一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法技术

本发明专利技术公开了一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法，先将浸出液与烧结除尘灰在常温常压条件下充分搅拌0.5—1h，浸出完成后，将形成的浆液输送至机械压滤单元，再通过机械压滤单元对浆液进行固液分离，浸出渣经干燥后返回烧结工序，浸出液再次浸出，浸出液进入膜法除杂单元，浸出液经泵输送至石英砂过滤器，过滤掉液体中的颗粒物，再经微滤处理，去除液体中的胶体，最后通过纳滤实现多价杂质金属离子与钾的分离，从而获得精制的含钾富液，精制富钾溶液进入膜蒸馏结晶单元，利用钢铁企业的低温热源浓缩含钾富液，经冷却获得氯化钾晶体；本发明专利技术工艺简单，自动化程度高，能耗低，无废水排放，实现了钢铁企业有害固体废弃物的综合利用。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术属于固体废弃物资源化处理
，具体涉及一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法。

技术介绍

为响应国务院提出的节能减排和清洁生产的号召，自1997年开始，我国钢铁企业陆续完成烟气除尘改造工程项目，使钢铁企业的空气污染得到缓解。国家“十三五”起明确规定对烟尘由浓度控制转变为更加严格的总量控制，烧结除尘灰总量呈增长趋势。收集的烧结除尘灰中含有许多有害因素如：钾、钠和锌等，其中由于富含易溶于水的钠盐、钾盐，不宜堆存和深埋，只有进行返烧处理；但是烧结烟尘的返烧又会对钢铁厂的后续生产、能耗、钢铁品质带来严重不利影响。
氯化钾是一种重要的钾肥产品和工业原料，但我国钾资源紧缺。我国已经成为世界上最大的钾肥消耗国，同时也是最大的钾肥进口国。尽管近几年钾肥产量不断在增长，但资源紧缺，进口量仍呈上涨趋势。从烧结除尘灰中提取氯化钾，这不仅响应国家环保政策号召，并且实现钢铁烧结除尘灰的变废为宝，具有重要的环保意义和经济效益。
专利CN101234766公开了一种利用钢铁企业烧结电除尘灰生产氯化钾的方法，该方法通过在浸出单元中添加药剂SDD抑制重金属的浸出，后续无除杂操作，所得氯化钾晶体纯度较低。此外，未回收烧结电除尘灰中的其它有价金属。专利CN101723410公开了一种从钢铁厂烧结灰中回收钾元素并制备硫酸钾的方法，在浸出液中加入药剂NH4HCO3除去杂质离子，但容易产生含重金属的污泥，污泥属于危化品，不易处理。此外在蒸发含钾溶液的过程中有氨气逸出，污染空气。CN101428832公开了一种从烧结除尘灰中提取硫酸钾的方法，该方法中未采取有效措施除去浸出液中的杂质离子。CN104609443公开了一种冶金行业烧结机头电除尘灰提取钾盐的方法及设备，采用浸取、分离、提纯钾盐的方法回收氯化钾，在浸出液体中加入KOH和K2CO3除去杂质金属离子，同样产生不易处理的含金属污泥。
此外，以上四个专利技术中，均采用普通蒸发结晶的方法制备钾盐晶体，能耗较高。

技术实现思路

本专利技术的目的在于提供一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法，以解决传统方法回收率低、操作流程长、造成二次污染的技术问题。
本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法，包括如下步骤
a）浸出：将浸出液与烧结除尘灰在常温常压条件下充分搅拌0.5—1h，浸出完成后，将形成的浆液输送至机械压滤单元；
b）机械压滤：机械压滤单元对浆液进行固液分离，浸出渣经干燥后返回烧结工序，浸出液再次浸出，浸出液进入膜法除杂单元；
c）膜法除杂：浸出液经泵输送至石英砂过滤器，过滤掉液体中的颗粒物，再经微滤处理，去除液体中的胶体，最后通过纳滤实现多价杂质金属离子与钾的分离，从而获得精制的含钾富液；
d）膜蒸馏结晶：精制富钾溶液进入膜蒸馏结晶单元，利用钢铁企业的低温热源浓缩含钾富液，经冷却获得氯化钾晶体。
所述的一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法，其步骤a）中浸出液为地下水，所述地下水与烧结除尘灰的液固比为3：1—2：1。
所述的一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法，其步骤c）中石英砂过滤时的操作压力为0.05MPa，微滤的操作压力为0.1MPa，纳滤的操作压力为0.5MPa。
所述的一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法，其步骤d）中的低温热源包括冲渣水和低温蒸汽。
所述的一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法，其步骤d）中蒸发温度为60-80℃。
所述的一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法，其蒸发结晶产生的冷凝水与纳滤截留液返回步骤a）用作烧结除尘灰浸出液。
本专利技术的有益效果是：采用过滤/微滤/纳滤的方法对浸取液进行除杂，获得高纯度含钾富液的同时实现多价金属离子的浓缩，有利于有价杂质金属的回收；采用膜蒸馏结晶的方法处理含钾富液，充分利用钢铁企业的低温余热，能耗更低，响应了国家节能减排的号；获得的氯化钾产品中，杂质金属元素更少，产品纯度更高，氯化钾产品为白色。
附图说明
图1为本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
参照图1所示，本专利技术公开了一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法，包括如下步骤
a）浸出：将液固比为3：1—2：1的地下水与烧结除尘灰在常温常压条件下充分搅拌0.5—1h，浸出率可达95%以上，浸出完成后，将形成的浆液输送至机械压滤单元。
b）机械压滤：机械压滤单元对浆液进行固液分离，浸出渣经干燥后返回烧结工序，浸出液再次浸出，浸出液进入膜法除杂单元，浸出液中含有少量的杂质金属离子，如Fe3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+等。
c）膜法除杂：
储存箱里的含钾富液经泵输送至石英砂过滤器，过滤掉液体中的颗粒物，再经微滤处理，去除液体中的胶体，最后通过纳滤实现多价杂质金属离子与钾的分离，从而获得精制的含钾富液，膜法除杂单元中基本不产生废渣，同时纳滤截留液富含杂质金属离子，经电解获得海绵锌，结晶母液与精制浸出液一同再次进入膜蒸馏结晶单元，其中石英砂过滤时的操作压力为0.05MPa，微滤的操作压力为0.1MPa，纳滤的操作压力为0.5MPa。
d）膜蒸馏结晶：精制富钾溶液进入膜蒸馏结晶单元，利用钢铁企业的低温热源浓缩含钾富液，蒸发温度为60-80℃，优选为70℃，经再经结晶处理获得粒径为58微米、纯度为96.1%、钙、镁含量均小于0.5%、钠含量为0.7%的氯化钾晶体，所述的低温热源包括冲渣水和低温蒸汽，利用钢铁企业的低温余热，能耗低。
其中，蒸发结晶产生的冷凝水与电解制锌后的纳滤截留液返回步骤a）用作烧结除尘灰浸出液，既避免了烧结除尘灰中钾盐的流失，又保证整个系统无废水排放。
上述实施例仅例示性说明本专利技术的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，比如增加检测电阻的数量，改变检测电阻的位置等，这些都属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】
一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法，其特征在于，包括如下步骤:a）浸出将浸出液与烧结除尘灰在常温常压条件下充分搅拌0.5—1h，浸出完成后，将形成的浆液输送至机械压滤单元；b）机械压滤机械压滤单元对浆液进行固液分离，浸出渣经干燥后返回烧结工序，浸出液再次浸出，浸出液进入膜法除杂单元；c）膜法除杂浸出液经泵输送至石英砂过滤器，过滤掉液体中的颗粒物，再经微滤处理，去除液体中的胶体，最后通过纳滤实现多价杂质金属离子与钾的分离，从而获得精制的含钾富液；d）膜蒸馏结晶精制富钾溶液进入膜蒸馏结晶单元，利用钢铁企业的低温热源浓缩含钾富液，经冷却获得氯化钾晶体。

【技术特征摘要】
1.一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法，其特征在于，包括如下步骤:
a）浸出
将浸出液与烧结除尘灰在常温常压条件下充分搅拌0.5—1h，浸出完成后，将形成的浆液输送至机械压滤单元；
b）机械压滤
机械压滤单元对浆液进行固液分离，浸出渣经干燥后返回烧结工序，浸出液再次浸出，浸出液进入膜法除杂单元；
c）膜法除杂
浸出液经泵输送至石英砂过滤器，过滤掉液体中的颗粒物，再经微滤处理，去除液体中的胶体，最后通过纳滤实现多价杂质金属离子与钾的分离，从而获得精制的含钾富液；
d）膜蒸馏结晶
精制富钾溶液进入膜蒸馏结晶单元，利用钢铁企业的低温热源浓缩含钾富液，经冷却获得氯化钾晶体。
2.根据权利要求1所述的一种从钢铁企业烧结除尘灰中提取氯化钾的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海港，夏焕锦，梅映新，陈勇，汪阳卿，孙攀，殷浩，
申请(专利权)人：武汉长海高新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42