冶金行業燒結機頭電除塵灰提取鉀鹽的設備制造技術

本實用新型專利技術涉及一種從冶金行業燒結機頭電除塵灰中提取鉀鹽的設備。設備包括燒結灰浸出池依次連接一級壓濾單元、富液儲存箱、化學沉淀罐、機械離心分離單元、蒸發結晶單元。本實用新型專利技術使用工業水對電除塵灰直接浸取提鉀鹽；化學方法使浸取液中的雜質金屬離子快速、穩定的形成沉淀，產品純度更高；采用機械離心分離對沉淀后的溶液進行高效分離；加入工業水和蒸發結晶單元返回的冷凝水對濾渣進行二次浸取，并將二級壓濾和離心分離單元產生的貧液返回用作燒結灰浸取液，既保證了燒結灰中鉀鹽最大限度的提取，也保證了整個系統浸取液的合理分配，無廢水外排。本實用新型專利技術結構簡單，經濟可靠，通過蒸發結晶干燥后，可獲得高純度的鉀鹽產品。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于固體廢棄物資源化綜合利用
，同時也屬于化工生產
，具體涉及一種從冶金行業燒結機頭電除塵灰中提取鉀鹽的設備。
技術介紹
冶金行業是我國經濟高速發展的一個重要支柱產業，但同時也是高能耗和高污染的產業之一。其中，燒結過程中產生的大量粉塵是冶金行業的主要污染源之一。據統計，我國每年產生的燒結機頭電除塵灰(簡稱燒結灰)高達1500萬噸左右，其含有大量的鐵、鈣、硅、碳、鉀、鈉、氯等元素，同時還含有少量的鉛、鋅、銅等重金屬元素。因此，如何合理處置燒結灰，并合理利用其有效資源，對于環境保護和冶金行業的可持續發展均具有重要的意義。由于燒結灰中富含易溶于水的鉀、鈉鹽及具有危害性的重金屬元素，因此，不宜對其進行堆存或填埋處理。目前，對于燒結灰的綜合處理，國內冶金行業大多將其直接返回原工序進行重新配料、燒結，以回收利用其中含有的鐵和殘余碳等有用元素。雖然此方法在一定程度上實現了對燒結灰的處理和資源化利用，但在不斷循環返回燒結的過程中，燒結灰中含有的鉀、鈉、鋅、鉛等有害元素會不斷富集。尤其是鉀、鈉等堿金屬元素的富集，不僅會對高爐本體及輔助設備造成腐蝕毀損，嚴重影響原工序的正常運行，還會降低電除塵器的除塵效率和運行穩定性。同時，直接返回燒結也造成了其中部分金屬元素的資源浪費。因此，如何更合理的資源化利用燒結灰，受到了越來越多的關注。檢測分析表明，燒結電除塵灰中含有較多的鉀元素，并以氯化鉀、硫酸鉀等形式存在。作為農業大國的中國，鉀肥資源缺乏且分布不均，需大量進口。因此，從燒結灰中提取鉀鹽，既能有效解決堿金屬富集對冶金工序正常運行會產生不利影響的問題，又能有效的緩解我國鉀肥緊缺的現狀，具有重要的意義和廣闊的前景。專利CN101428832公開了一種從燒結除塵灰中提取硫酸鉀及其制備的方法。該專利技術采用常溫浸泡3天的方式對燒結除塵灰進行浸提硫酸鉀，耗時長，且浸取效率低；此外，該方法通過加入大量的有機溶劑甲酰胺，來提高硫酸鉀的結晶產率，但未采取有效措施去除浸出液中含有的其它雜質金屬離子，以致影響最后得到的硫酸鉀產品純度。此外，CN101234766公開了一種利用鋼鐵廠燒結電除塵灰來生產氯化鉀的方法。該方法采用的是振蕩浸取，且通過自然沉降的方式來實現固液分離，耗時長，效率低，尤其是對粒徑較小的燒結灰，難以達到高效的固液分離；此外，該專利技術采用緩慢冷卻、分步結晶，耗時長。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種從冶金行業燒結機頭電除塵灰中提取鉀鹽的設備，以解決現有工序中燒結灰返回燒結工序時，其含有的鉀、鈉等堿金屬元素因不斷富集而對原工序會產生嚴重不利影響的問題，同時使提取出的鉀鹽滿足農業用品的要求，緩解我國鉀鹽短缺的現狀。本技術的目的通過下述技術解決方案實現:燒結機頭電除塵灰中鉀元素是以氯化鉀、硫酸鉀等形式存在，采用直接加水溶解，便可使燒結灰中的鉀鹽溶解而轉入液相中。但由于在溶解的過程中，燒結灰中含有的鐵、鈣、鎂、銅、鋅、鋁、錳、鉛等金屬元素，也會發生部分溶解進入液相，形成Fe3+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Al3+、Mn2+、Pb2+等。因此，為高效去除燒結灰浸取液中的不溶成分及雜質金屬離子，得到高純度鉀鹽，本技術采用了攪拌浸取、化學方法沉淀、機械離心分離和蒸發結晶等操作。其中，化學沉淀操作通過加入氫氧化鉀、碳酸鉀等堿性物質或硫化物來實現，機械離心分離單元則為臥式螺旋卸料沉降離心機。一種從冶金行業燒結機頭電除塵灰中提取鉀鹽的設備，燒結灰浸出池依次連接一級壓濾單元、富液儲存箱、化學沉淀罐、機械離心分離單元、蒸發結晶單元。所述一級壓濾單元還連接濾渣浸出池，濾渣浸出池連接二級壓濾單元。所述機械離心分離單元是臥式螺旋卸料沉降離心機。采用上述設備對燒結灰進行浸取、分離、提純鉀鹽的方法，包括如下步驟。(I)加入工業水，對燒結灰在攪拌的條件下進行浸取，浸取完成后，將形成的懸濁液輸送至一級壓濾單元進行固液分離；分離產生的富含鉀鹽的富液進入到富液儲存箱，而濾餅則進入到濾渣浸出池，進行再次浸取。(2)濾餅在濾渣浸出池中進行攪拌浸取后，用泵將其輸送至二級壓濾單元進行過濾，產生的濾渣經干燥后直接返回原工序，進行重新配料、燒結，而濾液則返回燒結灰浸出池，用作燒結灰的浸取液。(3)儲存于富液儲存箱中的富液，用泵轉送至化學沉淀罐后，加入氫氧化鉀、碳酸鉀等堿性物質，將化學沉淀罐內富液的pH值調節為8~9 ;此時，在溶液中將發生如下反應:Fe3+ + 30F = Fe (OH) 3 ICu2+ + 20F = Cu (OH)2 IAl3+ + 30F = Al (OH)3 IZn2+ + 20F = Zn (OH)2 IMn2+ + 20F = Mn (OH) 2 IPb2+ + 20F = Pb (OH)2 I在pH值調節為8~9后，溶液中的大部分雜質金屬離子均可以通過反應生成沉淀而進入固相。(4) pH調節完成后，將溶液輸送至機械離心分離單元進行沉淀去除。(5)通過機械離心分離單元中臥式螺旋卸料沉降離心機的作用，可以高效分離出溶液中金屬氫氧化物沉淀等不溶成分，即便是粒徑較小的顆粒物，也能實現有效的分離。(6)實現固液分離后富含鉀鹽的富液進入到后續蒸發結晶單元中，進行鉀鹽的生產；離心分離過程中產生的濾渣則進入到濾渣浸出池中進行再次浸取，以提取其中仍可能含有的少量鉀鹽。本技術的有益效果是:使用工業水對燒結機頭電除塵灰進行直接浸取提鉀鹽，采用機械分離的方法對浸取后形成的懸濁液進行固液分離，較專利CN101234766中采用自然沉降的方式進行固液分離更為高效、可行；通過化學方法使浸取液中的雜質金屬離子快速、穩定的形成沉淀而進入固相，與專利CN101234766中最后得到的產品比較，雜質金屬元素更少，產品純度更高；同時采用臥式螺旋卸料沉降離心機對沉淀后的溶液進行高效固液分離，即便是粒徑較小的顆粒物，也能實現有效的分離；此外，本專利技術中，采用加入工業水和蒸發結晶單元返回的冷凝水對濾渣進行二次浸取，并將二級壓濾和離心分離單元產生的貧液返回用作燒結灰浸取液，既保證了燒結灰中鉀鹽最大限度的提取，也保證了整個系統浸取液的合理當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種從冶金行業燒結機頭電除塵灰中提取鉀鹽的設備，其特征在于燒結灰浸出池依次連接一級壓濾單元、富液儲存箱、化學沉淀罐、機械離心分離單元、蒸發結晶單元。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱俊杰，劉學軍，葉威，劉世錚，馬曉輝，
申請(專利權)人：中鋼集團天澄環保科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：湖北;42