本發(fā)明涉及一種多級并聯(lián)吸收回收硒的裝置和方法，屬于有色金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

由于具有獨特的理化性質(zhì)，硒在化工、冶金、陶瓷、電子等行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。近年來，隨著硒的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大，對硒的需求也越來越大。在銅冶煉過程中，金、銀、硒、碲主要富集于陽極泥中。因此，銅陽極泥是提取稀散金屬硒的主要原料。采用回轉(zhuǎn)窯硫酸化焙燒從銅陽極泥提取硒的過程中，回轉(zhuǎn)窯焙燒產(chǎn)出的含二氧化硒、二氧化硫和水蒸汽的混合氣體以水為吸收液在吸收塔內(nèi)吸收還原產(chǎn)出粗硒。在現(xiàn)有的工藝條件下，回轉(zhuǎn)窯硫酸化焙燒脫硒往往采用-3000～-5000Pa負壓以使混合氣體進入吸收塔內(nèi)，較高的負壓極易使吸收系統(tǒng)煙氣形成紊流，造成吸收塔出現(xiàn)偏析現(xiàn)象，導(dǎo)致吸收塔及管道常被燒壞，硒的吸收效率和回收率較低。另外，由于回轉(zhuǎn)窯窯體長度和直徑比例達到12～8:1，在具有較大的長徑比情況下，窯內(nèi)尤其是窯尾出的混合氣體即使在較高的負壓條件下也難以吸入到吸收塔內(nèi)進行吸收和還原，造成產(chǎn)出的焙砂潮濕并冒煙現(xiàn)象，影響了后續(xù)工序稀貴金屬的提取。因此，如何從回轉(zhuǎn)窯焙燒煙氣中高效回收硒并提高焙燒效果以利于后續(xù)稀貴金屬的提取成為亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多級并聯(lián)吸收回收硒的方法和裝置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。多級并聯(lián)吸收回收硒的裝置，由焙燒系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)與負壓系統(tǒng)組成。焙燒系統(tǒng)包括回轉(zhuǎn)窯、窯尾渣箱和窯頭導(dǎo)氣管；其中，窯尾渣箱下部設(shè)有一個出料口，中部設(shè)有可吸入空氣的煙氣調(diào)節(jié)閥，上部設(shè)有一個測量窯內(nèi)壓力的短管，短管的長度為200～300mm；窯頭導(dǎo)氣管末端設(shè)有用于連接吸收系統(tǒng)的兩個出口。吸收系統(tǒng)由兩組并聯(lián)的多級吸收塔組組成。兩組多級吸收塔組每一組依次用煙氣連接管串聯(lián)了三個吸收塔，任意一個吸收塔的中部為圓柱體，底部為椎體。兩組多級吸收塔組中任意一組的煙氣導(dǎo)入管連接窯頭導(dǎo)氣管上的出口將煙氣吸入第一級吸收塔內(nèi)，煙氣導(dǎo)入管在第一級吸收塔的進氣口前設(shè)有第一截斷閥。兩組多級吸收塔組的第三級吸收塔出氣口的煙氣導(dǎo)出管之間設(shè)有連通管，連通管上設(shè)有一個連通閥。兩組多級吸收塔組中任意一組的第三級吸收塔出口與連通管之間的煙氣導(dǎo)出管上設(shè)有第二截斷閥。其中，兩組多級吸收塔組中任意一組的煙氣連接管伸入吸收塔內(nèi)的長度為距離吸收塔圓柱體底的高度為100～200mm，任意一組的煙氣導(dǎo)入管伸入第一級吸收塔內(nèi)的長度為距離其圓柱體底的高度為100～200mm；負壓系統(tǒng)包括由真空泵和汽水分離器組成的兩組負壓組，兩組負壓組對應(yīng)兩組多級吸收塔組。兩組負壓組中任意一個真空泵進氣口與連通管之間的煙氣導(dǎo)出管的旁路上設(shè)有負壓調(diào)節(jié)閥，任意一個真空泵出氣口與汽水分離器進氣口通過負壓連接管連接，任意一個汽水分離器的頂部設(shè)有尾氣管將尾氣排出。任意一個汽水分離器內(nèi)的循環(huán)液從底部排出，再依次經(jīng)低位槽、輸送泵、高位槽后返回兩組負壓組的真空泵進氣口循環(huán)使用，汽水分離器、低位槽、輸送泵、高位槽之間通過循環(huán)液輸送管連接，高位槽水平面距離真空泵水平面的高度為3～5m。

窯頭導(dǎo)氣管直徑為回轉(zhuǎn)窯窯體直徑的一半，煙氣導(dǎo)入管的直徑等于窯頭導(dǎo)氣管直徑的一半，煙氣連接管的直徑為煙氣導(dǎo)入管的直徑的一半。

兩組多級吸收塔組中的第一級吸收塔圓柱體直徑與第二和第三級吸收塔中的任意一個吸收塔圓柱體直徑的比例為1:0.8～1。

回轉(zhuǎn)窯窯體直徑和長度比例為1:8～12。

多級并聯(lián)吸收回收硒的方法，包括如下步驟：調(diào)節(jié)吸收塔內(nèi)吸收液至初始高度；將窯內(nèi)負壓調(diào)節(jié)到規(guī)定值；混合煙氣吸入到兩組并聯(lián)多級吸收塔內(nèi)進行吸收和還原反應(yīng)；吸收和還原反應(yīng)過程每到一個生產(chǎn)周期后，排出塔內(nèi)含粗硒的吸收液，補充水作為吸收液至初始高度后繼續(xù)煙氣吸收和還原反應(yīng)；尾氣經(jīng)過汽水分離器出口的尾氣管排出；排出含粗硒的吸收液再經(jīng)固液分離后得到粗硒；其中，吸收液初始高度是指，第一級吸收塔內(nèi)吸收液初始高度為第一級吸收塔圓柱體長度的80％，第二、第三級吸收塔內(nèi)吸收液初始高度為吸收塔圓柱體長度的60％；窯內(nèi)負壓值是指，窯尾渣箱上部的短管在渣箱內(nèi)末端A點處的壓力值。

吸收和還原反應(yīng)過程中保持窯內(nèi)負壓值為-1000～-3000Pa，并且煙氣調(diào)節(jié)閥保持打開至使出料口排出的焙砂不潮濕且出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象；吸收和還原反應(yīng)過程中保持兩組多級吸收裝置的吸收塔內(nèi)吸收液的液位高度為其圓柱體長度的60～80％，且第一級吸收塔內(nèi)吸收液溫度為60～90℃、溫度差小于10℃。

當(dāng)任意一個第一級吸收塔內(nèi)吸收液高度低于第一級吸收塔圓柱體高度的60％時，補入吸收液至第一級吸收塔圓柱體高度的80％；當(dāng)?shù)诙?、第三級中任意一個吸收塔內(nèi)的吸收液高度高于其圓柱體高度的80％時，打開其底部閥排出吸收液至初始高度；當(dāng)兩組第一級吸收塔內(nèi)吸收液溫度差大于10℃并低于90℃時，調(diào)大溫度高的一組的負壓調(diào)節(jié)閥開度，并調(diào)小溫度低的另外一組的負壓調(diào)節(jié)閥開度，保持窯內(nèi)負壓值在設(shè)定范圍，使煙氣更多進入溫度低的一組多級吸收塔內(nèi)；當(dāng)任意一個第一級吸收塔內(nèi)吸收液溫度大于90℃時，則打開兩組多級吸收裝置第一級吸收塔底部閥門，將吸收塔內(nèi)吸收液排出至液位為第一級吸收塔圓柱體高度的60％，再補充水至其初始高度。

吸收和還原反應(yīng)過程當(dāng)達到一個生產(chǎn)周期，要將塔內(nèi)含有粗硒的吸收液定期排出，以24小時為一個生產(chǎn)周期，其步驟為：(1)停止加料，打開連通閥；(2)第一組吸收塔吸收液排出步驟為：2a)關(guān)閉第一截斷閥，調(diào)節(jié)兩個負壓調(diào)節(jié)閥開度，使窯內(nèi)負壓值為設(shè)定值，使吸收塔內(nèi)殘余的煙氣充分排出；2b)15～30min后，關(guān)閉第二截斷閥，調(diào)節(jié)兩個負壓調(diào)節(jié)閥開度，使窯內(nèi)負壓值為規(guī)定值；打開各個吸收塔底閥，排空吸收塔內(nèi)含粗硒的吸收液；2c)向各個吸收塔內(nèi)補充吸收液至初始高度；2d)打開第二截斷閥，打開第一截斷閥，調(diào)節(jié)兩個負壓調(diào)節(jié)閥開度，使窯內(nèi)負壓值為設(shè)定值；(3)重復(fù)步驟2a)～2d),將第二組各個吸收塔內(nèi)含有粗硒的吸收液排出；(4)調(diào)節(jié)兩個負壓調(diào)節(jié)閥開度，當(dāng)?shù)谝?、第二組第一級吸收塔吸收液溫度大于60℃，且溫度差小于10℃時，關(guān)閉連通閥，恢復(fù)加料，進行兩組并聯(lián)吸收。

優(yōu)選地，上述過程窯內(nèi)負壓規(guī)定值為-1000～-2000Pa。

當(dāng)循環(huán)液的酸度以硫酸計達到100g/L時，需排出低位槽和高位槽內(nèi)循環(huán)液體積之和的50～60％吸收液進行硒回收，并補充水至原總體積。

吸收和還原反應(yīng)過程中混合煙氣經(jīng)吸收還原反應(yīng)后的尾氣通過尾氣管輸送到尾氣處理系統(tǒng)回收二氧化硫后達標排放。

本發(fā)明的有益效果是：1、采用本發(fā)明多級并聯(lián)吸收回收硒的裝置和方法，確保了窯內(nèi)煙氣的有效流動，促進了煙氣的高效吸收和還原反應(yīng)，硒吸收效率大幅提高，硒回收率達到了98％以上；2、確保了混合煙氣的平衡吸收的同時大幅降低了工藝的負壓區(qū)間，避免了吸收塔及管道常被燒壞現(xiàn)象；3、避免了焙砂潮濕、冒煙現(xiàn)象，有利于后續(xù)工序稀貴金屬的提??；4、容易實現(xiàn)對各個工藝過程進行自動化控制，適用于大規(guī)模工業(yè)化連續(xù)性生產(chǎn)等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明多級并聯(lián)吸收回收硒的裝置示意圖。

圖2是本發(fā)明多級并聯(lián)吸收回收硒的裝置的吸收系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖1、圖2所示的多級并聯(lián)吸收回收硒的裝置，由焙燒系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)與負壓系統(tǒng)組成。焙燒系統(tǒng)包括回轉(zhuǎn)窯100、窯尾渣箱110和窯頭導(dǎo)氣管120；回轉(zhuǎn)窯110窯體的直徑和長度比例為1:8～12；其中，窯尾渣箱110下部設(shè)有一個出料口111，中部設(shè)有可吸入空氣的煙氣調(diào)節(jié)閥112，上部設(shè)有一個測量窯內(nèi)壓力的短管113，短管113的長度為200～300mm；窯頭導(dǎo)氣管120末端設(shè)有用于連接吸收系統(tǒng)的兩個出口121、122。窯頭導(dǎo)氣管120直徑為回轉(zhuǎn)窯100窯體直徑的一半。吸收系統(tǒng)由兩組并聯(lián)的多級吸收塔組組成，每一組依次用煙氣連接管串聯(lián)了三個吸收塔，任意一個吸收塔的中部為圓柱體，底部為椎體。其中，第一組多級吸收塔組為：煙氣導(dǎo)入管214連接窯頭導(dǎo)氣管120上的其中一個出口121將煙氣吸入第一級吸收塔211內(nèi)，煙氣導(dǎo)入管214的直徑等于窯頭導(dǎo)氣管120直徑的一半，煙氣導(dǎo)入管214上在第一級吸收塔211的進氣口前設(shè)有第一截斷閥217，煙氣導(dǎo)出管216在第三級吸收塔出口213與連通管230之間設(shè)有第二截斷閥218。第二組多級吸收塔組為：煙氣導(dǎo)入管224連接窯頭導(dǎo)氣管120上的另外一個出口122將煙氣吸入第一級吸收塔221內(nèi)，煙氣導(dǎo)入管224的直徑等于窯頭導(dǎo)氣管120直徑的一半，煙氣導(dǎo)入管224上在第一級吸收塔221的進氣口前設(shè)有第一截斷閥227，煙氣導(dǎo)出管226在第三級吸收塔223出口與連通管230之間設(shè)有第二截斷閥228。第一組的煙氣導(dǎo)出管216與第二組的煙氣導(dǎo)出管226之間設(shè)有連通管230，連通管230上設(shè)有連通閥231。煙氣連接管215伸入吸收塔212、213內(nèi)或者煙氣連接管225伸入吸收塔222、223內(nèi)的長度均為距離其圓柱體底的高度為100～200mm，煙氣連接管215的直徑為煙氣導(dǎo)入管214的直徑的一半，煙氣連接管225的直徑為煙氣導(dǎo)入管224的直徑的一半。煙氣導(dǎo)入管214伸入第一級吸收塔211內(nèi)或者煙氣導(dǎo)入管224伸入第一級吸收塔221內(nèi)的長度均為距離其圓柱體底的高度為100～200mm；負壓系統(tǒng)包括由真空泵和汽水分離器組成的兩組負壓組，兩組負壓組分別對應(yīng)兩組多級吸收塔組。其中，第一組負壓組為：第一組的煙氣導(dǎo)出管216在真空泵311進氣口與連通管230之間的旁路上設(shè)有負壓調(diào)節(jié)閥313，真空泵311出氣口與汽水分離器312進氣口通過負壓連接管314連接，汽水分離器312的頂部設(shè)有尾氣管315將尾氣排出。第二組負壓組為：第二組的煙氣導(dǎo)出管226在真空泵321進氣口與連通管230之間的旁路上設(shè)有負壓調(diào)節(jié)閥323，真空泵321出氣口與汽水分離器322進氣口通過負壓連接管324連接，汽水分離器322的頂部設(shè)有尾氣管325將尾氣排出。汽水分離器312和322內(nèi)的循環(huán)液從其底部排出，再依次經(jīng)低位槽301、輸送泵302、高位槽303后返回兩組負壓組的真空泵311和312的進氣口循環(huán)使用。汽水分離器312、322、低位槽301、輸送泵302、高位槽303之間通過循環(huán)液輸送管連接，高位槽303的水平面距離真空泵311、321的水平面的高度差為3～5m。真空泵311和321為水環(huán)真空泵。第一級吸收塔211和221中的任意一個的圓柱體直徑與第二、第三級吸收塔212、213、222、223中的任意一個的圓柱體直徑的比例為1:0.8～1。

多級并聯(lián)吸收回收硒的方法，包括如下步驟：調(diào)節(jié)吸收塔211～213、221～223內(nèi)吸收液至初始高度；將窯內(nèi)負壓調(diào)節(jié)到規(guī)定值；混合煙氣吸入到兩組并聯(lián)多級吸收塔211～213、221～223內(nèi)進行吸收和還原反應(yīng)；吸收和還原反應(yīng)過程每到一個生產(chǎn)周期后，排出塔211～213、221～223內(nèi)含粗硒的吸收液，補充水作為吸收液至初始高度后繼續(xù)煙氣吸收和還原反應(yīng)；尾氣經(jīng)過汽水分離器出口的尾氣管315、325排出；排出含粗硒的吸收液再經(jīng)固液分離后得到粗硒。吸收液初始高度是指，第一級吸收塔211、221內(nèi)的吸收液初始高度為其圓柱體長度的80％，第二、第三級212～213、222～223中任意一吸收塔內(nèi)的吸收液初始高度為其圓柱體長度的60％。窯內(nèi)負壓值是指，窯尾渣箱110上部的短管113在渣箱內(nèi)末端A點處的壓力值。

吸收和還原反應(yīng)過程中保持窯內(nèi)負壓值為-1000～-3000Pa，并且煙氣調(diào)節(jié)閥112保持打開至使出料口排出的焙砂不潮濕且出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象。吸收和還原反應(yīng)過程中保持兩組吸收塔組211～213、221～223內(nèi)吸收液的液位高度為其圓柱體長度的60～80％，且第一級吸收塔211和221內(nèi)的吸收液溫度為60～90℃、溫度差小于10℃。

當(dāng)?shù)谝患壩账?11或者221內(nèi)的吸收液高度低于其圓柱體高度的60％時，補入吸收液至其初始高度；當(dāng)?shù)诙?、第三級吸收?12～213或222～223中的任意一個內(nèi)的吸收液高度高于其圓柱體高度的80％時，打開其底部閥排出吸收液至初始高度；當(dāng)?shù)谝患壩账?11和221內(nèi)的吸收液的溫差大于10℃并低于90℃時，調(diào)節(jié)負壓調(diào)節(jié)閥313和323，并保持窯內(nèi)負壓值在設(shè)定范圍，使煙氣更多進入溫度低的一組多級吸收塔內(nèi)進行反應(yīng)；當(dāng)吸收塔211或者221內(nèi)的吸收液溫度大于90℃時，則同時打開吸收塔211和221底部閥門將吸收塔211和221內(nèi)的吸收液排出至液位為第一級吸收塔圓柱體高度的60％后，再補充水至其初始高度。

吸收和還原反應(yīng)過程當(dāng)達到一個生產(chǎn)周期，要將塔內(nèi)含有粗硒的吸收液定期排出，以24小時為一個生產(chǎn)周期，其步驟為：(1)停止加料，打開連通閥231；(2)排出第一組吸收塔的吸收液：2a)關(guān)閉第一截斷閥217，調(diào)節(jié)兩個負壓調(diào)節(jié)閥313和323開度，使窯內(nèi)負壓值為設(shè)定值，使吸收塔211～213內(nèi)殘余的煙氣充分排出；2b)15～30min后，關(guān)閉第二截斷閥218，調(diào)節(jié)兩個負壓調(diào)節(jié)閥313和323開度，使窯內(nèi)負壓值為規(guī)定值；打開吸收塔211～213底閥，排空塔內(nèi)含粗硒的吸收液；2c)向吸收塔211～213內(nèi)補充吸收液至初始高度；2d)打開第二截斷閥218，打開第一截斷閥217，調(diào)節(jié)兩個負壓調(diào)節(jié)閥313和323開度，使窯內(nèi)負壓值為設(shè)定值；(3)排出第二組吸收塔的吸收液：：3a)關(guān)閉第一截斷閥227，調(diào)節(jié)兩個負壓調(diào)節(jié)閥313和323開度，使窯內(nèi)負壓值為設(shè)定值，使吸收塔221～223內(nèi)殘余的煙氣充分排出；3b)15～30min后，關(guān)閉第二截斷閥228，調(diào)節(jié)兩個負壓調(diào)節(jié)閥313和323開度，使窯內(nèi)負壓值為規(guī)定值；打開吸收塔221～223底閥，排空塔內(nèi)含粗硒的吸收液；3c)向吸收塔221～223內(nèi)補充吸收液至初始高度；3d)打開第二截斷閥228，打開第一截斷閥227，調(diào)節(jié)兩個負壓調(diào)節(jié)閥313和323開度，使窯內(nèi)負壓值為設(shè)定值；；(4)調(diào)節(jié)兩個負壓調(diào)節(jié)閥313和323開度，當(dāng)?shù)谝?、第二組第一級吸收塔211和221內(nèi)的吸收液溫度大于60℃，且溫差小于10℃時，關(guān)閉連通閥231，恢復(fù)加料，進行兩組并聯(lián)吸收。

優(yōu)選地，上述過程窯內(nèi)負壓規(guī)定值為-1000～-2000Pa。

真空泵循環(huán)液酸度在生產(chǎn)使用過程中為逐步上升，當(dāng)循環(huán)液的酸度以硫酸計達到100g/L時，需排出低位槽301和高位槽303內(nèi)循環(huán)液體積之和的50～60％吸收液進行硒回收，并補充水至原總體積。

吸收和還原反應(yīng)過程中混合煙氣經(jīng)吸收還原反應(yīng)后的尾氣通過尾氣管315和325輸送到尾氣處理系統(tǒng)回收二氧化硫后達標排放。

實施例

處理含硒質(zhì)量百分比為3～10％的銅陽極泥，其中，回轉(zhuǎn)窯窯體直徑為1200mm，長度為12000mm；窯頭導(dǎo)氣管、煙氣導(dǎo)入管、煙氣連接管的直徑分別為600mm、300mm、150mm。第一、第二、第三級吸收塔圓柱體直徑之比為1:0.9:0.9；以24h為一個生產(chǎn)周期，定期排出含粗硒的吸收液，再補充水作為吸收液進行連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)出的焙砂含硒質(zhì)量百分比小于0.1％，粗硒含硒的質(zhì)量百分比達到90％，硒回收率大于98％。