[发明专利]一种从烧结灰中提取硫酸钾、氯化钠的方法

说明书

本发明属于钢厂资源再利用领域，主要涉及钢厂烧结灰中钾元素提取及转化。本技术方案：在热水中加入定量的烧结灰，搅拌过滤除去水不溶物，滤液用碱调节PH、活性炭脱色后再次过滤。根据滤液里面K⁺,Na⁺,Cl^‑,SO₄^2‑组成进行蒸发浓缩。将浓缩液体分成两份，其中一份里加入工业元明粉转化反应，过滤分离出钾芒硝和盐母液，盐母液蒸发后析出氯化钠。然后将钾芒硝加入到另一份浓缩液再次转化反应，过滤分离出硫酸钾和钾母液。反应方程如下：6KCl+4Na₂SO₄=Na₂SO₄·3K₂SO₄+6NaCl、2KCl+Na₂SO₄·3K₂SO₄=4K₂SO₄+2NaCl过滤出来的硫酸钾、氯化钠经过干燥可得产品。

技术领域

本发明属于化工产品制造领域，具体涉及一种从烧结除尘灰中提取硫酸钾、氯化钠及其制备方法。生产工艺是用水浸取除尘灰中溶解物，然后过滤分离，滤液经过前处理（除杂、脱色、浓缩）后与元明粉转化反应，首先形成钾芒硝沉淀，分离出钾芒硝再与另一份处理后溶液转化反应生成硫酸钾。过滤的母液在蒸发浓缩析出工业盐氯化钠，母液返回前面转化系统循环使用。

背景技术

钢铁工业是我国支柱产业，在国民经济中占重要地位，我国已经是世界上最大的钢铁工业国家。但是钢铁工业也是能源消耗和环境污染严重最突出的工业，随着国家对环保政策加大执行，钢铁行业每年产生大量除尘灰集中堆放，污染环境，急需要处理，因此对除尘灰的资源综合利用势在必行。

烧结生产是钢铁企业原料准备的重要步骤，其主要目的是充分利用矿石资源，满足钢铁行业发展，降低成本。目前各国都在积极研究和利用钢铁行业除尘灰，但是大部份都集中在混凝土、炉渣棉等低附加值行业，资源利用率比较低。通过对钢铁厂除尘灰的初步分析，除尘灰的主要成分是钾、钠等金属元素的氯化物、硫酸盐等形式存在，同时也存在其它如：铅、锰、钙、镁、锌等元素，这些元素对于钢铁冶炼有一定的害处，只有将这些元素除去除尘灰才能返回冶炼系统。而我国钾盐分布集中在青海等地，内地又急缺钾，因此其资源化利用前景十分广阔。

CN101234766 公开一种用钢铁厂烧结除尘灰生产氯化钾的方法。采用分步冷却结晶的办法，提取氯化钾和氯化钠，纯度可以达到95~98%,钙镁总量0.4~3%。但是氯化钾易使土壤产生板结，并且许多植物忌氯，限制其应用。CN101428832 公开一种从除尘灰中提取硫酸钾的方法。其将水溶物加入硫酸铵，并在有机溶剂甲酰胺作下生产硫酸钾。其过程需要回收有机溶剂，工艺相应比较复杂。而本发明采用元明粉作为辅料，其来源方便，生产工艺简单，不使用有机溶剂，提取硫酸钾在农业上的应用比氯化钾更广泛，符合GB/T 20406-2017农用硫酸钾质量标准。

发明内容

本发明主要针对烧结灰中钾、钠盐，提供一种从烧结灰中提取硫酸钾和氯化钠的经济可行处理方法，从根本上解决除尘灰长期堆放的问题，有价值资源浪费问题。采用对除尘灰进行溶解、除杂、脱色、蒸发、复分解、结晶、过滤、干燥等方法制硫酸钾和氯化钠。

本发明技术方案如下：提供一种从烧结灰中提取硫酸钾、氯化钠的技术方案，进一步优选的技术方案或技术特征包括下列步骤：（1）称取1份重量的除尘灰，加入2~5倍除尘灰重量的水，加热煮沸；（2）将（1）的混合物过滤，将滤液加入碱，使水中其余金属离子（如钙、镁、铅、锰等）形成沉淀；（3）将（2）液体时进行脱色，时间3h，然后过滤；（4）将（3）滤液在多效蒸发中进行减压浓缩；（5）分析（4）滤液成份并将其分成两份，根据滤液中钠元素的量，将一定比例的工业元明粉加入其中一份浓缩液中，温度控制在25℃，反应时间60~80 min形成钾芒硝沉淀（此过程为一转化），分离后的母液在100℃下用多效蒸发析出工业氯化钠。