一种高炉布袋灰资源化利用工艺方法技术

本申请公开了一种高炉布袋灰资源化利用工艺方法，其原料是高炉布袋灰，目的是实现氯、钾、锌的资源化回收以及含铁、碳物料在钢厂的内循环利用。所述工艺方法包括高炉布袋灰药剂水洗分步结晶回收钾钠工艺步骤、氨‑铵盐浸出氧化锌工艺步骤及蒸发结晶煅烧回收氧化锌工艺步骤。本发明专利技术的工艺流程实现了高炉布袋灰的高值化利用和其在钢厂内的循环利用，促进钢铁企业节能减排、变废为宝。

【技术实现步骤摘要】
一种高炉布袋灰资源化利用工艺方法
本专利技术属于废弃物资源化利用领域，特别涉及采用湿法工艺流程，通过加药剂水洗分步结晶回收氯化钾和氯化钠、氨-铵盐浸出氧化锌以及蒸发结晶煅烧回收氧化锌的工艺流程，实现高炉布袋灰的资源化再利用。
技术介绍
高炉布袋灰是铁矿粉、焦炭、石灰石等炼铁原料的高温混合物，通过高炉煤气干式布袋灰收集而得到，其中主要成分为碳和氧化铁，共占60-70％，除此以外，还含有部分对高炉冶炼有害元素，其中锌元素占5-10％，氯元素占2-5％，大大限制了其在钢铁企业的回收利用。之前，高炉布袋灰的主要处理方法包括直接外放堆存或者直接用回烧结或球团配料。但是，高炉布袋灰直接外放堆存会对土地、水等环境造成严重的污染，而直接用回烧结或球团配料则因为高炉布袋灰中氯、锌含量过高，如果不经处理加入烧结中，生产出的烧结矿进入高炉，会导致高炉中氯、锌元素富集严重，影响高炉的稳定和顺行，因此也不可取。现阶段，Cl、Zn等元素循环富集会对高炉产生危害，所以采用专门有效的技术和工艺对Cl、Zn等元素进行回收利用是降低或避免这种危害的有效方法。经过对高炉布袋灰中的Cl、Zn等元素进行脱除、降低处理，还可起到充分利用其伴随的铁、碳元素。专利CN110564970A介绍了一种从高炉布袋灰中回收钾、钠、锌的工艺方法，该方法包括水洗回收氯化钾、高温还原挥发锌工艺及湿法电解回收锌工艺。其中，高温挥发锌工艺是通过在转底炉或回转窑中高温焙烧后锌蒸汽遇布袋除尘得到锌含量占60-70％的粉尘，再通过湿法电解工艺，将锌电解出来，得到锌产品。该方法不足之处在于，使用转底炉或回转窑焙烧高炉布袋灰，投资、运行成本巨大，湿法电解回收锌能耗巨大，且产生电解废水，带来二次污染，既不利于钢铁企业的节能降耗，又带来了新的环保问题。针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种高炉布袋灰资源化利用新工艺，实现高炉布袋灰的高价值应用和钢厂内循环，在减少能耗的基础上，最大限度地实现废弃物资源化，实现经济利益、社会利益、环保利益的共同提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高炉布袋灰资源化利用工艺方法，以克服现有技术中的不足。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高炉布袋灰资源化利用工艺方法，所述工艺方法包括高炉布袋灰药剂水洗分步结晶回收钾钠工艺步骤(1)、氨-铵盐浸出氧化锌工艺步骤(2)及蒸发结晶煅烧回收氧化锌工艺步骤(3)；其中，该工艺方法的具体步骤如下：(1)、高炉布袋灰药剂水洗分步结晶回收钾钠工艺步骤具体包括：(1.1)高炉布袋灰与水按照质量比1：4～1：10的固液比混合，混合后加入碳酸盐药剂，得到固液混合物在100～500r/min的转速下搅拌5～30min；(1.2)步骤(1)的分步骤(1.1)中充分搅拌均匀的所述固液混合物经过滤后得到第一滤液和第一滤渣，氯含量低于15wt％的第一滤液返回步骤(1)中的分步骤(1.1)中用于水洗，氯含量高于15wt％的第一滤液用于步骤(1)中的分步骤(1.3)；(1.3)步骤(1)的分步骤(1.2)的第一滤液净化后，，根据不同温度下氯化钠和氯化钾在水中溶解度的差异，将滤液蒸发结晶结晶得到氯化钠和氯化钾产品；(1.4)将所述第一滤渣用于氨-铵盐浸出氧化锌工艺步骤(2)；(2)、氨-铵盐浸出氧化锌工艺步骤具体包括：(2.1)将步骤(1.4)中的第一滤渣与氨-铵盐溶液按照质量比1：4～1：8的固液比混合，得到的固液混合物在200～800r/min的转速下搅拌0.5～3h；(2.2)步骤(2)的分步骤(2.1)中充分搅拌均匀的固液混合物经过滤后得到第二滤液和第二滤渣，锌含量低于10wt％的第二滤液返回步骤(2)中的分步骤(2.1)中用于氨洗，锌含量高于10wt％的第二滤液用于步骤(2)中的分步骤(2.3)；(2.3)将所述第二滤液用于蒸发结晶煅烧回收氧化锌工艺步骤(3)，将第二滤渣用于烧结原料；(3)、蒸发结晶煅烧回收氧化锌工艺步骤具体包括：(3.1)将步骤(2.3)中的第二滤液净化后，蒸发结晶得到结晶物；(3.2)将步骤(3)中分步骤(3.1)的结晶物放入加热炉煅烧，加热温度为300℃～450℃，分解后得到氧化锌产品。优选的，所述步骤(1)中的分步骤(1.1)中，所述碳酸盐药剂为碳酸钠和碳酸钾其中的一种或两种混合，所述碳酸盐药剂的加入量为0.5-3mol/L。优选的，所述步骤(2)中的分步骤(2.1)中，所述氨-铵盐溶液为氨水与碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或几种混合而成，所述氨-铵盐溶液中氨水浓度为1～5mol/L，碳酸铵和碳酸氢铵浓度为0.5～5mol/L。优选的，所述步骤(3)中的分步骤(3.1)中，蒸发过程中产生的氨气通入酸性溶液或者水溶液吸收。优选的，所述酸性溶液为硫酸、盐酸、碳酸中的一种。优选的，所述步骤(1)中的分步骤(1.1)中高炉布袋灰粒径小于200目。与现有技术相比，本申请的一种高炉布袋灰资源化利用工艺方法的有益效果包括：1、本专利技术在高炉布袋灰水洗过程中加入碳酸钾、碳酸钠等药剂，将易溶于水的氯化锌转化成不溶于水的碳酸锌，提高了后续氧化锌产品的收得率。2、本专利技术选择应用氨-铵盐浸出氧化锌工艺，相比传统高炉布袋灰浸出氧化锌工艺，氨-铵盐浸出法工艺简单，投资和运行成本低，能耗也少，对设备的腐蚀较轻，并且处理含锌粉尘具有极高的选择性浸出功能，特别避免了粉尘中铁、铝及硅等物质进入浸出液而减轻浸出液的除杂过程，可有效实现锌与其他元素如碳、铁、硅的有效分离，且分离后的二次浸出渣晾干后可以作为烧结原料使用。3、在水洗和氨-铵盐浸出工艺过程中所使用的水都能循环使用，不会产生二次废水，有利于钢铁企业的节能降耗。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术具体实施例一种高炉布袋灰资源化利用工艺方法的工艺流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行详细的描述，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。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。结合图1所示，本专利技术涉及一种高炉布袋灰资源化利用工艺方法，该工艺方法原料是高炉布袋灰，目的是实现钾、锌的回收利用和含铁渣在钢厂内的循环利用。该方法包括加药剂水洗分步结晶回收氯化钾和氯化钠工艺、氨-铵盐浸出氧化锌工艺以及蒸发结晶煅烧回收氧化锌工艺。首先，将高炉布袋灰碾细至粒径小于200目以下进行水洗，向溶液中加入碳酸盐药剂(主要是碳酸钠或碳酸钾)，通过压滤设备固液分离后得到一次浸出液，溶液中主要成分为氯化钾、氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高炉布袋灰资源化利用工艺方法，其特征在于：所述工艺方法包括高炉布袋灰药剂水洗分步结晶回收钾钠工艺步骤(1)、氨-铵盐浸出氧化锌工艺步骤(2)及蒸发结晶煅烧回收氧化锌工艺步骤(3)；其中，该工艺方法的具体步骤如下：(1)、高炉布袋灰药剂水洗分步结晶回收钾钠工艺步骤具体包括：(1.1)高炉布袋灰与水按照质量比1：4～1：10的固液比混合，混合后加入碳酸盐药剂，得到固液混合物在100～500r/min的转速下搅拌5～30min；(1.2)步骤(1)的分步骤(1.1)中充分搅拌均匀的所述固液混合物经过滤后得到第一滤液和第一滤渣，氯含量低于15wt％的第一滤液返回步骤(1)中的分步骤(1.1)中用于水洗，氯含量高于15wt％的第一滤液用于步骤(1)中的分步骤(1.3)；(1.3)步骤(1)的分步骤(1.2)的第一滤液净化后，，根据不同温度下氯化钠和氯化钾在水中溶解度的差异，将滤液蒸发结晶结晶得到氯化钠和氯化钾产品；(1.4)将所述第一滤渣用于氨-铵盐浸出氧化锌工艺步骤(2)；(2)、氨-铵盐浸出氧化锌工艺步骤具体包括：(2.1)将步骤(1.4)中的第一滤渣与氨-铵盐溶液按照质量比1：4～1：8的固液比混合，得到的固液混合物在200～800r/min的转速下搅拌0.5～3h；(2.2)步骤(2)的分步骤(2.1)中充分搅拌均匀的固液混合物经过滤后得到第二滤液和第二滤渣，锌含量低于10wt％的第二滤液返回步骤(2)中的分步骤(2.1)中用于氨洗，锌含量高于10wt％的第二滤液用于步骤(2)中的分步骤(2.3)；(2.3)将所述第二滤液用于蒸发结晶煅烧回收氧化锌工艺步骤(3)，将第二滤渣用于烧结原料；(3)、蒸发结晶煅烧回收氧化锌工艺步骤具体包括：(3.1)将步骤(2.3)中的第二滤液净化后，蒸发结晶得到结晶物；(3.2)将步骤(3)中分步骤(3.1)的结晶物放入加热炉煅烧，加热温度为300℃～450℃，分解后得到氧化锌产品。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高炉布袋灰资源化利用工艺方法，其特征在于：所述工艺方法包括高炉布袋灰药剂水洗分步结晶回收钾钠工艺步骤(1)、氨-铵盐浸出氧化锌工艺步骤(2)及蒸发结晶煅烧回收氧化锌工艺步骤(3)；其中，该工艺方法的具体步骤如下：(1)、高炉布袋灰药剂水洗分步结晶回收钾钠工艺步骤具体包括：(1.1)高炉布袋灰与水按照质量比1：4～1：10的固液比混合，混合后加入碳酸盐药剂，得到固液混合物在100～500r/min的转速下搅拌5～30min；(1.2)步骤(1)的分步骤(1.1)中充分搅拌均匀的所述固液混合物经过滤后得到第一滤液和第一滤渣，氯含量低于15wt％的第一滤液返回步骤(1)中的分步骤(1.1)中用于水洗，氯含量高于15wt％的第一滤液用于步骤(1)中的分步骤(1.3)；(1.3)步骤(1)的分步骤(1.2)的第一滤液净化后，，根据不同温度下氯化钠和氯化钾在水中溶解度的差异，将滤液蒸发结晶结晶得到氯化钠和氯化钾产品；(1.4)将所述第一滤渣用于氨-铵盐浸出氧化锌工艺步骤(2)；(2)、氨-铵盐浸出氧化锌工艺步骤具体包括：(2.1)将步骤(1.4)中的第一滤渣与氨-铵盐溶液按照质量比1：4～1：8的固液比混合，得到的固液混合物在200～800r/min的转速下搅拌0.5～3h；(2.2)步骤(2)的分步骤(2.1)中充分搅拌均匀的固液混合物经过滤后得到第二滤液和第二滤渣，锌含量低于10wt％的第二滤液返回步骤(2)中的分步骤(2.1)中用于氨洗，锌含量高于10wt％的第二滤液用于步骤(2)中的分步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏航，毛瑞，茅沈栋，王飞，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，江苏沙钢集团有限公司，张家港宏昌钢板有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32