【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢铁行业的固废灰处理，具体涉及一种高炉锰铁冶炼除尘灰回收硫酸钾和氯化钠的方法及系统，属于钢铁行业高炉锰铁冶炼除尘灰资源化处理。
技术介绍
1、高碳锰铁为铁合金材料，具有广泛的用途。目前生产工艺包括高炉法和电炉法。其中高炉法应用最早，目前国内还在广泛应用。高炉锰铁生产过程中，会产生大量的除尘灰，其主要含有铁、锰、氟、碱金属等。
2、目前对于这种高炉锰铁冶炼除尘灰没有较有针对性的处置技术，有些国内的钢铁厂利用锰铁除尘灰生产冷固结团块后重新入炉利用，这样的处置方法虽然工艺简单，成本较低，但会导致最终成品矿品位降低，以及氟离子和氯离子富集，设备腐蚀、结瘤等问题。
3、目前报道的锰铁冶炼除尘灰处置技术较少，中国专利cn105905925b《一种冶炼锰铁除尘灰和废渣综合回收有价金属的方法》其处置对象为电炉锰铁冶炼除尘灰，其采用水洗，水洗液经过浓缩结晶，得到氢氧化钾产品；水洗渣采用浓硫酸浸出，在浸出液中加入氧化剂，并调节ph，加入除重剂，之后经过精滤、浓缩结晶、干燥得到硫酸锰产品，在整个工艺中回收了氢氧化钾，锌渣和硫酸锰，这种方法采用湿法冶金的思路回收了多种金属。但这种方法处理的对象为电炉产生的除尘灰，其成分和高炉锰铁冶炼除尘灰有所不同。研究表明，高炉锰铁冶炼除尘灰中含有大量碳酸盐和氟离子，除硫酸根之外，还有高含量的亚硫酸根离子。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高炉锰铁冶炼除尘灰回收硫酸钾和氯化钠的方法及系统，针对高炉锰铁冶炼除尘
2、为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案具体如下所述：
3、根据本专利技术的第一种实施方案，提供一种高炉锰铁冶炼除尘灰回收硫酸钾和氯化钠的方法。
4、一种高炉锰铁冶炼除尘灰回收硫酸钾和氯化钠的方法，该方法包括如下步骤：
5、1)将高炉锰铁冶炼除尘灰进行水洗浸取，获得浸出废水。
6、2)采用氧化、还原、电解、析盐、沉淀、絮凝吸附中的一种或多种方式对浸出废水进行预处理，获得预处理废水。
7、3)向预处理废水中加入酸调节废水至中性，然后通过变温蒸发分盐回收获得高纯硫酸钾以及氯化钠。
8、作为优选，步骤2)具体包括如下步骤：
9、201a)向浸出废水中通入二氧化碳析出杂盐，固液分离后获得废水清液，其中部分清液循环至水洗段，进行盐分富集。
10、201b)先向201a)获得的废水清液中加入高锰酸钾溶液进行氧化处理。然后向氧化后的废水中加入可溶性亚铁盐溶液进行还原处理。最后向还原处理后的废水中加入酸调节废水至弱碱性进行沉淀反应，反应完成后即获得预处理废水。
11、在本专利技术中，循环至水洗段的清液为整个废水清液的10％～90％，优选为20％～80％，更优选为30％～60％。通过清液的循环，提高盐分浓度。
12、作为优选，步骤2)具体包括如下步骤：
13、202a)向浸出废水中加入高锰酸钾溶液进行氧化处理。然后向氧化处理后的废水中加入酸调节废水至弱碱性进行沉淀除锌，固液分离后获得除锌废水。
14、202b)向202a)获得的除锌废水中加入酸调节废水至酸性后进行铁碳微电解处理。然后向微电解后的废水中加入碱调节废水至碱性进行沉淀处理，固液分离后即获得预处理废水。
15、作为优选，步骤2)具体包括如下步骤：
16、203a)向浸出废水中加入活性炭法酸性洗涤废水使得混合废水呈弱碱性。然后向混合废水中加入硫酸铝溶液进行脱氟处理。最后向脱氟后的废水中加入硫化物进行除重处理，固液分离后获得除重脱氟废水。
17、203b)向203a)获得的除重脱氟废水中加入次氯酸钠溶液进行氧化处理即获得预处理废水。
18、作为优选，在步骤201b)中，所述可溶性亚铁盐为硫酸亚铁和/或氯化亚铁，优选为硫酸亚铁。
19、作为优选，在步骤201b)中，所述加入酸调节废水至弱碱性为采用硫酸调节废水的ph为7.5-9，优选为采用稀硫酸调节废水的ph为8-8.5。
20、作为优选，在步骤201b)中，所述高锰酸钾溶液的质量浓度为15-30％，优选为20-25％。高锰酸钾溶液的用量为废水总质量的2-7％，优选为3-5％。氧化处理的时间为5-40min，优选为10-30min。和/或
21、作为优选，在步骤201b)中，所述可溶性亚铁盐溶液的质量浓度为10-30％，优选为15-25％。可溶性亚铁盐溶液的用量为废水总质量的3-8％，优选为4-6％。还原处理的时间为5-40min，优选为10-30min。
22、作为优选，在步骤202a)中，所述加入酸调节废水至弱碱性为采用硫酸调节废水的ph为7.5-9，优选为采用稀硫酸调节废水的ph为8-8.5。
23、作为优选，在步骤202b)中，所述加入酸调节废水至酸性为采用硫酸调节废水的ph为1-4，优选为采用稀硫酸调节废水的ph为2-3。
24、作为优选，在步骤202b)中，所述加入碱调节废水至碱性为采用氢氧化钠溶液调节废水ph为8-10，优选ph为8.5-9.5。
25、作为优选，在步骤202a)中，所述高锰酸钾溶液的质量浓度为15-30％，优选为20-25％。高锰酸钾溶液的用量为废水总质量的2-7％，优选为3-5％。氧化处理的时间为5-40min，优选为10-30min。
26、作为优选，在步骤202b)中，铁碳微电解处理的时间不低于20min，优选为30-60min。沉淀处理的时间不低于10min，优选为15-30min。
27、作为优选，在步骤203a)中，所述混合废水的ph为7.5-9，优选ph为8-8.5。
28、作为优选，在步骤203a)中，所述硫酸铝溶液的质量浓度为20-35％，优选为25-30％。硫酸铝溶液的加入量为废水总质量的0.1-0.8％，优选为0.3-0.6％。脱氟处理的时间为0.3-2h，优选为0.5-1.5h。
29、作为优选，在步骤203a)中，所述硫化物为硫化钡、硫化钠、硫化氢中的一种或多种，优选为硫化钡，其投加量为废水质量的0.2-0.8％，优选为0.3-0.5％。
30、作为优选，在步骤203b)中，所述次氯酸钠溶液的质量浓度为0.5-5％，优选为0.8-4％，其加入量为废水质量的0.01-3％，优选为0.05-2％。
31、作为优选，在步骤1)中，所述高炉锰铁冶炼除尘灰为采用高炉法进行锰铁冶炼时产生的含有铁、锰、氟、碱金属、碳酸根及亚硫酸根的除尘灰。所述水洗为三级逆流水洗，水洗时的水灰比为1-7:1，优选为2-5:1。
32、作本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高炉锰铁冶炼除尘灰回收硫酸钾和氯化钠的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)具体包括如下步骤：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在步骤201b)中，所述可溶性亚铁盐为硫酸亚铁和/或氯化亚铁，优选为硫酸亚铁；和/或
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在步骤202a)中，所述加入酸调节废水至弱碱性为采用硫酸调节废水的pH为7.5-9，优选为采用稀硫酸调节废水的pH为8-8.5；和/或
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在步骤203a)中，所述混合废水的pH为7.5-9，优选pH为8-8.5；和/或
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，所述高炉锰铁冶炼除尘灰为采用高炉法进行锰铁冶炼时产生的含有铁、锰、氟、碱金属、碳酸根及亚硫酸根的除尘灰；所述水洗为三
9.一种高炉锰铁冶炼除尘灰回收硫酸钾和氯化钠的系统或用于权利要求1-8中任一项所述方法的系统，其特征在于：该系统包括依次串联设置的三级逆流水洗装置(1)、压滤装置(2)、预处理除杂单元(3)、回调池(4)以及蒸发分盐装置(5)；所述三级逆流水洗装置(1)的进灰口上连接有锰铁灰输送机构(101)，其进水口上连通有工业水输送管道(102)；所述回调池(4)上设置有加酸管道(401)，其内部设置有pH探头(6)；蒸发分盐装置(5)的钾盐出口连接有钾盐输送机构(501)，其钠盐出口连接有钠盐输送机构(502)。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述预处理除杂单元(3)包括依次串联设置的混盐析出池(301)、氧化还原池(302)以及沉淀池(303)；混盐析出池(301)的进水口通过输水管道与压滤装置(2)的出水口相连通；沉淀池(303)的出水口通过输水管道与回调池(4)的进水口相连通；所述混盐析出池(301)内还连通有二氧化碳进气管道(3011)；所述氧化还原池(302)上还设置有氧化剂添加机构(3021)和还原剂添加机构(3022)；所述沉淀池(303)上还设置有稀硫酸添加管道(3031)，其内部设置有pH探头(6)；所述回调池(4)的排气口和沉淀池(303)的排气口均通过输气管道与二氧化碳进气管道(3011)相连通。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述预处理除杂单元(3)包括依次串联设置的氧化池(304)、回调沉淀池(305)、过渡池(306)、铁碳微电解反应器(307)以及中和沉淀池(308)；所述氧化回调池(304)的进水口通过输水管道与压滤装置(2)的出水口相连通；中和沉淀池(308)的出水口通过输水管道与回调池(4)的进水口相连通；所述氧化池(304)上还设置有高锰酸钾添加管道(3041)；所述回调沉淀池(305)上还设置有第一酸液添加管道(3051)；所述过渡池(306)上还设置有第二酸液添加管道(3061)；所述中和沉淀池(308)上还设置有液碱添加管道(3081)；所述回调沉淀池(305)、过渡池(306)以及中和沉淀池(308)内均还设置有pH探头(6)。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述预处理除杂单元(3)包括依次串联设置的混水池(309)、除氟池(310)、中和除重池(311)以及过渡氧化池(312)；所述混水池(309)的进水口与压滤装置(2)的出水口相连通；所述过渡氧化池(312)的出水口通过输水管道与回调池(4)的进水口相连通；所述混水池(309)的进水口还连通有酸性洗涤废水进水管道(3091)；所述除氟池(310)上还设置有硫酸铝溶液添加管道(3101)；所述中和除重池(311)上还设置有硫化物添加机构(3111)；所述过渡氧化池(312)上还设置有次氯酸钠添加管道(3121)；所述混水池(309)内还设置有pH探头(6)。
...【技术特征摘要】
1.一种高炉锰铁冶炼除尘灰回收硫酸钾和氯化钠的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)具体包括如下步骤：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在步骤201b)中，所述可溶性亚铁盐为硫酸亚铁和/或氯化亚铁，优选为硫酸亚铁；和/或
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在步骤202a)中，所述加入酸调节废水至弱碱性为采用硫酸调节废水的ph为7.5-9，优选为采用稀硫酸调节废水的ph为8-8.5；和/或
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在步骤203a)中，所述混合废水的ph为7.5-9，优选ph为8-8.5；和/或
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，所述高炉锰铁冶炼除尘灰为采用高炉法进行锰铁冶炼时产生的含有铁、锰、氟、碱金属、碳酸根及亚硫酸根的除尘灰；所述水洗为三级逆流水洗，水洗时的水灰比为1-7:1，优选为2-5:1；和/或
9.一种高炉锰铁冶炼除尘灰回收硫酸钾和氯化钠的系统或用于权利要求1-8中任一项所述方法的系统，其特征在于：该系统包括依次串联设置的三级逆流水洗装置(1)、压滤装置(2)、预处理除杂单元(3)、回调池(4)以及蒸发分盐装置(5)；所述三级逆流水洗装置(1)的进灰口上连接有锰铁灰输送机构(101)，其进水口上连通有工业水输送管道(102)；所述回调池(4)上设置有加酸管道(401)，其内部设置有ph探头(6)；蒸发分盐装置(5)的钾盐出口连接有钾盐输送机构(501)，其钠盐出口连接有钠盐输送机构(502)。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述预处理除杂单元(3)包括依次串联设置的混盐析出池(301)、氧化还原池(302)以及沉淀池(303)；混盐析出池(301)的进水...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯哲愚，杨本涛，刘彦廷，马钟琛，张雪凯，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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