述分解炉物料入口输入到所述高温分解炉中,并通过所述分解炉气体入口向所述高温分解炉中输入空气,对第一尾渣进行高温加热,通过所述分解炉气体出口输出含有氧化砷和二氧化硫的第二尾气,通过所述分解炉尾渣出口输出含有氧化钙和四氧化三铁的第二尾渣;以及,

12、s14、获取第一尾气和第二尾气,将二者通过所述净化入口输入到所述尾气净化装置,并通过所述净化出口排出净化后的尾气。

13、本发明所述的砷钙渣无害化处理方法中,步骤s12中,加热温度为550℃-600℃,加热时长为60min-90min。

14、本发明所述的砷钙渣无害化处理方法中,步骤s13中,加热温度为800℃-850℃,加热时长为60min-90min。

15、本发明所述的砷钙渣无害化处理方法中,砷酸钙为砷钙渣质量的70%-80%;步骤s13中,向高温分解炉中通入的空气,其氧气为砷钙渣质量的50%-60%;步骤s11中,向混料机中输入的黄铁矿,其二硫化亚铁为砷钙渣质量的90%-100%。

16、本发明所述的砷钙渣无害化处理方法中,所述砷钙渣无害化处理设备还包括桨叶式预热进料机,其内胆设置有进料机物料入口、进料机气体出口和进料机物料出口;所述进料机物料入口与所述混料出口连接;所述进料机物料出口与所述挥发炉物料入口连接;

17、所述砷钙渣无害化处理方法还包括步骤s15、获取混合物料,将其通过所述进料机物料入口输入到所述桨叶式预热进料机中,对混合物料进行加热,加热温度为150℃-200℃,加热时长为60min-120min,并通过所述进料机气体出口排出水蒸气,通过所述进料机物料出口输出脱水的混合物料;步骤s15位于步骤s11之后,并位于步骤s12之前。

18、本发明所述的砷钙渣无害化处理方法中,所述砷钙渣无害化处理设备还包括:

19、高温气固分离器,其设置有分离器入口、分离器固体出口和分离器气体出口;所述分离器入口与所述挥发炉气体出口和所述分解炉气体出口均连接;以及,

20、冷凝收砷室,其设置有收砷室入口和收砷室气体出口;所述收砷室入口与所述分离器气体出口连接;所述收砷室气体出口与所述净化入口连接;

21、所述砷钙渣无害化处理方法还包括步骤:

22、s16、获取第一尾气和第二尾气,将二者通过所述分离器入口输入到所述高温气固分离器中,通过所述分离器固体出口输出杂质,通过所述分离器气体出口输出含有氧化砷和二氧化硫的第三尾气;以及,

23、s17、获取第三尾气,将其通过所述收砷室入口输入到冷凝收砷室中,以收集精白砷,通过所述收砷室气体出口输出含有二氧化硫的第四尾气;

24、步骤s16和步骤s17位于步骤s13之后,并位于步骤s14之前;步骤s14为获取第四尾气,将第四尾气输入到所述尾气净化装置中进行处理。

25、本发明所述的砷钙渣无害化处理方法中,所述砷钙渣无害化处理设备还包括冷凝器,其设置有冷凝入口和冷凝出口,所述冷凝入口与所述进料机气体出口连接;

26、所述砷钙渣无害化处理方法还包括步骤s18、获取水蒸气,将其通过所述冷凝入口输入所述到所述冷凝器中,再通过所述冷凝出口输出废水,并将废水输送至污水处理厂;步骤s18位于步骤s15之后。

27、本发明所述的砷钙渣无害化处理方法中,所述砷钙渣无害化处理设备还包括出料换热器,所述出料换热器的内胆设置有换热器物料入口和换热器物料出口;所述换热器物料入口与所述分解炉尾渣出口连接;

28、所述砷钙渣无害化处理方法还包括步骤s19、获取第二尾渣,将其通过所述换热器物料入口输入到所述出料换热器中,对第二尾渣进行降温,并通过所述换热器物料出口输出降温后的第二尾渣;步骤s19位于步骤s13之后。

29、本发明所述的砷钙渣无害化处理方法中,所述桨叶式预热进料机的外胆还设置有进料机热油入口和进料机冷油出口;所述出料换热器的外胆还设置有换热器冷油入口和换热器热油出口;所述换热器热油出口与所述进料机热油入口连接;

30、步骤s19中,通过所述换热器冷油入口向所述出料换热器的外胆中输入冷导热油对第二尾渣进行降温,并通过所述换热器热油出口输出热导热油;所述砷钙渣无害化处理方法还包括步骤s20、获取所述换热器热油出口输出的热导热油,将其通过所述进料机热油入口输入到所述桨叶式预热进料机的外胆中;步骤s20位于步骤s19的后面;步骤s15中,通过所述进料机冷油出口输出冷导热油。

31、本发明所述的砷钙渣无害化处理方法中,所述换热器冷油入口与所述进料机冷油出口连接;所述砷钙渣无害化处理方法还包括步骤s21、获取所述进料机冷油出口输出的冷导热油,将其通过所述换热器冷油入口输入到所述出料换热器的外胆中。

32、本发明相较于现有技术,其有益效果为:本发明的砷钙渣无害化处理方法,其先将砷钙渣和黄铁矿在混料机中混合,以使得后续反应充分;然后将含有砷钙渣和黄铁矿的混合物料输入到中温挥发炉中,使得混合物料中的氧化砷变为气态,与含有砷酸钙和黄铁矿的第一尾渣相分离,中温挥发炉内为氮气气氛,可以避免氧化砷与氧气发生反应,生成固态的五氧化二砷,导致后续处理难度加大;再将第一尾渣输入到高温分解炉中,在有氧气氛下第一尾渣中的砷酸钙和黄铁矿发生化学反应,使得砷以气态氧化砷形式存在,与含有氧化钙和四氧化三铁的第二尾渣相分离,最终得到的第二尾渣中不含有砷,并通过尾气净化装置对第一尾气和第二尾气进行处理,避免了砷污染。同时,先通过中温挥发炉中进行中温处理,然后通过高温分解炉中进行高温处理,使得中温挥发炉中黄铁矿不会和氧化砷发生反应,使得所有的黄铁矿均在高温分解炉中与砷酸钙发生反应,提高了黄铁矿的利用率,节省了成本;砷钙渣中的氧化砷在中温挥发炉中先变为气态排出,使得高温分解炉中的砷钙渣仅剩砷酸钙,也可也缩短高温分解炉中的处理时间,节省了热量。


技术特征:

1.一种砷钙渣无害化处理方法,砷钙渣中含有砷酸钙和氧化砷,其特征在于,采用砷钙渣无害化处理设备对砷钙渣进行处理,所述砷钙渣无害化处理设备包括:

2.根据权利要求1所述的砷钙渣无害化处理方法,其特征在于,步骤s12中,加热温度为550℃-600℃,加热时长为60min-90min。

3.根据权利要求1所述的砷钙渣无害化处理方法,其特征在于,步骤s13中,加热温度为800℃-850℃,加热时长为60min-90min。

4.根据权利要求1所述的砷钙渣无害化处理方法,其特征在于,砷酸钙为砷钙渣质量的70%-80%;步骤s13中,向高温分解炉中通入的空气,其氧气为砷钙渣质量的50%-60%;步骤s11中,向混料机中输入的黄铁矿,其二硫化亚铁为砷钙渣质量的90%-100%。

5.根据权利要求1所述的砷钙渣无害化处理方法,其特征在于,所述砷钙渣无害化处理设备还包括桨叶式预热进料机,其内胆设置有进料机物料入口、进料机气体出口和进料机物料出口;所述进料机物料入口与所述混料出口连接;所述进料机物料出口与所述挥发炉物料入口连接;

6.根据权利要求5所述的砷钙渣无害化处理方法,其特征在于,所述砷钙渣无害化处理设备还包括:

7.根据权利要求5所述的砷钙渣无害化处理方法,其特征在于,所述砷钙渣无害化处理设备还包括冷凝器,其设置有冷凝入口和冷凝出口,所述冷凝入口与所述进料机气体出口连接;

8.根据权利要求5所述的砷钙渣无害化处理方法,其特征在于,所述砷钙渣无害化处理设备还包括出料换热器,所述出料换热器的内胆设置有换热器物料入口和换热器物料出口;所述换热器物料入口与所述分解炉尾渣出口连接;

9.根据权利要求8所述的砷钙渣无害化处理方法,其特征在于,所述桨叶式预热进料机的外胆还设置有进料机热油入口和进料机冷油出口;所述出料换热器的外胆还设置有换热器冷油入口和换热器热油出口;所述换热器热油出口与所述进料机热油入口连接;

10.根据权利要求9所述的砷钙渣无害化处理方法,其特征在于,所述换热器冷油入口与所述进料机冷油出口连接;所述砷钙渣无害化处理方法还包括步骤s21、获取所述进料机冷油出口输出的冷导热油,将其通过所述换热器冷油入口输入到所述出料换热器的外胆中。


技术总结
本发明提供一种砷钙渣无害化处理方法,其包括:获取砷钙渣和黄铁矿,将二者输入到混料机中混合,并输出混合物料;获取混合物料,将其通过挥发炉物料入口输入到中温挥发炉中,对混合物料进行中温加热,通过挥发炉气体出口输出含有氧化砷的第一尾气,通过挥发炉尾渣出口输出含有砷酸钙和黄铁矿的第一尾渣;获取第一尾渣,将其通过分解炉物料入口输入到高温分解炉中,对第一尾渣进行高温加热,通过分解炉气体出口输出含有氧化砷和二氧化硫的第二尾气,通过分解炉尾渣出口输出含有氧化钙和四氧化三铁的第二尾渣;以及,获取第一尾气和第二尾气,将二者输入到尾气净化装置。本发明的砷钙渣无害化处理方法,其第二尾渣中不含有砷,避免了砷污染。

技术研发人员:陈海堂,乐福佳,蔡兴飞,文岳雄,王琪,王丽娟
受保护的技术使用者:深圳市众源稀金材料技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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