[发明专利]一种从含钾废渣中提取钾制备硫酸钾的工艺

说明书

本发明涉及一种从含钾废渣中提取钾制备硫酸钾产品的工艺，包括：1、水浸：用水浸含钾废渣，经固液分离后获得固体1和液体1；2、除杂：液体1经除去溶液中的金属杂质离子后，经固液分离获得固体2和液体2；3、pH调节：将液体2的pH调节为约5～8，得到精制含钾溶液；4、转化：向精制含钾溶液中加入硫酸盐以及返回的液体3搅拌混合，并浓缩得到浓缩料浆；5、浮选脱钠：将浓缩料浆经过浮选、固液分离3得到固体3和液体3以及高钠盐，液体3返回步骤4)与精制含钾溶液混合；6、干燥：固体3经干燥后得到硫酸钾产品。

技术领域

本发明涉及含钾废渣的资源综合利用，具体涉及一种从含钾废渣提取钾并制备硫酸钾产品的工艺。

背景技术

据美国地质调查局统计表明，2010年世界探明，可溶性钾盐储量约为185.8亿吨，主要集中在欧洲、北美、中东、南美和亚洲泰国等国家和地区，其中加拿大、俄罗斯、白俄罗斯和德国四个国家的探明储量占全世界总量的90.58％，而中国可溶性钾盐储量低，仅占世界总储量约2.2％。

从钾资源分布来看，我国钾矿储量主要集中在青海的柴达木盆地和新疆塔里木的罗布泊，约占总储量的96％以上。钾盐是重要的化工原料，在工业生产上用途广泛，但是对农业生产更为重要。世界钾盐产量90％以上用作钾肥。我国是一个农业大国，钾是肥料三要素之一，因此对钾肥需求量很大。

2003年，国内生产钾肥164.5万t，进口钾肥623.5万t，占市场消费量的79.1％。2007年钾肥进口量占表观消费量的71.8％。虽然我国近年来加大了钾的开发利用力度，但是，目前钾肥的对外依存度仍超过50％。

含钾废渣是指在工业企业的生产过程中，在高炉冶炼、煤炭燃烧等过程中经除尘器收集的富含可溶性钾盐的废渣。如钢铁工业中在铁矿石烧结过程中，通过烧结机头烟气电除尘器所捕集的粉尘；以煤炭为燃料的火力发电厂，燃煤时通过高炉收集的粉尘等。

近年来，我国的能源工业稳步发展，发电能力年增长率为7.3％。电力工业的迅速发展，带来了粉煤灰排放量的急剧增加，燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加，1995年粉煤灰排放量达1.25亿吨，2000年约为1.5亿吨，到2010年达到3亿吨，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。另一方面，我国又是一个人均占有资源储量有限的国家，粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生产所面临解决的任务之一。其中的高炉灰Fe含量较高且同时富含Zn、K、Al等元素并不适宜直接利用。

钢铁生产过程的环境污染问题已经成为制约其可持续发展的重要因素。铁矿石烧结作为钢铁生产炉料准备的重要工序。其粉尘污染治理和除尘灰中多种有价资源的高效回收与综合利用，已成为国内大中型钢铁企业生产重要的节能减排研究课题。

钢铁冶金烧结机头电除尘灰(烧结灰)是铁矿石烧结过程中通过电除尘器收集的烟气与粉尘，其产生量约占烧结矿产量的2％～4％。年产钢铁1000万吨规模的联合企业产生的烧结灰高达约30万吨/年。国内铁矿石原料中常含钾、钠、氟等杂质元素，产生的烧结烟尘中钾、钠含量较高。烧结灰直接回炉循环利用会导致钾、钠等元素在其中逐步富集。因此，未经除杂处理的烧结灰在钢铁冶金中直接循环利用可能导致高炉炉壁腐蚀，影响高炉使用寿命，严重降低烧结机头电除尘装置的除尘效率，造成机头烟气中粉尘浓度超标排放，污染环境。

通过对含钾废渣的处理，提取其中的钾元素以制备农用氯化钾、硫酸钾等，通过浮选等手段提取其他有价金属元素以制备有价金属，提钾废渣可根据其主要成份进行综合回收与利用，例如在对钢铁厂烧结除尘灰处理时，剩余铁渣可以返回炼钢厂炼钢达到对含钾废渣的综合利用，具有良好的经济效益与社会效益，应用前景广阔。

发明内容

本发明旨在提供一种从含钾废渣中提取钾制备硫酸钾产品的工艺，实现含钾废渣的综合回收与利用。