基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰制备硫酸钾的方法技术

本发明专利技术涉及烟尘处理技术领域，公开了基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰制备硫酸钾的方法，针对现有技术中的烧结脱硫技术对硫副产物利用率低的问题，现提出如下方案，其包括以下步骤：步骤一、首先收集风箱支管中的散料、电场脱硫除尘灰；步骤二、将收集后的除尘灰进行水洗，水洗滤液经NH4HCO3进行沉淀除去溶液中杂质离子，获得到含有KCl和(NH4)2SO4的混合水溶液；步骤三、将混合水溶液在恒温水浴中反应后，经两级蒸发浓缩，并于25℃条件下冷却结晶后分离。本发明专利技术降低了工业制备硫酸钾成本以及实现氨类添加剂脱硫除尘灰的综合利用，减少了SO2的排放量，实现超低排放的目标；同时也便于硫酸钾的制备。酸钾的制备。

【技术实现步骤摘要】
基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰制备硫酸钾的方法


[0001]本专利技术涉及烟尘处理
，尤其涉及基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰制备硫酸钾的方法。

技术介绍

[0002]现有的烧结脱硫技术方法主要集中在末端治理，即在烧结工序末端对烧结烟气中SO2进行吸收、集中治理，是实现烟气中SO2减排的最终手段。烧结烟气脱硫技术(FGD)历经多年发展，种类方法接近200种，主要分为湿法、干法和半干法脱硫三类。虽然末端治理脱除SO2技术较为成熟，但由于脱硫副产物其成分复杂，性能不稳定，容易对生态环境带来二次污染。因此对烧结烟气脱硫副产物如何高值利用，成为钢铁企业亟需解决的关键共性技术难题。为此，本方案设计了基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰制备硫酸钾的方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出的基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰制备硫酸钾的方法，解决了现有技术中的烧结脱硫技术对硫副产物利用率低的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰制备硫酸钾的方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、首先收集风箱支管中的散料、电场脱硫除尘灰；
[0007]步骤二、将收集后的除尘灰进行水洗，水洗滤液经NH4HCO3进行沉淀除去溶液中杂质离子，获得到含有KCl和(NH4)2SO4的混合水溶液；
[0008]步骤三、将混合水溶液在恒温水浴中反应后，经两级蒸发浓缩，并于25℃条件下冷却结晶后分离，在110℃干燥后得到晶体a，将母液继续蒸发得到蒸干产物晶体b。
[0009]优选的，所述步骤二中在水洗过程中，采用去离子水进行水洗，其水洗温度控制为35℃
‑
65℃，搅拌时间为30min
‑
60min，固液比控制13
‑
16，搅拌速度为200rmin
‑1。
[0010]优选的，在水洗之前，先对除尘灰进行研磨，控制研磨粒度为
‑
0.074mm至
‑
0.0374mm。
[0011]优选的，所述混合水溶液在恒温水浴中反应1h，所述两级蒸发浓缩的温度为90℃。
[0012]优选的，所述步骤一中除尘灰是烧结矿经过喷尿素溶液处理后烧结所获得的烟气。
[0013]优选的，所述步骤二中NH4HCO3溶液的浓度为37.5％
‑
40％，且NH4HCO3溶液喷洒至篦条80mm
‑
200mm的料层上。
[0014]本专利技术中：
[0015]1、本专利技术的一种基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰一步制备硫酸钾的方法，通过对脱硫反应副产物进行水洗浸出、蒸发浓缩、冷却再结晶，利用烧结脱硫除尘灰中氨类添加剂脱硫副产物硫酸铵和氯化钾资源一步法来制备工业硫酸钾，简化了工业制备硫酸钾中先制取氯化钾的工艺流程，从而降低了工业制备硫酸钾成本以及实现氨类添加剂脱硫除尘灰
的综合利用。
[0016]2、本专利技术的一种基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰一步制备硫酸钾的方法，由于烧结脱硫除尘灰中不仅含有可返回烧结利用的Fe以及氨类添加剂脱硫反应作用后带入的硫，同时还含有大量的K、Na等碱金属元素，主要是以(NH4)2SO4、KCl、NaCl的形式存在，通过去离子水进行水洗，控制各参数的最优条件，使得(NH4)2SO4、KCl、NaCl最大程度的进入滤液中，从而便于后续通过硫酸铵转化法制备农用硫酸钾。
[0017]3、本专利技术的一种基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰一步制备硫酸钾的方法，通过在烧结布料过程中在特定料层厚度中喷洒尿素溶液，利用尿素溶液在干燥预热层分解产生的NH3与过湿层中吸附的SO2发生化学反应，从而达到更好的SO2脱除效果，从根本上将低烟尘中的硫含量，不仅可以为末端烟气治理减轻压力，还降低了末端烟气治理成本，而且该工艺适用于高硫矿烧结企业在过程和末端烟气治理中减少SO2的排放量，实现超低排放的目标；同时也便于硫酸钾的制备。
具体实施方式
[0018]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0019]实施例1
[0020]本实施例的一种基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰一步制备硫酸钾的方法，其过程为：
[0021]首先收集风箱支管中的散料、电场脱硫除尘灰，该除尘灰中Fe主要是以Fe3O4、Fe2O3的形态存在；S主要是以硫酸根离子的形式存在；在风箱支管散料中K、Na主要是以K2SO4、Na2SO4的形态存在，而在电场脱硫除尘灰中K、Na主要是以KCl、NaCl的形态存在。
[0022]其次，将收集后的除尘灰进行水洗，水洗滤液经NH4HCO3进行沉淀除去溶液中Ca
2+
、Mg
2+
、Pb
2+
、Fe
3+
等杂质离子后，获得较为纯净的KCl和(NH4)2SO4的混合水溶液。
[0023]值得说明的是，在水洗过程中，采用去离子水进行水洗，其水洗温度控制为35℃，搅拌时间为30min，固液比控制14，搅拌速度为200rmin
‑
1，通过控制各工艺参数，使得(NH4)2SO4、KCl、NaCl最大程度的进入滤液中，从而便于后续通过硫酸铵转化法制备农用硫酸钾。
[0024]此外，为了更好的将除尘灰均匀的溶解在水中，使得后期水洗时，将S、K尽可能的浸出，对除尘灰进行研磨，控制研磨粒度为
‑
0.074mm。
[0025]最后，将混合水溶液在恒温水浴中反应1h后，在温度为90℃下进行两级蒸发浓缩，并于25℃条件下冷却结晶1h后分离，在110℃干燥后得到晶体a，将母液继续蒸发得到蒸干产物晶体b。对晶体a和晶体b进行XRD测定，其中，晶体a的主要组成为K2SO4，而将母液蒸干得到的晶体b除了含有K2SO4外，还含有少量的KCl和NH4Cl；此外，对晶体a和晶体b进行化学成分测定，晶体a中K2O含量为60.44％，硫含量为15.60％，氯含量为0.57％；晶体b中K2O含量为50.28％，硫含量为16.67％，氯含量为1.01％，钾的总转化率分别为73.57％和69.83％。两种冷却结晶产品均符合GB/T 20406
‑
2017规定的农业用硫酸钾合格品要求：水溶性K2O含量≥45.0％、S含量≥15.0％以及Cl含量≤2.0％。
[0026]此外，值得说明的是，本实施例中的除尘灰是烧结矿经过喷尿素溶液处理后烧结所获得的烟气，在烧结机布料的过程中，将事先配置好的浓度为37.5％
‑
40％的尿素溶液喷
洒至篦条80mm
‑
200mm的料层上，通过在烧结布料过程中在特定料层厚度中喷洒尿素溶液，利用尿素溶液在干燥预热层分解产生的NH3与过湿层中吸附的SO2发生化学反应，从而达到更好的SO2脱除效果，从根本上将低烟尘中的硫含量，从而便于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰制备硫酸钾的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、首先收集风箱支管中的散料、电场脱硫除尘灰；步骤二、将收集后的除尘灰进行水洗，水洗滤液经NH4HCO3进行沉淀除去溶液中杂质离子，获得到含有KCl和(NH4)2SO4的混合水溶液；步骤三、将混合水溶液在恒温水浴中反应后，经两级蒸发浓缩，并于25℃条件下冷却结晶后分离，在110℃干燥后得到晶体a，将母液继续蒸发得到蒸干产物晶体b。2.根据权利要求1所述的基于氨类添加剂的烧结脱硫除尘灰制备硫酸钾的方法，其特征在于，所述步骤二中在水洗过程中，采用去离子水进行水洗，其水洗温度控制为35℃
‑
65℃，搅拌时间为30min
‑
60min，固液比控制13
‑
16，搅拌速度为200rmin
‑1。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：周东锋，龙红明，卜素维，关红兵，刘月建，龙防，马辉，许乃燕，章裕东，春铁军，雷杰，王毅璠，陈志兵，马京权，赵颖，
申请(专利权)人：安阳钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：