[发明专利]一种烧结烟气除尘灰干选脱除钾、钠、氯的方法

说明书

本发明涉及一种烧结烟气除尘灰干选脱除钾、钠、氯的方法，将烧结烟气除尘灰通入风力分级‑风磁分选系统，通过风力分级得到风选铁精矿，通过风磁分选得到磁选铁精矿；通过布袋除尘器得到干尾灰；风选铁精矿和磁选铁精矿，直接作为铁精矿成品返回烧结、冶炼工序使用；干尾灰富含钾、钠、氯成分，用于进一步提取钾盐或含钾化肥产品。本发明将烧结烟气除尘灰通过干选进行脱钾、钠、氯处理，得到可回用的铁精矿和富钾矿粉，避免了由于除尘灰成分剧烈波动给钾盐或含钾化肥生产带来的不利因素，具有较强的经济性和合理性，为烧结机头除尘灰无害化资源再利用提供了新的途径。

技术领域

本发明涉及冶金废弃物综合利用技术领域，尤其涉及烧结烟气除尘灰资源化利用技术领域。

背景技术

钢铁冶炼过程各工序都会产生大量的尘泥，由于尘泥具有一定的回用价值，钢铁企业一般将其作为二次原料返回烧结利用。目前，伴随钢铁行业所产生的固体废弃物不断增加，环境保护问题日趋突显。而且，随着这些固体废物在烧结的循环利用，有害元素不断富集，对烧结矿的质量和工序顺行造成明显影响。

目前，国内很多钢铁企业将烧结烟气除尘灰在烧结系统中的循环使用，造成钾、钠、氯元素严重富集，从而促进低熔点物质形成，易造成烧结机蓖条和隔热垫间隙糊堵，抽风系统粘料，阻塞气流通道，严重影响烧结矿产量和质量；此外钾、钠、氯使粉尘比电阻升高，这类粉尘较难荷电，在极板附近容易产生反电晕现象，从而影响除尘效率；更严重的是致使高炉碱金属负荷增加，造成高炉结瘤，影响高炉顺行，因此，有必要将高钾、钠、氯除尘灰分离出来进行加工处理。如何变废为宝，将这些粉尘进行资源化和无害化处理，减少环境污染，已经成为钢铁企业迫在眉睫的问题。我国是一个钾资源严重短缺、高度依赖国际市场的国家，钾资源的有效开发问题尤为重要。烧结烟气除尘灰的资源化处理可缓解这一问题，并创造可观的效益。

20世纪70年代，国内外就开始有回收钢铁冶金粉尘中的Zn、Pb、Fe的相关研究，最近也有相关工艺报道。随着人们对环境问题的日益重视，如何合理开发利用除尘灰更引起了企业和环保部门的高度重视。国外如日本、美国等对除尘灰的回收利用非常重视，除尘灰由专业化工厂进行处理，已趋于资源化。除尘灰的利用包括：将金属回收，用离子交换树脂系统制备极高纯度氧化铁，用于做精用颜料、磁性材料、催化剂等。近些年来，陆续开始出现从烧结粉尘中提钾、钠、氯的报道，国内一些企业也开始采用烧结烟气除尘灰提取化肥，工艺日趋成熟，取得了一定的进展。

张福利等人发表的题为《烧结电除尘灰提取氯化钾实验研究》的文章，以及题为《利用钢铁企业烧结电除尘灰生产氯化钾的方法》的专利，介绍了浸出、固液分离、溶液净化、蒸发结晶的除尘灰提取K具体操作方案。文章中介绍了除杂过程中采用Na₂S·9H₂O作为沉淀剂去除溶液中的重金属离子，经过蒸发溶液最终得到纯度为90％的KCl，此方法在除杂的同时引入了KCl溶液中更难去除的Na⁺。在蒸发结晶方法的选择上，文章通过三元相图理论分析了分步结晶的可行性，但此种方法的局限性在于，在蒸发的过程中需要反复升温、降温很多次，理论上需如此循环无数次，才可能得到理想状态下高纯度的KCl和NaCl结晶，此种方法不但耗费能源，更重要的是在实际生产过程中，除尘灰成分波动较大，所蒸发溶液浓度也不稳定，很难控制溶液中的成分组成对应到相图中的某个具体成分点，故此方法仅限于理论分析，可操作性不强，应用难度极大。

林七女等人发表的题为《烧结机头除尘灰生产复合肥的研究》的文章，通过对莱钢烧结机头除尘灰成分分析发现，其SiO₂的含量在3％～12％，CaO的含量(40％左右)和K₂O的含量(13.9％～28.5％)很高，满足制硅钾复合肥的要求。并且通过选择合适的改性剂，合理的重金属去除方法，制定了利用烧结除尘灰生产复合肥的配方和工艺。此种方法在灰尘和肥料复合过程中，采用先添加碳酸钠造粒，然后在350℃烧结2h的工艺，能耗较高，经济效益不显著，且该方法仅是针对莱钢烧结机头除尘灰中SiO₂含量较高的特点设计，局限性较强，很难应用于国内其他大部分钢厂。