炼钢厂烧结烟尘及脱硫废液综合利用方法技术

本发明专利技术涉及钢铁厂烧结烟尘及脱硫废液生产硫酸钾及氯化钠或者氯化钠混盐的方法。烧结烟尘采用蒸发冷凝水或自来水浸取，浆料经压滤后滤液进入净化桶，加入纯碱、絮凝剂静置后沉淀，净化液进入卤水桶。净化泥浆与烧结烟尘的不溶物经压滤洗涤后去回收金属。脱硫废液进入酸化桶后，经酸化氧化后得到硫酸钠溶液。净化液与处理后的脱硫废液经二段转化得到硫酸钾及氯化钠混盐产品，钾收率可达89%。本发明专利技术为两种废物资源综合处理技术，为烧结烟尘及脱硫废液的综合资源化利用开辟了一条新的利用途径，实现了综合处理节能减排、循环经济的目的。工艺简单易行，耗能较小，无废水排放，适合工业化大生产。

Comprehensive utilization method of sinter dust and desulphurization waste liquid in steelmaking plant

The invention relates to a method for the production of potassium sulfate, sodium chloride or sodium chloride in the sinter dust and the desulphurization waste liquid of the iron and steel plant. The sintering fume is leached by evaporative condensed water or tap water. After filtrating the slurry, the filtrate enters into the purification barrel, and then it is added with soda ash and flocculant to deposit. The purified liquid enters the brine bucket. The insoluble substances of the purify mud and the sintered dust are filtered and washed to recover the metal. After the desulphurization waste liquid enters the acidification bucket, the sodium sulfate solution is obtained after acidification and oxidation. The mixture of potassium sulfate and sodium chloride can be converted into a mixture of potassium sulfate and sodium chloride by two sections. The yield of potassium can reach 89%. The invention is a comprehensive treatment technology for two kinds of waste resources, which opens up a new way for comprehensive utilization of sintering fume and desulfurizing waste liquid, and achieves the purpose of comprehensive treatment of energy saving and emission reduction and circular economy. The process is simple and easy to use, energy consumption is small, no waste water is discharged, it is suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
炼钢厂烧结烟尘及脱硫废液综合利用方法
本专利技术属于钢铁厂废弃物处理技术，也是一种钾盐生产技术，涉及一种炼钢厂烧结烟尘及脱硫废液综合利用方法。
技术介绍
烧结烟尘是炼钢厂捕集烧结烟气中粉尘所获得的烟尘，脱硫废液是湿法脱除烟气中二氧化硫的产物。钢铁生产原料（铁矿、焦炭、煤、熔剂及添加剂）中或多或少含有一些含K化合物，在高温冶金过程中，大部分K化合物进入炉渣（占60%～70%），少部分K化合物挥发进入粉尘（占30%～40%）。钢铁生产各工序中（烧结电除尘除外）粉尘的K含量一般在2%左右，由于大部分钢铁冶金粉尘返回到烧结工序循环利用其中的Fe和C，而在烧结过程中约40%的K挥发进入烟气，因此钢铁生产物料中K的富集主要体现在烧结烟尘中。炼钢厂的烧结烟气静电除尘第二、三级电场烧结烟尘中KCl含量一般在20%以上，有的炼钢企业高达40%，由于烧结烟尘K、Na含量高，返回烧结工序后会对烧结生产和高炉炼铁生产产生危害，因此这部分粉尘只能排放弃用。烟气湿法脱硫技术是世界上广为应用的脱硫技术，其中钠碱法在中国的炼钢厂得到普遍应用。在脱硫过程中，伴随着副反应的发生会产生亚硫酸钠、硫代硫酸钠等副盐，副盐的积累会使得脱硫反应速度降低，严重影响脱硫效率。为了保证脱硫效率，需定期向脱硫装置中补充新鲜无副盐的脱硫溶液，同时排出部分积累了高浓度富盐的脱硫废液。脱硫废液由于含盐浓度高、含盐组分复杂，采用简单的蒸发结晶处理后得到的盐不能作为产品，还需另出费用处理，所以处理成本高居不下。现有公开的专利中，大部分均是单将其中一种废弃物资源化，并未将二者结合起来处理。中国专利CN200910227180公开了一种提取烧结灰中氯化钾的方法及制备硫酸钾的方法，该方法通过工业洗水浸取烧结灰中氯化钾后，但是该方法是另外向浸取液中添加工业硫酸铵进行蒸发结晶，制取硫酸钾。中国专利CN201110040653公开了一种处理烧结烟尘的方法，该方法通过在烧结烟尘中加水浸取其中的氯化钾，再通过净化、分离、蒸发结晶等步骤回收氯化钾，同时回收其中的贵重金属，及尾渣中的铁矿粉。该方法能有效回收氯化钾，但是随着氯化钠富集，会导致后期氯化钾中夹带氯化钠，导致氯化钾品位下降。回收的贵金属是通过铁粉置换，后期还需大量其他工序，投入产出效益低。中国专利CN201510411352公开了一种钠碱脱硫废液的无害化处理方法。该方法先将脱硫废液中亚硫酸钠氧化，然后通过蒸发结晶或有机溶剂萃取分离得到硫酸钠和硫氰酸钠。该方法工艺较复杂，氧化时需加氧气，还需真空喷雾干燥。中国专利CN102295379A公开了一种处理脱硫废液的方法，该方法将脱硫废液经过脱色、加减调节PH值，负压蒸发浓缩，蒸出氨气，水蒸气冷凝后得到浓氨水返回脱硫系统循环或生产硫酸铵。浓缩后的脱硫废液再蒸发结晶得到硫氰酸钠和硫代硫酸钠。该方法能耗较大，而且其中的COD没有得到处理。
技术实现思路
本专利技术针对现有大部分炼钢厂中烧结烟尘及脱硫废液，提供一种综合处理并且转化为有用资源的方法。为了实现以上目的，本专利技术采取以下技术方案。炼钢厂烧结烟尘及脱硫废液综合利用方法，工艺步骤包括：A.按照1:2～1:5的固液质量比，在室温至90℃的温度下用水浸泡烧结烟尘，并搅拌20～120min，然后经固液分离得到浸出液；固体不溶物送回钢铁厂冶炼；B.在A步骤所得浸出液中加入纯碱，去除其中钙镁离子，经沉淀后得其上清液为氯化钾含量120-180g/l的净化液；C.向脱硫废液中加入硫酸，调节pH值为2～4后过滤，得到预处理后的酸化废液；D.向C步骤所得预处理后废液中按废液/双氧水=1/0.02～1/0.25体积比加入浓度为30%双氧水，同时搅拌，在50～150℃温度下反应20～150min后，将其中的亚硫酸钠及硫代硫酸钠氧化成硫酸钠，并且将其中的有机物氧化，得到反应后的硫酸钠废液；E.以B步骤所得净化液与D步骤所得反应后废液作为原料液，加入一转反应器，再加入蒸发母液、二转母液，控制反应温度为15～30℃，搅拌反应30～150min；控制一转母液中物料wt%组成为K+=2.6～7.9，Na+=4.3～11.1，Cl-=9.1～19.3，SO42-=0.7～6.8，其余为水；生成的钾芒硝与一转母液分离后，送入二转反应器；F.一转母液送入蒸发系统，蒸发结晶副产品氯化钠或者氯化钠混盐；蒸发母液送回一转反应器，蒸发冷凝水一部分送去步骤A浸泡烧结烟尘，另一部分外排或进入中水回用系统；G.将E步骤所得钾芒硝加入二转反应器后，再加入B步骤所得净化液，控制反应温度为15～30℃，搅拌反应30～150min；控制二转母液中物料wt%组成为K+=9.5～11.0，Na+=2.0～3.2，Cl-=12.5～13.9，SO42-=1.0～1.4，其余为水；二转反应生成的硫酸钾经过洗涤干燥后获成品，二转母液送回一转反应器。本专利技术的有益效果：利用炼钢厂废弃物生产硫酸钾的方法，最终产物为高经济附加值的硫酸钾，副产品氯化钠或者氯化钠混盐，蒸汽冷凝水循环用于烧结烟尘浸取，不会对环境造成二次污染，同时能降低处理这两种废弃物的成本。附图说明图1为本专利技术工艺流程图。具体实施方法下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1：利用某钢铁厂烧结烟气静电除尘第三级电场的烧结烟尘为原料，脱硫废液为其采用钠碱湿法脱硫产生的废液。经检测烧结烟尘中氯化钾含量33.2%（wt），氯化钠含量3.97%（wt）。脱硫废液中硫酸钠含量124g/l。取烧结烟尘500g，加入1.4L水中，在室温下搅拌30min。通过抽滤后得到浸取液，向其中加入5g纯碱去除其中的钙镁离子，静置30min后，过滤得氯化钾母液1100ml待用。取脱硫废液1L，加入硫酸调节其PH为3。经过滤后向其中加入30%双氧水20ml，在80℃水浴环境中搅拌反应60min。反应完成后冷却至室温。取氯化钾母液600ml与处理后的脱硫废液混合，室温下搅拌反应60min，然后将浆料转入抽滤器过滤，得湿钾芒硝122g，将湿的钾芒硝再加入剩余的500ml氯化钾母液，在室温下搅拌反应60min，浆料转入抽滤器后，经过滤得到湿硫酸钾135g，烘干后得干硫酸钾113g，硫酸钾含量92.3%（wt%）。实施例2：采用中试装置，所用的烧结烟尘为某钢铁厂烧结烟气静电除尘第三级电场烧结烟尘，脱硫废液为其采用钠碱湿法脱硫产生的废液。经检测烧结烟尘中氯化钾含量33.2%（wt），氯化钠含量3.97（wt）%。脱硫废液中硫酸钠含量124g/l。本实施例中试装置连续运行，处理烧结灰100kg/h，脱硫废液240l/h。烧结烟尘通过皮带加入浸取桶，用蒸发冷凝水或自来水搅拌浸泡，然后将浆料泵入板框压滤机进行压滤，所得压滤液进入净化桶，加入纯碱、絮凝剂静置后沉淀，去除其中钙镁离子，上层净化清液进入卤水桶。净化桶下层泥浆打回浸取桶与烧结烟尘的浸取浆液混合，经压滤洗涤后的滤饼去回收金属。脱硫废液进入酸化桶后，加入硫酸控制其PH为3，酸化完成后，经袋式过滤器泵入氧化池，氧化池中30%（wt）双氧水耗量为5l/h，控制脱硫废液停留时间30分钟。控制烧结烟尘净化液、氧化后的脱硫废液、二段母液、蒸发母液在一转反应器中的量，一段转化反应完成后用离心机将钾芒硝分离出来，进入二转反应器与烧结烟尘净化液继续二本文档来自技高网...

【技术保护点】
炼钢厂烧结烟尘及脱硫废液综合利用方法，其特征在于工艺步骤包括：A. 按照1:2～1:5的固液质量比，在室温至90℃的温度下用水浸泡烧结烟尘，并搅拌20～120min，然后经固液分离得到浸出液；固体不溶物送回钢铁厂冶炼；B. 在A步骤所得浸出液中加入纯碱，去除其中钙镁离子，经沉淀后得其上清液为氯化钾含量120‑180g/l的净化液；C. 向脱硫废液中加入硫酸，调节pH值为2～4后过滤，得到预处理后的酸化废液；D. 向C步骤所得预处理后废液中按废液/双氧水=1 / 0.02～1 / 0.25体积比加入浓度为30%双氧水，同时搅拌，在50～150℃温度下反应20～150min后，将其中的亚硫酸钠及硫代硫酸钠氧化成硫酸钠，并且将其中的有机物氧化，得到反应后的硫酸钠废液；E. 以B步骤所得净化液与D步骤所得反应后废液作为原料液，加入一转反应器，再加入蒸发母液、二转母液，控制反应温度为15～30℃，搅拌反应30～150min；控制一转母液中物料wt%组成为K

【技术特征摘要】
1.炼钢厂烧结烟尘及脱硫废液综合利用方法，其特征在于工艺步骤包括：A.按照1:2～1:5的固液质量比，在室温至90℃的温度下用水浸泡烧结烟尘，并搅拌20～120min，然后经固液分离得到浸出液；固体不溶物送回钢铁厂冶炼；B.在A步骤所得浸出液中加入纯碱，去除其中钙镁离子，经沉淀后得其上清液为氯化钾含量120-180g/l的净化液；C.向脱硫废液中加入硫酸，调节pH值为2～4后过滤，得到预处理后的酸化废液；D.向C步骤所得预处理后废液中按废液/双氧水=1/0.02～1/0.25体积比加入浓度为30%双氧水，同时搅拌，在50～150℃温度下反应20～150min后，将其中的亚硫酸钠及硫代硫酸钠氧化成硫酸钠，并且将其中的有机物氧化，得到反应后的硫酸钠废液；E.以B步骤所得净化液与D步骤所得反应后废液作为原料液，加入一转反应器，再加入蒸发母液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治安，万华，林卫，张剑军，陈思蒙，童伟龙，
申请(专利权)人：中国轻工业长沙工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43