[发明专利]一种利用电除尘灰提取高纯度氯化钾系统及方法

说明书

一种利用电除尘灰提取高纯度氯化钾系统及方法，包括灰斗、搅拌罐、过滤器、滤渣烘干出料装置、加热器、加热保温器、精KCl烘干出料装置、冷却装置、储液罐、蒸发结晶器、粗KCl烘干出料装置。烧结机头末电场除尘灰与水混合并搅拌后泥浆进行固液分离；低纯度氯化钾加入恒温除尘灰浸出液中形成过饱和固液混合物；捞出未溶解晶体，得到纯度＞98.5％的KCl；剩余溶液冷却得到常温KCl过饱和固液混合物，过滤后得到纯度＞99.5％高纯度KCl结晶及KCl饱和溶液；蒸发结晶得到低纯度氯化钾。本发明可实现烧结电除尘灰的无害化资源再利用，提高烧结矿产量和质量，提高除尘效率。在不添加除杂试剂条件下提取出高纯度KCl晶体，实现高效低投入，增加产品附加值。

技术领域

本发明属于废弃物综合利用系统领域，特别涉及一种利用烧结机头电除尘灰提取高纯度氯化钾的系统及方法。

背景技术

近些年，随着我国钢铁企业不断发展壮大，每年伴随钢铁所产生的固体废弃物不断增加，钢铁企业环境保护的压力越来越大，这些废弃物已不能简单的排放或者外卖处理。钢铁冶炼过程各工序都会产生大量的尘泥，由于尘泥含有较高的Fe、C等有用物质，钢铁企业一般作为二次原料返回烧结利用。随着这些固体废物在烧结的循环利用，钾、钠、锌、铅等有害元素不断富集，对烧结矿的质量和工序顺行造成明显影响；因此，一些固体废弃物还不能有效利用和无害化处理，造成了大气、水环境等的污染，同时也造成二次资源的明显浪费。

目前，国内很多钢铁企业为节约成本，将烧结机头电除尘灰直接返回烧结料仓参与配料。烧结电除尘灰在烧结系统中的循环使用，会造成钾和钠严重富集，从而促进低熔点物质形成，易造成蓖条和隔热垫间隙糊堵，抽风系统粘料，阻塞气流通道，严重影响烧结矿产量和质量；此外钾和钠使粉尘比电阻升高，这类粉尘较难荷电，在极板附近容易产生反电晕现象，从而影响除尘效率；更严重的是致使高炉碱金属负荷增加，影响高炉顺行，因此，有必要将高钾除尘灰分离出来。如果采用开路循环方式处理，即直接排放这部分高K、Na粉尘，不仅造成环境污染，同时也浪费了大量的Fe、C及紧缺战略资源K。因此，如何变废为宝，将这些粉尘有效利用和无害化处理，减少粉尘、水环境等的污染，已经成为钢铁企业迫在眉睫的问题。

随着人们对环境问题的日益重视，如何合理开发利用除尘灰更引起了企业和环保部门的高度重视。国外如日本、美国等对除尘灰的回收利用非常重视，除尘灰由专业化工厂进行处理，已趋于资源化。除尘灰的利用包括：将金属回收，用离子交换树脂系统制备极高纯度氧化铁，用于做精用颜料、磁性材料、催化剂等。近些年来，陆续开始出现少量从烧结粉尘中提钾的报道。

20世纪70年代，国内外就开始有回收钢铁冶金粉尘中的Zn、Pb、Fe的相关研究，最近也有相关工艺报道。随着人们对环境问题的日益重视，如何合理开发利用除尘灰更引起了企业和环保部门的高度重视。国外如日本、美国等对除尘灰的回收利用非常重视，除尘灰由专业化工厂进行处理，已趋于资源化。除尘灰的利用包括：将金属回收，用离子交换树脂系统制备极高纯度氧化铁，用于做精用颜料、磁性材料、催化剂等。近些年来，陆续开始出现少量从烧结粉尘中提钾的报道。

张福利等人发表的《烧结电除尘灰提取氯化钾实验研究》的文章，以及题为《利用钢铁企业烧结电除尘灰生产氯化钾的方法》的专利，介绍了浸出、固液分离、溶液净化、蒸发结晶的除尘灰提取K的具体操作方案。此方法在除杂的同时引入了KCl溶液中更难去除的Na+，且在蒸发的过程中需要反复升温、降温很多次，理论上需如此循环无数次，才可能得到理想状态下高纯度的KCl和NaCl结晶，不但耗费能源，更重要的是在实际生产过程中，除尘灰成分波动较大，所蒸发溶液浓度也不稳定，很难控制溶液中的成分组成对应到相图中的某个具体成分点，故可操作性不强，应用难度极大。