一种利用烧结烟气除尘灰生产氯化钾系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于废弃物综合利用领域，具体涉及一种利用钢铁企业烧结烟气除尘灰生 产氯化钟的系统及方法。
【背景技术】
[0002] 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，送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化、C等有用物质，钢铁企 业一般作为二次原料返回烧结利用。随着送些固体废物在烧结的循环利用，钟、钢、锋、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。
[0003] 目前，国内很多钢铁企业为节约成本，将烧结烟气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，造成钟严重富集，从而促进低烙点物质形 成，易造成藍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；此外钟使粉尘比电阻升高，送类粉尘较难荷电，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 钟除尘灰分离出来。如果采用开路循环方式处理，即直接排放送部分高K粉尘，不仅造成环 境污染，同时也浪费了大量的铁及紧缺战略资源K。因此，如何变废为宝，将送些粉尘有效利 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。
[0004] 另一方面，我国又是一个钟资源严重短缺、高度依赖国际钟肥市场的发展中国家， 送使得钟资源有效开发问题尤为重要。此外，除尘灰中的氯也影响制备混凝±，混凝±中氯 离子达到一定浓度会腐蚀钢筋，氯盐含量是混凝±结构耐久性的重要参数。钢铁企业烧结 脱硫灰中含有大量的氯元素，阻止了烧结脱硫灰用作水泥原料的可行性。而电除尘灰提取 钟的同时也能去除大量氯离子，大大减少脱硫灰中的氯离子含量，创造可观的效益。在钢铁 企业同质化竞争加剧的微利时代，合理利用资源，变废为宝，从而生产出高附加值副产品， 可达到降本增效的效果，也是企业生存的先决条件。
[0005] 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 部口的高度重视。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 尘中提钟的报道。
[0006] 张福利等人发表的题为《烧结电除尘灰提取氯化钟实验研究》的文章，W及题为 《利用钢铁企业烧结电除尘灰生产氯化钟的方法》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具体操作方案。文章中介绍了除杂过程中采用Na2S，9H2〇作为 沉淀剂去除溶液中的重金属离子，经过蒸发溶液最终得到纯度为90%的KC1，此方法在除 杂的同时引入了 KCl溶液中更难去除的化+。在蒸发结晶方法的选择上，文章通过Η元相图 理论分析了分步结晶的可行性，但此种方法的局限性在于，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KC1和化C1结晶， 此种方法不但耗费能源，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，故此方法仅 限于理论分析，可操作性不强，应用难度极大。
[0007] 林走女等人发表的题为《烧结机头除尘灰生产复合肥的研究》的文章，通过对莱钢 烧结机头除尘灰成分分析发现，其Si〇2的含量在3%~12%，CaO的含量（40%左右）和Κ2〇 的含量（13. 9%~28. 5% )很高，满足制娃钟复合肥的要求。并且通过选择合适的改性剂， 合理的重金属去除方法，制定了利用烧结除尘灰生产复合肥的配方和工艺。此种方法在灰 尘和肥料复合过程中，采用先添加碳酸钢造粒，然后在35(TC烧结化的工艺，能耗较高，经 济效益不显著，且该方法仅是针对莱钢烧结机头除尘灰中Si〇2含量较高的特点设计，局限 性较强，很难应用于国内其他大部分钢厂。
[0008] 李志峰等人发表的题为《烧结机头除尘灰生产氯化钟的应用研究》的文章，介绍了 浮选一重选循环水提取氯化钟的工艺流程，最终得到纯度为93%的KC1结晶。文章中提到 单纯采用蒸傭结晶的方法提取KC1效果更明显，却影响了 KC1结晶的纯度，从而成倍降低成 品的价格。
[0009] 刘宪等人发表的题为《烧结机头电除尘灰中钟的脱除及利用其制备硫酸钟》，在分 析烧结机头电除尘灰理化性质的基础上，开发了采用水洗方法脱除烧结灰中钟元素并利用 其制备硫酸钟的工艺，此工艺照比制备KC1工艺要复杂许多，且要经过两次蒸发工序，能耗 较高。
[0010] 综上所述，目前国内还没有较好的低成本的利用烧结烟气除尘灰提取高纯度KC1 的方法。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是提供一种钢铁企业烧结烟气除尘灰高附加值再利用的系统及方 法，在提高烧结矿质量和产量，提高电除尘效率，减少碱金属对冶炼带来的危害的同时，又 能生产出高附加值的KC1产品。
[0012] 为此，本发明所采取的解决方案是：
[0013] 一种利用烧结烟气除尘灰生产氯化钟系统，其特征在于，包括：除尘灰灰斗1、进 水管道2、揽拌罐I 3、揽拌罐II 4、磁选装置5、过滤装置I 6、过滤装置II 7、检测装置I 8、 检测装置II 9、进水管10、加热揽拌装置11、保温过滤装置12、烘干出料装置I 13、烘干出料 装置II 14、冷却装置15、储液罐16、蒸发结晶装置17、过滤器18、精铁矿粉槽19、皮带20及 合格铁精粉槽21。揽拌罐I 3上面分别设有除尘灰灰斗1和进水管道2,揽拌罐I 3出料 口连接磁选装置5，磁选装置5精铁矿出料口连接精铁矿粉槽19，磁选装置5泥浆出料口通 过管道连接过滤装置I 6,过滤装置I 6通过皮带20与带有进水管10的揽拌罐II 4相连， 揽拌罐II 4通过管道连接过滤装置II 7,过滤装置II 7通过滤液管路与揽拌罐I 3连接，同 时过滤装置II 7通过滤渣管道连接碱金属检测装置II 9,检测装置II 9分别与合格铁精粉 槽21和揽拌罐II 4连接；过滤装置I 6通过滤液管道连接检测装置I 8,检测装置I 8通 过KCl滤液管路分别连接揽拌罐I 3及带有热交换器的加热揽拌装置11，加热揽拌装置11 一路液体进料口通过管路连接储液罐16,另一路固体进料口通过粗KC1管路连接蒸发结晶 装置17出料口，第Η路则通过带有热交换器的保温过滤装置12连通冷却装置15,保温过滤 装置12 -侧设有烘干出料装置I 13,冷却装置15通过管路连接过滤器18,过滤器18分别 与烘干出料装置II 14和储液罐16连接，储液罐16通过管路连接在蒸发结晶装置17的进 料口上。
[0014] 一种利用烧结烟气除尘灰生产氯化钟的方法，其特征在于，采用新水与烧结烟气 除尘灰一次滤渣再次混合，对除尘灰中的钟进行二次脱洗，将二次脱洗所产生的稀溶液与 除尘灰重新混合、溶解，实现渣、水同时循环利用，其具体方法和步骤为：
[001引 KC1浸出过程：
[0016] (1)、采用烧结烟气除尘灰，与产生该除尘灰的系统中生成的低浓度KC1溶液，包 括滤液②，W及经检测后KC1含量《200mg/ml的送部分滤液①混合，除尘灰与KC1溶液的 质量比为1:2~1:6 ;
[0017] (2)、利用揽拌罐I 3在120~180r/min的转速下揽拌10