[实用新型]冶金行业烧结机头电除尘灰提取钾盐的设备

说明书

技术领域

本实用新型属于固体废弃物资源化综合利用技术领域，同时也属于化工生产技术领域，具体涉及一种从冶金行业烧结机头电除尘灰中提取钾盐的设备。

背景技术

冶金行业是我国经济高速发展的一个重要支柱产业，但同时也是高能耗和高污染的产业之一。其中，烧结过程中产生的大量粉尘是冶金行业的主要污染源之一。据统计，我国每年产生的烧结机头电除尘灰（简称烧结灰）高达1500万吨左右，其含有大量的铁、钙、硅、碳、钾、钠、氯等元素，同时还含有少量的铅、锌、铜等重金属元素。因此，如何合理处置烧结灰，并合理利用其有效资源，对于环境保护和冶金行业的可持续发展均具有重要的意义。

由于烧结灰中富含易溶于水的钾、钠盐及具有危害性的重金属元素，因此，不宜对其进行堆存或填埋处理。目前，对于烧结灰的综合处理，国内冶金行业大多将其直接返回原工序进行重新配料、烧结，以回收利用其中含有的铁和残余碳等有用元素。虽然此方法在一定程度上实现了对烧结灰的处理和资源化利用，但在不断循环返回烧结的过程中，烧结灰中含有的钾、钠、锌、铅等有害元素会不断富集。尤其是钾、钠等碱金属元素的富集，不仅会对高炉本体及辅助设备造成腐蚀毁损，严重影响原工序的正常运行，还会降低电除尘器的除尘效率和运行稳定性。同时，直接返回烧结也造成了其中部分金属元素的资源浪费。因此，如何更合理的资源化利用烧结灰，受到了越来越多的关注。

检测分析表明，烧结电除尘灰中含有较多的钾元素，并以氯化钾、硫酸钾等形式存在。作为农业大国的中国，钾肥资源缺乏且分布不均，需大量进口。因此，从烧结灰中提取钾盐，既能有效解决碱金属富集对冶金工序正常运行会产生不利影响的问题，又能有效的缓解我国钾肥紧缺的现状，具有重要的意义和广阔的前景。

专利CN101428832公开了一种从烧结除尘灰中提取硫酸钾及其制备的方法。该发明采用常温浸泡3天的方式对烧结除尘灰进行浸提硫酸钾，耗时长，且浸取效率低；此外，该方法通过加入大量的有机溶剂甲酰胺，来提高硫酸钾的结晶产率，但未采取有效措施去除浸出液中含有的其它杂质金属离子，以致影响最后得到的硫酸钾产品纯度。

此外，CN101234766公开了一种利用钢铁厂烧结电除尘灰来生产氯化钾的方法。该方法采用的是振荡浸取，且通过自然沉降的方式来实现固液分离，耗时长，效率低，尤其是对粒径较小的烧结灰，难以达到高效的固液分离；此外，该发明采用缓慢冷却、分步结晶，耗时长。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种从冶金行业烧结机头电除尘灰中提取钾盐的设备，以解决现有工序中烧结灰返回烧结工序时，其含有的钾、钠等碱金属元素因不断富集而对原工序会产生严重不利影响的问题，同时使提取出的钾盐满足农业用品的要求，缓解我国钾盐短缺的现状。

本实用新型的目的通过下述技术解决方案实现：烧结机头电除尘灰中钾元素是以氯化钾、硫酸钾等形式存在，采用直接加水溶解，便可使烧结灰中的钾盐溶解而转入液相中。但由于在溶解的过程中，烧结灰中含有的铁、钙、镁、铜、锌、铝、锰、铅等金属元素，也会发生部分溶解进入液相，形成Fe³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺、Mn²⁺、Pb²⁺等。因此，为高效去除烧结灰浸取液中的不溶成分及杂质金属离子，得到高纯度钾盐，本实用新型采用了搅拌浸取、化学方法沉淀、机械离心分离和蒸发结晶等操作。其中，化学沉淀操作通过加入氢氧化钾、碳酸钾等碱性物质或硫化物来实现，机械离心分离单元则为卧式螺旋卸料沉降离心机。

一种从冶金行业烧结机头电除尘灰中提取钾盐的设备，烧结灰浸出池依次连接一级压滤单元、富液储存箱、化学沉淀罐、机械离心分离单元、蒸发结晶单元。

所述一级压滤单元还连接滤渣浸出池，滤渣浸出池连接二级压滤单元。

所述机械离心分离单元是卧式螺旋卸料沉降离心机。

采用上述设备对烧结灰进行浸取、分离、提纯钾盐的方法，包括如下步骤。

（1）加入工业水，对烧结灰在搅拌的条件下进行浸取，浸取完成后，将形成的悬浊液输送至一级压滤单元进行固液分离；分离产生的富含钾盐的富液进入到富液储存箱，而滤饼则进入到滤渣浸出池，进行再次浸取。

（2）滤饼在滤渣浸出池中进行搅拌浸取后，用泵将其输送至二级压滤单元进行过滤，产生的滤渣经干燥后直接返回原工序，进行重新配料、烧结，而滤液则返回烧结灰浸出池，用作烧结灰的浸取液。