[发明专利]一种多硫基除重药剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了用于钢铁厂洗灰废水的多硫基除重药剂及其制备方法和采用其对洗灰废水进行处理的方法，利用钢铁企业产生的高盐固废灰生产出高纯氯化钾。同时基于常规高盐固废灰水洗废水铊等重金属高、氨氮浓度高、硫酸根浓度高的特点，首次提出基于弱还原破络‑同离子效应析出‑鳌合除铊的深度除铊思路，采用多硫基除重药剂实现高盐废水中铊的深度去除，并结合烧结烟气净化制酸废水含有大量亚硫酸根离子及酸性低的特征作为洗灰水除硫脱氨氮、以及逆流蒸发分钾钠等协同作用，实现了高盐固废灰及钢铁厂酸性废水的协同治理及资源化，大幅提高回收的钾盐品质。同时本发明提供的技术方案还具有工艺条件简单，能耗低，无废水排放等优点。

技术领域

本发明涉及钢铁行业的固废及废水处理，具体涉及一种用于钢铁厂洗灰废水的多硫基除重药剂及其制备方法和采用其对洗灰废水进行处理的方法，属于钢铁行业固废灰、废水协同资源化处理技术领域。

背景技术

目前，钢铁行业产生的固废以铁为主要成分，其中大部分通过烧结、高炉、回转窑等高温炉窑实现了钢铁生产内循环处理，但还有部分高盐固废灰(如烧结三、四电场灰，高炉布袋除尘灰等)，其中含有较多碱金属氯化物，若直接返回烧结、高炉、回转窑等高温炉窑，会导致设备腐蚀、管路堵塞、引起结窑等不利情况发生，甚至影响烧结矿品质。

目前，针对钢铁厂产生的高盐固废，常采用水洗的方式进行碱金属和氯元素的去除，同步回收钾钠盐。如中国专利CN101234766B《利用钢铁企业烧结电除尘灰生产氯化钾的方法》，报道了利用自来水浸出烧结电除尘灰，大幅降低烧结灰中钾、氯，并用洗灰水制备氯化钾、氯化钠。中国专利CN101723410B《从钢铁厂烧结灰中回收钾元素及制备硫酸钾的方法》采用工业水循环洗烧结机头灰的方法提取钾盐，加入碳酸氢铵和活性炭进行除杂脱色，但是存在流程较长，添加除杂药剂多且成本高；引入较多氨氮，影响蒸发结晶盐品质和生产无组织氨氮排放量；硫酸钾生产过程中易产生钾芒硝，不仅影响产品质量，还容易造成蒸发系统堵塞；烧结机头灰中富集了大量矿石中的铊，除杂环节未专门除去，影响盐中铊的含量，不符合环保要求等问题。中国专利CN114044528A《一种从钢铁冶金烧结灰中溶剂析晶分离回收氯化钾的方法》，报道了利用二级逆流水洗技术从烧结机头灰中回收KCl的方法，能够降低生产钾盐的成本。CN113862462A《一种烧结机头灰和高炉布袋灰联合脱氯的方法》报道了一种利用清水浸出烧结机头灰和高炉布袋灰的方法，能够实现多种不同性质固废协同处置，同时回收KCl盐，但是存在耗水量大，而且存在因氯离子浓度过高而无法浸出氯离子的风险；仅回收KCl盐，其他混合盐需要作为杂盐进行危险废物处置，增加全流程成本；未专门进行除铊，影响KCl盐中铊的含量等问题。

由于高盐固废灰组成较为复杂，因而洗灰水成分复杂，除具有较高的盐浓度外，特别是其中含有一定量的重金属，不仅会限制产生钾盐的品质，还会导致冷却回用水中重金属超标。常规沉淀除重方法流程长，药剂贵。特别是还含有较高含量的铊(Tl)，其浓度一般在20～200mg/L之间。由于Tl会与溶液中的Cl^-结合形成非常稳定的[TlCl₄^-]络合物，难以通过常规沉淀法去除，导致现有技术不能实现高盐废水中铊有效去除和达标排放。