利用钢铁企业高炉瓦斯灰生产氯化钾的方法技术

本发明专利技术利用钢铁企业高炉瓦斯灰生产氯化钾的方法。该方法将高炉瓦斯灰与自来水按一定比例在预浸出工序进行混合，混合完全后将混合液送入浸出工序进行搅拌浸出；将混合液送入一级过滤工序进行过滤，一级滤液进入沉淀除杂工序进行除杂，一级滤渣进入二次浸出工序进行二次浸出；一级滤液在沉淀工序中加入沉淀剂进行沉淀除杂，沉淀完全后，静置分层或者过滤，清液送入蒸发结晶工序进行多效结晶，生产氯化钾、氯化钠产品；二次浸出工序达到过滤条件后，将混合液送入二级过滤设备进行过滤，二级滤渣进行炼铁回用，二级滤液返回预浸出工序回用。本发明专利技术充分利用瓦斯灰中的高钾特性，变废为宝，减少废弃物的排放对环境的危害，又生产出高质量的氯化钾产品。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术。该方法将高炉瓦斯灰与自来水按一定比例在预浸出工序进行混合，混合完全后将混合液送入浸出工序进行搅拌浸出；将混合液送入一级过滤工序进行过滤，一级滤液进入沉淀除杂工序进行除杂，一级滤渣进入二次浸出工序进行二次浸出；一级滤液在沉淀工序中加入沉淀剂进行沉淀除杂，沉淀完全后，静置分层或者过滤，清液送入蒸发结晶工序进行多效结晶，生产氯化钾、氯化钠产品；二次浸出工序达到过滤条件后，将混合液送入二级过滤设备进行过滤，二级滤渣进行炼铁回用，二级滤液返回预浸出工序回用。本专利技术充分利用瓦斯灰中的高钾特性，变废为宝，减少废弃物的排放对环境的危害，又生产出高质量的氯化钾产品。【专利说明】
本专利技术涉及一种氯化钾生产方法，适用于从钢铁企业高炉瓦斯灰中生产氯化钾。
技术介绍
在高炉炼铁过程中，炉尘随高炉煤气从炉顶引出，经下降管，在重力除尘器内除去较粗的颗粒后，由布袋除尘器对高炉煤气进行深度除尘净化处理。布袋除尘器收集的粉尘称为布袋灰，重力除尘器收集的粉尘称为重力灰，二者统称为瓦斯灰，是由碳以及Fe、S1、Al、Ca、Mg的氧化物,另外还有低沸点的有色金属(Pb、Zn)及其氧化物、碱金属氧化物等组成，是一种质轻、粒微的物质，是钢铁企业主要固体排放物之一。瓦斯灰中含有铁、碳和少量有色金属，属宝贵的二次资源，若不能有效治理和利用，不仅造成资源的浪费，且对环境造成极大的污染。对瓦斯灰进行综合利用，不仅具有良好的经济效益，同时具有很高的环境效益和社会效益。高炉瓦斯灰中碱金属氧化物含量较高，直接作为烧配料回收利用，对烧结工序影响较大。现有技术中，高炉瓦斯灰的综合利用途径主要有三种，一种是直接用作烧结配料，但易产生扬尘和混合不均匀影响烧结矿成分偏析等问题；第二种是采用磁选、浮选等方法对瓦斯灰中的铁进行回收；第三种是采用酸碱浸出或氯化焙烧等方法回收锌。高炉瓦斯泥(灰)作为宝贵的金属二次资源，近年来虽然得到了一定的应用，但还存在许多问题需要进一步研究与探讨。表I某钢铁企业高炉瓦斯灰组成(％) FeaO, Ik3O IsiOa ISO, IZnO |CaO IAlaO, INaaO IMgO [Cl IPbO 33.58 |?3.8 |?0.32 \7.27 \7.04 丨6.57 丨5.27 丨5.46 丨3.03 \2.95 |?.95 表I为某钢铁企业高炉瓦斯灰百分组成表，可以看出该瓦斯灰中钾盐的含量`达到14%左右，传统的瓦斯灰综合利用方法对瓦斯灰中的铁、锌、碳等元素进行了回收利用，但对于其中较高含量的碱金属却没有回收利用。瓦斯灰直接配入铁矿石进行高温烧结，由于其中的碱金属元素化合物的沸点较低，这些化合物会直接挥发至烧结烟气中，经烧结机头电除尘后造成其在烧结灰中富集。高含量的碱金属元素化合物会使具有亚微米级粒度结构的烧结粉尘颗粒电阻增大，从而导致烧结机头电除尘器的捕集除尘效率下降和除尘装置操作稳定性变差，最终表现为烧结机头电除尘器排放的烟尘浓度超标和除尘装置的运行能耗增大。瓦斯灰直接配入铁矿石作为高炉炉料，其中所含的铅、锌、铜等重金属元素会随铁矿石进入炼铁高炉并在炉内循环富集，严重影响高炉的正常生产:在高炉炉内结瘤，造成高炉休风停产大修及设备的安全事故隐患；降低高炉炉料强度，导致高炉炉况波动和生产不稳定；堵塞高炉煤气除尘系统管路，影响煤气切断阀动作灵活性，造成高炉点火困难。由于高炉瓦斯灰产量较大，如果能将瓦斯灰中的钾盐加以回收，不仅对高效利用钢铁企业瓦斯灰起到促进作用，同时，将会是一个极具前景的钾盐生产方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钢铁企业高炉瓦斯灰生产氯化钾方法，以实现高炉瓦斯灰的高效利用。本专利技术的技术方案是:，该方法具体包括以下步骤: 步骤(I)预浸出工序: 将高炉瓦斯灰与自来水以一定比例进行混合预浸出，浸出0.5-1小时，混合完全后，得到混合液，备用； 步骤(II)浸出工序: 将步骤(I)得到的所述混合液送入浸出工序进行充分搅拌浸出，浸出1-2小时，混合完全后，得到混合液，备用。步骤(III) 一级过滤工序: 将步骤(I I)得到的所述混合液送入一级过滤设备进行过滤，将得到一级滤液和一级滤渣，得到的所述一级滤渣送入二次浸出工序，得到的所述一级滤液送入沉淀除杂工序； 步骤(IV) 二次浸出工序: 将步骤(III)得到的所述一级滤渣与自来水以一定比例进行混合预浸出，浸出1-2小时后，混合完全后，得到混合液，备用； 步骤(V) 二级过滤工序: 将步骤(IV)得到的所述混合液送入二级过滤设备进行过滤，得到的二级滤渣进行炼铁回用，二级滤液返回预浸出工序.回用； 步骤(VI)沉淀除杂工序: 将步骤(III)得到所述一级滤液的在沉淀工序中以2-10g\L的量加入沉淀剂进行沉淀除杂，沉淀完全后，静置分层或者过滤，收集清液； 步骤(VII)蒸发结晶工序: 沉淀步骤(VI)得到清液进入蒸发结晶工序，对清液进行蒸发浓缩结晶操作，将浓缩晶浆离心干燥分离后，即可得到工业级氯化钾和氯化钠产品；其中蒸发结晶工序冷凝水返回步骤(IV)的二次浸出工序或步骤(I)的预浸出工序回用，离心滤液返回步骤(VII)的蒸发结晶工序重新蒸发结晶回用。进一步，所述步骤(I)中所述高炉瓦斯灰与自来水的混合比例为1:广1:3。进一步，所述步骤(IV)所述一级滤渣与自来水的混合比例为3: f 1:1。进一步，所述步骤(VI)中沉淀剂为碳酸钠，碳酸钾，硫酸钾，硫酸钠，硫化钠中的一种或者几种的混合物。进一步，所述蒸发结晶工序为多效分步浓缩结晶工艺和离心干燥分离相结合，先将所述清液采用多效分步浓缩结晶工艺得到晶浆，晶浆送入离心分离工序生产KCl产品，结晶母液进入下一效蒸发器浓缩蒸发，最末效蒸发器结晶母液返回第一效蒸发器循环蒸发结晶。进一步，所述多效分步浓缩结晶工艺为双效蒸发结晶、三效蒸发结晶或四效蒸发结晶，蒸发设备为强制循环蒸发器，原料经预热器预热后进入蒸发器蒸发结晶，加料方式为并流加料。各蒸发器在一定真空度下沸腾蒸发，二次蒸汽为进入下一效蒸发器的加热室，同时引出部分二次蒸汽作为预热器的热蒸汽来源。蒸发器和换热器的冷凝水通过冷凝水自蒸发器产生自蒸汽作为下一效蒸发器的热蒸汽来源。经多次循环蒸发浓缩析晶体，在I号效蒸发器排出KCl晶浆后，当结晶母液中NaCl晶体达到其析出浓度时，继续浓缩结晶母液，得到NaCl晶浆，将此晶浆送入离心分离工序即可得到NaCl产品。进一步，所述多效蒸发结晶工序所产生的冷凝水返回到二次浸出工序或预浸出工序回用，离心滤液返回第一效蒸发器重新蒸发结晶回用。其中:本专利技术所生产的氯化钾产品可以达到工业级或以上的标准。本专利技术利用高炉瓦斯灰生产氯化钾，充分利用瓦斯灰中的高钾特性，变废为宝，减少废弃物的排放对环境的危害，又生产出高质量的氯化钾产品。瓦斯灰经水浸去除碱金属后，又可返回到炼铁工序回用，对高炉瓦斯灰的综合利用提出了一个较好的解决方案。【专利附图】【附图说明】图1为高炉瓦斯灰生产氯化钾流程图。图2为KCl-NaCl-CaCl2-H2O四元水盐体系干基相图。图3为图1中的蒸发结晶工序流程示意图。图中: I为第四级换热器，2为第三级换热器，3为第二级换热器，4为为第一级换热器，5为第一效强制循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用钢铁企业高炉瓦斯灰生产氯化钾的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤（I）预浸出工序：将高炉瓦斯灰与自来水以一定比例进行混合预浸出，浸出0.5?1小时，混合完全后，得到混合液，备用；步骤（II）浸出工序：将步骤（I）得到的所述混合液送入浸出工序进行充分搅拌浸出，浸出1?2小时，混合完全后，得到混合液，备用；步骤（III）一级过滤工序：将步骤（II）得到的所述混合液送入一级过滤设备进行过滤，将得到一级滤液和一级滤渣，得到的所述一级滤渣送入二次浸出工序，得到的所述一级滤液送入沉淀除杂工序；步骤（IV）二次浸出工序：将步骤（III）得到的所述一级滤渣与自来水以一定比例进行混合预浸出，浸出1?2小时后，混合完全后，得到混合液，备用；步骤（V）二级过滤工序：将步骤（IV）得到的所述混合液送入二级过滤设备进行过滤，得到的二级滤渣进行炼铁回用，二级滤液返回预浸出工序回用；步骤（VI）沉淀除杂工序：将步骤（III）得到所述一级滤液的在沉淀工序中以2?10g\L的量加入沉淀剂进行沉淀除杂，沉淀完全后，静置分层或者过滤，收集清液；步骤（VII）蒸发结晶工序：沉淀步骤（VI）得到清液进入蒸发结晶工序，对清液进行蒸发浓缩结晶操作，将浓缩晶浆离心干燥分离后，即可得到工业级氯化钾和氯化钠产品；其中蒸发结晶工序冷凝水返回步骤（IV）的二次浸出工序或步骤（I）的预浸出工序回用，离心滤液返回步骤（VII）的蒸发结晶工序重新蒸发结晶回用。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭占成，詹光，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：