一种利用电除尘灰提取高纯度氯化钾系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于废弃物综合利用系统领域，特别设及一种利用烧结机头电除尘灰提取 高纯度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，运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。随着运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，将烧结机头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，会造成钟和钢严重富集，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；此外钟和钢使粉尘比电阻升高，运类粉尘较难荷电，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，即直接排放运部分高K、化粉 尘，不仅造成环境污染，同时也浪费了大量的化、C及紧缺战略资源K。因此，如何变废为宝， 将运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] 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。 阳0化]20世纪70年代，国内外就开始有回收钢铁冶金粉尘中的Zn、Pb、化的相关研究， 最近也有相关工艺报道。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《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的具体操作方案。此方法在除杂的同时引入了 KC1溶液中更难去除的 化+，且在蒸发的过程中需要反复升溫、降溫很多次，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KCl和化Cl结晶，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，故可操作性不强，应用难度极大。
[0007] 林屯女等人发表的题为《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350°C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《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 纯采用蒸馈结晶的方法提取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利用烧结除尘灰提取高纯度KC1的方 法。
【发明内容】
[0011] 本发明旨在提供一种能提高烧结矿质量和产量，提高电除尘效率，在减少碱金属 对冶炼带来的危害的同时，高效低成本的生产出高纯度KC1成品，增加企业经济收益的利 用电除尘灰提取高纯度氯化钟的系统及方法。
[0012] 为达此目的，本发明所采取的技术解决方案是：
[0013] 一种利用电除尘灰提取高纯度氯化钟系统，其特征在于，包括灰斗、进水管、揽拌 罐I、过滤器I、滤渣烘干出料装置、加热器、揽拌罐II、加热保溫器、过滤器II、精KC1烘干 出料装置I、冷却装置、过滤器III、精KC1烘干出料装置II、储液罐、蒸发结晶器、粗KC1烘干 出料装置；带有进水管的揽拌罐I上方设有灰斗，揽拌罐I出料口通过管道连接过滤器I， 过滤器I通过皮带与一侧的滤渣烘干出料装置连接，同时通过液体管道连接揽拌罐II，揽 拌罐II内装有加热器，揽拌罐II出料口通过液体管道与带有加热保溫器的过滤器II连接， 过滤器II 一侧通过皮带连接精KC1烘干出料装置I，另一侧通过液体管道与冷却装置连 接，冷却装置通过固液体管道连接过滤器III，过滤器III一侧由皮带连接精KC1烘干出料装 置II，另一侧通过液体管道与储液罐相连，储液罐出口通过管道分别连接揽拌罐II与蒸发 结晶器，蒸发结晶器出口与粗KC1烘干出料装置连接，粗KC1烘干出料装置还与揽拌罐II相 连。
[0014] 一种利用电除尘灰提取高纯度氯化钟的方法，其特征在于：
[0015] (1)、将烧结机头末电场高碱金属含量的电除尘灰与水按1:1~1:4的比例在揽拌 罐内混合，并在120~18化/min的转速下揽拌20~30min ;
[0016] (2)、待除尘灰中可溶性成分全部浸入水中，将浮于液体表面的泡沫去除后，采取 抽滤或压滤的方式将揽拌后的泥浆进行固液分离；
[0017] (3)、分离后的滤渣参与二次浸出或返回烧结使用；将滤液升溫到9rC~99。恒 溫；
[0018] (4)、将系统自身所产生的低纯度氯化钟再次循环，加入到恒溫的除尘灰浸出液 中，使之形成过饱和固液混合物；
[0019] 巧）、揽拌、溶解：将恒溫的过饱和固液混合物揽拌1~3min，使可溶性杂质溶入水 中；
[0020] 化）、加热、恒溫、过滤：将恒溫的过饱和固液混合物在9rC~99°C恒溫条件下进 行过滤，采用滤网或滤布直接从溶液中拱出未能溶解的KC1晶体，得到纯度>98.5%的KC1 产品；
[OOW (7)、冷却：将过滤后剩余溶液冷却至室溫，得到常溫的KC1过饱和固液混合物；
[0022] (8)、过滤：过滤常溫的KC1过饱和固液混合物，得到纯度> 99. 7%高纯度KC1结 晶W及杂质含量较高的KC1饱和溶液；
[0023] 巧）、将杂质含量较高的KC1饱和溶液经过蒸发结晶，得到低纯度氯化钟，再将低 纯度氯化钟与恒溫滤液W 1:4~1:8的比例混合后参与循环；
[0024] (10)定期检测储液罐中液体浓度，当化:Κ大于1:2时，将储液罐中液体排放掉， W保证KC1产品质量。
[00巧]本发明的有益效果为：
[00%] 烧结电除尘灰的无害化资源再利用，缓解了因钟和钢富集而造成的藍条和隔热垫 间隙糊堵，抽风系统粘料，阻塞气流通道的现象发生，可明显提高烧结矿产量和质量；钟和 钢的去除降低了粉尘比电阻，使粉尘较易荷电，避免了极板附近产生反电晕现象，从而提高 除尘效率；同时降低了高炉碱金属负荷，促进高炉顺行。本发明可在不添加任何除杂试剂的 条件下提取出高纯度KC1晶体，纯度高于99. 7%，收率约为84. 5%，实现了高效低投入，成 倍增加产品附加值，不仅为烧结除尘灰无害化处理提供了一条新的途径，而且合理利用了 资源，变废为宝，创造可观的经济效益。
【附图说明】
[0027] 图1是电除尘灰提取高纯度氯化钟系统示意图。
[0028] 图中：灰斗1、进水管2、揽拌罐I 3、过滤器I 4、滤渣烘干出料装置5、加热器6、揽 拌罐II 7、加热保溫器8、过滤器II 9、精KC1烘干出料装置I 10、冷却装置11、过滤器III12、 精KC1烘干出料装置II 13、储液罐14、蒸发结晶器15、粗KC1烘干出料装置16。
【具体实施方式】
[0029] 由图1可见，电除尘灰提取高纯度氯化钟系统主要由灰斗1、进水管2、揽拌罐I 3、 过滤器I 4、滤渣烘干出