本實用新型涉及含砷鐵礦和電石渣的綜合利用系統(tǒng)，屬于含砷鐵礦和電石渣綜合利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，中國鐵礦資源日益緊缺，一些復(fù)雜難處理鐵礦資源正在被大力開發(fā)利用。而含砷礦物中的元素砷，是鋼鐵及有色冶金生產(chǎn)的一種有害元素。砷會造成鋼成分嚴重偏析，在熱加工時會使鋼材表面產(chǎn)生明顯缺陷，同時降低鋼的焊接性能；有色冶金工業(yè)中，含砷物料大都進行堆存或作為三廢排放，對人體及環(huán)境都造成了嚴重的危害。正因如此，含砷鐵礦的應(yīng)用受到了嚴重的制約。
電石渣是在乙炔、聚氯乙烯、聚乙烯醇等工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，電石水解后產(chǎn)生的沉淀物，主要成份是氫氧化鈣。電石渣長期堆積不但占用大量土地，且對土地有嚴重的侵蝕作用。因此，國家環(huán)境保護部已將電石渣納入第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物，要求進行管理。目前，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的電石渣均是作為廢棄物處理，因此，處理這些電石渣廢棄物不僅需要花費大量的人力物力，還造成了資源的浪費。
公告號為CN 103331289 B的專利公開了一種固砷方法，包括以下步驟：(1)含砷廢渣的預(yù)處理：將含砷廢渣破碎至粒徑小于0.5cm，低溫烘干至含水率低于5％；(2)鐵基固砷反應(yīng)：將預(yù)處理后的含砷廢渣與熱熔劑、鐵基固化劑按一定比例混合后投入球磨機進行固砷反應(yīng)，即得鐵基固砷產(chǎn)物；(3)鈣基強化反應(yīng)：像上述鐵基固砷產(chǎn)物中添加鈣基強化劑，繼續(xù)在球磨機中進行強化反應(yīng)，得到最終固砷產(chǎn)物。熱熔劑以鐵粉為主；鐵基固化劑選自黃鐵礦、鐵氧化物、碳酸鐵或氫氧化鐵中的一種或幾種；鈣基強化劑選自硫酸鈣、氧化鈣或氫氧化鈣中的一種或幾種。但是在本實用新型中，一方面，處理的物料為含砷廢渣，而不是含砷鐵礦；另一方面，采用鐵粉為熱熔劑，同時選用鐵基固化劑，對其中的鐵資源無法回收，也是資源的浪費。
公開號為CN 103614554 B的專利文獻公開了一種直接還原過程中脫砷的方法，該方法包括：(1)造球：對含砷物料進行研磨，加入還原劑以及粘結(jié)劑混勻、造球；(2)烘干：對造球步驟所得的球團進行烘干處理；(3)直接還原：將造球步驟所得的球團置于還原爐內(nèi)加熱至950～1250℃，保溫0.5～6小時，控制爐內(nèi)氣氛，進行直接還原反應(yīng)，脫砷的同時有價金屬也被還原。但是本實用新型中，一方面，砷最終以氣體形式存在，需要采用尾氣處理裝置對含砷尾氣進行回收處理；另一方面，處理砷黃鐵礦時，采用先氧化后還原的方法，在前期氧化過程中，球團中的還原煤被消耗，無法保證后期還原效果。
因此，找到一種合理利用含砷鐵礦與電石渣的系統(tǒng)將具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含砷鐵礦與電石渣的綜合利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用工業(yè)固廢電石渣對含砷鐵礦中有害元素砷進行脫除，不僅實現(xiàn)工業(yè)固廢及含砷鐵礦的綜合利用；還簡化了設(shè)備，不用增加后續(xù)尾氣回收裝置，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟效益。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采取的技術(shù)方案為：
一種綜合利用含砷鐵礦與電石渣的系統(tǒng)，包括：
破碎磨細裝置，所述破碎磨細裝置包括含砷鐵礦入口、含砷鐵礦粉出口；
第一混合裝置，所述第一混合裝置包括含砷鐵礦粉入口、粘結(jié)劑入口以及第一混合料出口；
第二混合裝置，所述第二混合裝置包括電石渣入口、粘結(jié)劑入口以及第二混合料出口；
第一成型裝置，所述第一成型裝置包括第一混合料入口、含砷鐵礦球團出口；
第二成型裝置，所述第二成型裝置包括第二混合料入口、含砷鐵礦球團入口以及包裹球團出口；
烘干裝置，所述烘干裝置包括包裹球團入口以及烘干球團出口；
焙燒裝置，所述焙燒裝置包括烘干球團入口以及焙燒球團出口；
分離裝置，所述分離裝置包括焙燒球團入口，固態(tài)砷酸鹽出口以及含鐵球團出口。
其中，所述破碎磨細裝置的含砷鐵礦粉出口與第一混合裝置的含砷鐵礦入口相連接；
所述第一混合裝置的第一混合料出口與第一成型裝置的第一混合料入口相連接；
所述第二混合裝置的第二混合料出口與第二成型裝置的第二混合料入口相連接；
所述第一成型裝置的含砷鐵礦球團出口與第二成型裝置的含砷鐵礦球團入口相連接；
所述第二成型裝置的包裹球團出口與烘干裝置的包裹球團入口相連接；
所述烘干裝置的烘干球團出口與焙燒裝置的烘干球團入口相連接；
所述焙燒裝置的焙燒球團出口與分離裝置的焙燒球團入口相連接。
所述的破碎磨細裝置為常規(guī)的具有破碎磨細功能的裝置，例如鄂式破碎機、輥式破碎機、立式磨、振動磨等；
所述的第一混合裝置為常規(guī)具有混合功能的裝置，例如臥式強力混料機、立式混料機等；
所述的第二混合裝置為常規(guī)具有混合功能的裝置，例如滾動混料機等；
所述的第一成型裝置為圓盤造球機；
所述的第二成型裝置為圓盤造球機；
所述的烘干裝置為常規(guī)具有烘干功能的裝置，例如鏈篦烘干機、網(wǎng)帶烘干機等；
所述的焙燒裝置為常規(guī)可通入氣體焙燒的裝置，例如轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)窯、焙燒爐等；
所述的分離裝置為具有將包裹球團分離功能的裝置，例如破碎機或者球磨機配加振動篩或者滾筒篩等。
本實用新型進一步提供了一種應(yīng)用上述系統(tǒng)綜合利用含砷鐵礦與電石渣的方法：
將含砷鐵礦通過含砷鐵礦入口進入破碎磨細裝置，經(jīng)破碎磨細后，通過含砷鐵礦粉出口排出；
含砷鐵礦粉、粘結(jié)劑分別通過入口進入第一混合裝置，物料混勻后通過第一混合料出口排出；
第一混合料通過入口進入第一成型裝置，獲得含砷鐵礦球團，并通過出口排出；
電石渣、粘結(jié)劑分別通過入口進入第二混合裝置，物料混勻后通過第二混合料出口排出；
含砷鐵礦球團、第二混合料分別通過入口進入第二成型裝置，獲得包裹球團并通過出口排出；
包裹球團通過入口進入烘干裝置，獲得烘干球團并通過出口排出；
烘干球團通過入口進入焙燒裝置，焙燒球團通過出口排出；
焙燒球團通過入口進入分離裝置，并最終獲得固態(tài)砷酸鹽以及含鐵球團，分別通過出口排出。
本實用新型技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
(1)本實用新型采用工業(yè)固廢電石渣，脫除砷鐵礦中的有害元素砷，解決了砷鐵礦難以利用的問題；
(2)本實用新型采用固態(tài)脫砷而不是氣態(tài)脫砷，避免了后續(xù)增加尾氣處理裝置。
(3)通過采用本實用新型的一種含砷鐵礦與電石渣的綜合利用方法與系統(tǒng)，處理后，得到的含鐵球團的As含量可降低到0.018重量％以下，甚至低至0.009重量％。
附圖說明
圖1本實用新型綜合利用含砷鐵礦與電石渣的系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例來進一步描述本實用新型，本實用新型的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。但這些實施例僅是范例性的，并不對本實用新型的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本實用新型的精神和范圍下可以對本實用新型的細節(jié)和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
如圖1所示，本實用新型提供了一種含砷鐵礦與電石渣綜合利用系統(tǒng)，包括：
破碎磨細裝置S100，所述破碎磨細裝置S100包括含砷鐵礦入口、含砷鐵礦粉出口；
第一混合裝置S200，所述第一混合裝置S200包括含砷鐵礦粉入口、粘結(jié)劑入口以及第一混合料出口；
第二混合裝置S400，所述第二混合裝置S400包括電石渣入口、粘結(jié)劑入口以及第二混合料出口；
第一成型裝置S300，所述第一成型裝置S300包括第一混合料入口、含砷鐵礦球團出口；
第二成型裝置S500，所述第二成型裝置S500包括第二混合料入口、含砷鐵礦球團入口以及包裹球團出口；
烘干裝置S600，所述烘干裝置S600包括包裹球團入口以及烘干球團出口；
焙燒裝置S700，所述焙燒裝置S700包括烘干球團入口以及焙燒球團出口；
分離裝置S800，所述分離裝置S800包括焙燒球團入口，固態(tài)砷酸鹽出口以及含鐵球團出口。
其中，
所述破碎磨細裝置S100的含砷鐵礦粉出口與第一混合裝置S200的含砷鐵礦入口相連接；
所述第一混合裝置S200的第一混合料出口與第一成型裝置S300的第一混合料入口相連接；
所述第二混合裝置S400的第二混合料出口與第二成型裝置S500的第二混合料入口相連接；
所述第一成型裝置S300的含砷鐵礦球團出口與第二成型裝置S500的含砷鐵礦球團入口相連接；
所述第二成型裝置S500的包裹球團出口與烘干裝置S600的包裹球團入口相連接；
所述烘干裝置S600的烘干球團出口與焙燒裝置S700的烘干球團入口相連接；
所述焙燒裝置S700的焙燒球團出口與分離裝置S800的焙燒球團入口相連接。
所述的破碎磨細裝置S100為常規(guī)的具有破碎磨細功能的裝置，例如鄂式破碎機、輥式破碎機、立式磨、振動磨等；
所述的第一混合裝置S200為常規(guī)具有混合功能的裝置，例如臥式強力混料機、立式混料機等；
所述的第二混合裝置S400為常規(guī)具有混合功能的裝置，例如滾動混料機等；
所述的第一成型裝置S300為圓盤造球機；
所述的第二成型裝置S500為圓盤造球機；
所述的烘干裝置S600為常規(guī)具有烘干功能的裝置，例如鏈篦烘干機、網(wǎng)帶烘干機等；
所述的焙燒裝置S700為常規(guī)可通入氣體焙燒的裝置，例如轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)窯、焙燒爐等；
所述的分離裝置S800為具有將包裹球團分離功能的裝置，例如破碎機或者球磨機配加振動篩或者滾筒篩等。
如圖1所示，本實用新型進一步提供了一種利用上述系統(tǒng)對含砷鐵礦與電石渣的綜合利用方法，包括：
將含砷鐵礦通過含砷鐵礦入口進入破碎磨細裝置S100，經(jīng)破碎磨細后，通過含砷鐵礦粉出口排出；
含砷鐵礦粉、粘結(jié)劑分別通過入口進入第一混合裝置S200，物料混勻后通過第一混合料出口排出；
第一混合料通過入口進入第一成型裝置S300，獲得含砷鐵礦球團，并通過出口排出。
電石渣、粘結(jié)劑分別通過入口進入第二混合裝置S400，物料混勻后通過第二混合料出口排出。
含砷鐵礦球團、第二混合料分別通過入口進入第二成型裝置S500，獲得包裹球團并通過出口排出。
包裹球團通過入口進入烘干裝置S600，烘干球團通過出口排出；
烘干球團通過入口進入焙燒裝置S700，焙燒球團通過出口排出；
焙燒球團通過入口進入分離裝置S800，并最終獲得固態(tài)砷酸鹽以及含鐵球團，分別通過出口排出。
下面參考圖1，對實際生產(chǎn)中含砷鐵礦和電石渣的綜合利用方法進行詳細的介紹，具體見實施例1-5：
在本實用新型中，“％”表示“重量％”。
實施例1
某砷黃鐵礦(砷以FeAsS的形式存在)，TFe含量60.87％，As含量0.331％；某電石渣，CaO含量59.42％。
將砷黃鐵礦破碎磨細至0.074mm占70％，加入其質(zhì)量5％的膨潤土制成球團，球團粒徑為6～8mm。將電石渣加入其質(zhì)量6％的糖蜜混合均勻，包裹在砷黃鐵礦球團外，包裹厚度為1～3mm。將包裹后的球團進行烘干，在氧氣含量8體積％的氣氛下進行焙燒，焙燒溫度450℃，焙燒時間50min。在焙燒過程中對氣氛進行監(jiān)測，沒有含As氣體逸出；焙燒后球團去除外部包裹層，測定內(nèi)部球團的As含量降至0.011％。
實施例2
某砷黃鐵礦(砷以FeAsS的形式存在)，TFe含量60.87％，As含量0.331％；某電石渣，CaO含量59.42％。
將砷黃鐵礦破碎磨細至0.074mm占75％，加入其質(zhì)量1％的淀粉制成球團，球團粒徑為10～12mm。將電石渣加入其質(zhì)量4％的膨潤土混合均勻，包裹在砷黃鐵礦球團外，包裹厚度為3～5mm。將包裹后的球團進行烘干，在氧氣含量10％的氣氛下進行焙燒，焙燒溫度800℃，焙燒時間20min。在焙燒過程中對氣氛進行監(jiān)測，沒有含As氣體逸出。焙燒后球團去除外部包裹層，測定內(nèi)部球團的As含量降至0.008％。
實施例3
某砷鐵礦(As以FeAsO4形式存在)，TFe含量45.78％，As含量0.475％；某電石渣，CaO含量57.26％。
將砷鐵礦破碎磨細至0.074mm占60％，加入其質(zhì)量1％的淀粉和2％的膨潤土制成球團，球團粒徑8～10mm。將電石渣加入其質(zhì)量4％的糖蜜和0.5％的淀粉混合均勻，包裹在砷鐵礦球團外，包裹厚度為3～5mm。將包裹后的球團進行烘干，在氧氣含量2％的氣氛下進行焙燒，焙燒溫度800℃，焙燒時間40min。在焙燒過程中對氣氛進行監(jiān)測，沒有含As氣體逸出。焙燒后球團去除外部包裹層，測定內(nèi)部球團的As含量降低至0.018％。
實施例4
某砷鐵礦(As以FeAsO4形式存在)，TFe含量45.78％，As含量0.475％；某電石渣，CaO含量57.26％。
將砷鐵礦破碎磨細至0.074mm占65％，加入其質(zhì)量6％的糖蜜制成球團，球團粒徑6～10mm。將電石渣加入其質(zhì)量1％的淀粉和4％的膨潤土混合均勻，包裹在砷鐵礦球團外，包裹厚度為1～4mm。將包裹后的球團進行烘干，在氧氣含量5％的氣氛下進行焙燒，焙燒溫度1200℃，焙燒時間20min。在焙燒過程中對氣氛進行監(jiān)測，沒有含As氣體逸出。焙燒結(jié)束后，球團冷卻至室溫，去除外部包裹層，測定內(nèi)部球團的As含量降低至0.013％。
實施例5
某砷鐵礦(As以FeAsO4形式存在)，TFe含量45.78％，As含量0.475％；某電石渣，CaO含量57.26％。
將砷鐵礦破碎磨細至0.074mm占65％，加入膨潤土制成球團，球團粒徑7-9mm。將電石渣加入膨潤土混合均勻，包裹在砷鐵礦球團外，包裹厚度為2～4mm。將包裹后的球團進行烘干，在氧氣含量7％的氣氛下進行焙燒，焙燒溫度600℃，焙燒時間50min。焙燒結(jié)束后，球團冷卻至室溫，去除外部包裹層，測定內(nèi)部球團的As含量降低至0.009％。
對比實施例1
保持實施例1的其他條件不變，僅將含砷鐵礦球團的直徑改為4～6mm，焙燒過程中堆積在內(nèi)部的球團沒有焙燒完全，焙燒后含鐵球團的As含量為0.152％。
對比實施例2
保持實施例2的其他條件不變，僅將含砷鐵礦球團的直徑改為14～16mm，焙燒后含鐵球團的As含量為0.089％。
對比實施例3
保持實施例3的其他條件不變，僅將包裹厚度增加至5～8mm，焙燒后的含鐵球團的As含量為0.035％。
對比實施例4
保持實施例4的其他條件不變，僅將包裹厚度降低至0.5～1mm，焙燒過程中檢測到有氧化砷氣體逸出，焙燒后含鐵球團的As含量提高至0.034％。