[发明专利]锰系铁合金冶炼除尘灰制备农用硫酸钾的方法和系统

说明书

本发明公开了一种锰系铁合金冶炼除尘灰制备农用硫酸钾的技术工艺；包括以下步骤：（1）对锰系铁合金冶炼除尘灰进行梯级浸出，获得一段浸出液，再将该浸出液进行离子交换，获得硫酸钾产品，（2）对一段浸出过程获得的浸出渣进行二段浸出，并将分离得到的二段浸出液用作下一批次的一段浸出过程的第一份样品的浸出洗涤液。本发明采用工艺简单，其过程无工业废水和废弃产生，资金及设备投入较少，成本低，经济效益明显，适于工业化应用。

技术领域

本发明涉及一种锰系铁合金冶炼除尘灰制备农用硫酸钾的方法和系统。

背景技术

锰系铁合金冶炼除尘灰是锰系铁合金生产处理烟气过程中产生的固体物，其总量大、颗粒细小，富含钾、锰、钙、镁、硅、硫、氯等元素，且铅、锌等含量也不低。对锰系铁合金冶炼除尘灰进行处理，可以回收其中的有益元素，提高其经济价值。

现有技术中也报道了一些锰系铁合金冶炼除尘灰的处理思路。例如，公开号为CN106518180A的中国发明专利文献报道用含锰除尘灰生产硫酸钾镁肥和硫酸锰的方法，该方法有以下步骤：球磨、浸肥、固液分离(一)、洗渣、浸锰、固液分离(二)、硫酸钾镁溶液的制取、硫酸锰的制取。

公开号为CN107661813A的中国发明专利文献报道用水浸出和固液分离处理，得到可溶性盐的液体1，并回收得到硫酸钾。

公开号为CN105967212A的中国发明专利文献报道用烧结机头电除尘灰中钾盐制取硫酸钾的方法，其特征在于，具体方法包括如下步骤：(1)收集富含钾盐的烧结机头电场除尘灰，于弱酸性水溶液中水洗，充分搅拌40-60分钟至均化，静置，固液分离得洗脱液Ⅰ及沉淀物Ⅰ；(2)向所述洗脱液Ⅰ中添加K2CO3除杂，溶解后充分搅拌并固液分离得到过滤液Ⅱ及沉淀物Ⅱ；(3)调节过滤液Ⅱ的pH值，加入钾芒硝进行复分解反应，采用蒸发浓缩、结晶工艺分离钾、钠，得到硫酸钾产品。

现有方法还存在钾提取率不理想，整体工艺成本高、经济效率不理想等不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、易操作的锰系铁合金冶炼除尘灰制备硫酸钾特别是农用硫酸钾的技术工艺。

本发明第二目的在于，提供一种实施所述方法的系统。

一种锰系铁合金冶炼除尘灰制备硫酸钾的方法，包括以下步骤：

步骤(1)：一段浸出

将锰系铁合金冶炼除尘灰分成N份，进行一段梯级浸出，其中，第一份的洗涤液为水；第一份的浸出液用作第二份样品浸出的洗涤液，以此类推，下一份的样品浸出的洗涤液依次为上一份的浸出液；最后一份的浸出液即为一段浸出液；

所述的N为不低于2的整数；

步骤(2)：二段浸出

将一段浸出的各份的浸出渣进行水浸出，固液分离得到终渣和二段浸出液；将二段浸出液用作下一批次的锰系铁合金冶炼除尘灰的一段浸出阶段的第一份样品的洗涤液；

步骤(3)：离子交换

将一段浸出液经硫酸型树脂进行离子交换，得到硫酸钾溶液；浓缩硫酸钾溶液，得到硫酸钾固体。

本发明创新地发现，采用所述的一段梯级浸出思路、配合所述的二段浸出以及离子交换工艺，可以有效提高锰系铁合金冶炼除尘灰的钾的回收率，此外，还不会导致重金属等危害元素的同步浸出，有助于获得更高质量、更高利用价值的硫酸钾。

本发明中，锰系铁合金冶炼除尘灰粒度200目以下含量≥90％。

本发明的创新在于分级梯度浸出思路，配合所述的创新的浸出液的梯级利用。如此，相较于现有常规的单级或者多级浸出，有助于意外地进一步改善K等有益元素的提取率。