一种含砷废渣的处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种含砷废渣的处理装置，包括密封管，所述密封管包括加热还原段与冷凝段，所述加热还原段位于所述冷凝段上方，所述加热还原段中设有反应物承载部，所述加热还原段与冷凝段外分别设有用于控制加热还原段温度与冷凝段温度的还原控温部与冷凝控温部。本实用新型专利技术的含砷废渣的处理装置包括集成于一体的加热还原段与冷凝段，加热还原段产生的砷蒸汽直接进入冷凝段冷凝，并通过还原控温部与冷凝控温部分别控制加热还原段与冷凝段的温度，可以实现砷蒸汽在一定温度范围内冷凝得到α

【技术实现步骤摘要】
一种含砷废渣的处理装置


[0001]本技术属于固体废物处理领域，尤其涉及一种含砷废渣的处理设备。

技术介绍

[0002]砷广泛存在于自然界，但分布较为分散，主要以硫化物形式与金、铜、铅、锡、锌、镍、钴矿伴生存在，在这些矿物开采冶炼过程中，会产生一部分的含砷废渣及含砷烟尘，另外也会有一部分砷进入到废水中。目前，针对含砷废水，沉淀固化是最常用的方法，因此冶金工业生产中会产生大量的含砷废渣。针对含砷废渣大多数企业都采用填埋或堆存的方式处理，但砷的化合物具有剧毒，不加处理会对环境和人体产生巨大危害。此外，砷也是一种重要的资源，可被用来制作木材防腐剂、农药，在合金工业中可以作为合金添加剂制造砷铅合金、砷铜合金等；并且，高纯砷是制取化合物半导体砷化铟、砷化镓等的原料，也是半导体材料硅和锗的掺杂元素；还有，砷同样具有药理和生理作用，被广泛应用于医药卫生领域。砷化合物均有剧毒，但单质砷无毒，因此，从含砷废渣中提取回收无毒且有用的单质砷是对二次资源的充分利用，同时也是为保护环境贡献力量。
[0003]目前针对含砷废渣主要的处理方法有稳定固化和资源化利用两大类。稳定固化是利用惰性材料包裹住含砷废渣中砷，使其拥有良好的密封性或改变废渣中砷存在形式使其以砷酸盐等化学性质稳定的形式存在，但固定效果不好，容易发生二次污染，且需要大量空间填埋。资源化利用是采用火法处理或湿法处理回收含砷废渣中铜、锌、砷等有价资源。火法处理主要是将砷化合物转化为三氧化二砷，从烟气中回收砷，但此法产品纯度低，二次污染严重。湿法主要采用酸浸或碱浸等进行不同有价元素间分离，而后再进一步回收铜、锌、砷等产品，但湿法处理流程较长，处理过程中会产生大量废水，生产成本一般较高。
[0004]针对含砷废渣，专利CN111304447A公布了一种从钛砷渣中回收砷的方法和设备，以钛砷渣为原料，首先将钛砷渣热解，得到氧化砷蒸汽，而后利用碳层将氧化砷蒸汽还原得到砷蒸汽，再进行冷凝，得到单质砷。该设备处理过程简单，但处理量少，无法满足大量工业成产；并且，该设备仅仅是粗放对砷蒸汽进行冷凝，冷凝得到的单质砷的纯度难以保证。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种产品纯度高、利于工业化生产的含砷废渣的处理装置。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：
[0006]一种含砷废渣的处理装置，包括密封管，所述密封管包括加热还原段与冷凝段，所述加热还原段位于所述冷凝段上方，所述加热还原段中设有反应物承载部，所述加热还原段与冷凝段外分别设有用于控制加热还原段温度与冷凝段温度的还原控温部与冷凝控温部。
[0007]本技术充分利用砷蒸汽密度大，会受重力自然沉降这一特点，将冷凝段设于加热还原段下方，利于砷蒸汽的高效冷凝。并且，本技术将加热还原段与冷凝段集成于
一个密封管中，加热还原段产生的砷蒸汽会直接落下进入冷凝段中，无需采用外加过渡连接装置，无需对外加过渡连接装置进行保温处理，整体装置更加简洁，更加有利于冷凝段的温度控制，更有利于生成更加纯净的砷单质。
[0008]上述含砷废渣的处理装置中，优选的，所述冷凝段中设有用于收集冷凝产物的产物收集部。通过产物收集部便于砷蒸汽的冷凝附着，有利于砷蒸汽的高效冷凝富集，可以避免砷蒸汽直接在密封管内壁上冷凝，不利于砷的收集。
[0009]上述含砷废渣的处理装置中，优选的，所述产物收集部为一贴设于所述冷凝段管壁上的收集套筒。上述收集套筒可采用不锈钢收集套筒，不锈钢收集套筒贴壁安装于冷凝段的内壁上，有利于砷蒸汽的冷凝富集。当砷蒸汽冷凝完毕后，直接将不锈钢收集套筒取下，再剥离其上附着的砷单质即可。
[0010]上述含砷废渣的处理装置中，优选的，所述产物收集部包括收集套筒和圆锥形筒，所述收集套筒贴设于所述冷凝段的管壁上，所述圆锥形筒设于所述冷凝段中，所述圆锥形筒下大上小，且所述圆锥形筒上部留有排气口，所述圆锥形筒与所述收集套筒的底部无缝连接。本技术若直接采用收集套筒，为了保证砷蒸汽的回收率，一般需要将冷凝段设置的较长，否则会造成部分砷蒸汽未冷凝就直接排出降低回收率或未在本技术要求的温度范围内冷凝而得到非α
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单质砷，产物纯度下降。同时，若收集套筒上产物附着的较多，砷单质可能会剥离脱落，造成产物浪费。此外，将冷凝段设置的较长，这样会造成设备尺寸较大，相应保温装置的配套成本也会增加，尤其是工业化生产时，对生产场所、生产成本的要求更高。本技术的产物收集部采用相互连接的收集套筒和圆锥形筒，通过圆锥形筒的引流、限制作用，从加热还原段进入冷凝段的砷蒸汽的流向会呈现由下至上再外排的趋势，可以大大增加砷蒸汽在冷凝段的停留时间，有利于砷蒸汽全部在冷凝段高效冷凝富集，产品纯度更高，产品回收率更高，可以降低冷凝段的长度且达到更好的冷凝效果。同时，由于产物收集部采用相互连接的收集套筒和圆锥形筒，可以增加用于砷蒸汽富集的面积，也便于砷蒸汽的冷凝。此外，由于圆锥形筒与收集套筒的底部无缝连接，其二者底部相当于一个产品收集槽，可以收集从筒壁上剥离下来的产物，避免产物浪费。为了更好的收集产品，收集套筒和圆锥形筒之间可通过一底板过渡连接，以形成一类似方形的槽。
[0011]本技术中，产物收集部采用收集套筒和圆锥形筒的结构，可以对其他部件进行针对性的改进优化如下：1、使反应锅开口向上，控制反应锅的外径大小，使其与密封管的内径大小相差不大，如反应锅的外径为密封管内径的4/5，以使加热还原段产生的砷蒸汽大部分沿冷凝段内壁向下流动，有利于更好的与产物收集部相配合。2、可以将圆锥形筒与反应物承载部的支撑架直接连接(优选为可拆卸连接)，如圆锥形筒套设于支撑架上，圆锥形筒的顶部与支撑架连接，其二者固接位置预留排气口。此种情况下，产物收集部与反应物承载部为一个整体结构，其二者上下料同时进行，也减少了分步上下料的操作步骤。3、圆锥形筒基本覆盖处于冷凝段的支撑架，避免砷蒸汽在支撑架上冷凝富集。
[0012]上述含砷废渣的处理装置中，优选的，所述反应物承载部包括反应锅与支撑架，所述支撑架底部设有下法兰，所述密封管底部设有上法兰，所述反应物承载部通过上法兰与下法兰的连接而可拆卸的设于所述密封管中。上述下法兰上可设置对接波纹管，对接波纹管的作用是使管道的对接为弹性对接，保护密封管以及方便对接。通过上下法兰的连接，可以便于反应物承载部的上下料，拆卸更加方便。
[0013]上述含砷废渣的处理装置中，优选的，所述密封管通过一密封管支撑并列固设有两个，并列设置的两个所述密封管中部设有一根向下延伸的导向支撑柱，所述反应物承载部设有四个两组，每组两个所述反应物承载部下方的下法兰通过一下法兰支撑连接成一整体，每组两个所述反应物承载部通过下法兰支撑可上下滑动、可转动的设于所述导向支撑柱上。上述结构形式的处理装置，包括两个还原
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冷凝系统，四个进出料系统，两个还原
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冷凝系统反应的同时可在另外两个进出料系统进行装料，提高生产效率。具体的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含砷废渣的处理装置，其特征在于，包括密封管(1)，所述密封管(1)包括加热还原段(101)与冷凝段(102)，所述加热还原段(101)位于所述冷凝段(102)上方，所述加热还原段(101)中设有反应物承载部(2)，所述加热还原段(101)与冷凝段(102)外分别设有用于控制加热还原段(101)温度与冷凝段(102)温度的还原控温部(3)与冷凝控温部(4)。2.根据权利要求1所述的含砷废渣的处理装置，其特征在于，所述冷凝段(102)中设有用于收集冷凝产物的产物收集部。3.根据权利要求2所述的含砷废渣的处理装置，其特征在于，所述产物收集部为一贴设于所述冷凝段(102)管壁上的收集套筒(5)。4.根据权利要求2所述的含砷废渣的处理装置，其特征在于，所述产物收集部包括收集套筒(5)和圆锥形筒(6)，所述收集套筒(5)贴设于所述冷凝段(102)的管壁上，所述圆锥形筒(6)设于所述冷凝段(102)中，所述圆锥形筒(6)下大上小，且所述圆锥形筒(6)上部留有排气口，所述圆锥形筒(6)与所述收集套筒(5)的底部无缝连接。5.根据权利要求1所述的含砷废渣的处理装置，其特征在于，所述反应物承载部(2)包括反应锅(201)与支撑架(202)，所述支撑架(202)底部设有下法兰(7)，所述密封管(1)底部设有上法兰(8)，所述反应物承载部(2)通过上法兰(8)与下法兰(7)的连接而可拆卸的设于所述密封管(1)中。...

【专利技术属性】
技术研发人员：田磊，徐志峰，龚傲，肖伟，熊邮票，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：新型
国别省市：