[发明专利]一种水泥窑旁路放风灰资源化利用系统及方法

说明书

本发明涉及一种水泥窑旁路放风灰资源化利用系统及方法。水泥窑旁路放风灰资源化利用方法，包括：将水与旁路放风灰制成浆液；加入除铬剂，使六价铬还原成三价铬；将浆液固液分离后，分离固相1直接用于水泥生产，分离液相1中通入CO₂使钙离子生成碳酸钙沉淀并同步调节pH；液相1固液分离后，将液相2蒸发浓缩并冷却结晶，分离出钾盐制得钾肥；将蒸发出的水用于与旁路放风灰混合；将所得液相3返回继续蒸发浓缩；当所得液相3中杂质浓度过高时，则将液相3用于与旁路放风灰混合。本发明提供的水泥窑旁路放风灰资源化利用方法，流程短、效率高、成本低，解决了旁路放风灰钾、氯、硫等有害元素及重金属六价铬含量高而处置困难的问题。

技术领域

本发明涉及固废资源化领域，具体涉及一种水泥窑旁路放风灰资源化利用系统及方法。

背景技术

水泥窑协同处置已成为生活垃圾、市政污泥及危险废物等固废处置的重要途径。但是，由于固体废物成分复杂，水泥窑协同处置固废会导致水泥窑内碱、氯、硫含量增加并在窑内循环富集，易造成窑内结皮堵塞、产生包心料和大料球等问题。为避免碱、氯、硫在窑系统中循环富集，水泥企业需采用旁路放风技术从水泥窑尾烟室中将富集高浓度碱、氯、硫的烟气放出一部分以缓解此问题，旁路放风系统已逐渐成为协同处置固废水泥窑的标配，旁路放风系统放出的含高浓度碱、氯、硫的旁路放风灰的处置问题也逐渐凸显出来。

针对水泥窑旁路放风灰的处理处置问题，目前最主要的方法是将水泥窑旁路放风灰与水泥熟料粉磨制备水泥，但是，旁路放风灰中氯离子浓度过高，为保证水泥产品中氯离子浓度满足质量标准，旁路放风灰的掺入量限制较大，该技术不能有效处置所有旁路放风灰。

针对旁路放风灰中氯离子浓度过高的问题，目前出现了一些其他的资源化利用技术。由于旁路放风灰中主要成分为CaO、KCl，同时还含有NaCl、K₂SO₄、重金属等多种复杂成分。目前主要是将旁路放风灰进行水洗，把氯盐等可溶盐溶解出来并分别进行提取利用，洗完后的灰再进行资源化利用。但是目前类似的资源化利用技术还存在较多的问题，一是技术路线复杂。由于旁路放风灰成分复杂，目前技术的思路主要是把不同成分进行精细化提纯，分别得到高纯度KCl、NaCl、K₂SO₄、CaCO₃等副产品，然后分别进行资源化利用，整个过程非常复杂，导致旁路放风灰处置成本太高，传统水泥行业承受不了，很难在水泥企业进行实际推广。二是无法实现废水零排放。旁路放风灰成分复杂，水洗液中存在钠离子等杂质成分，随着水洗液的蒸发浓缩，母液不断循环，水洗液中的杂质成分会不断循环富集，最终降低得到的副产品的纯度并影响副产品的出售和利用，为保证副产品纯度，高浓度杂盐水洗液只能外排，从而造成环境污染。三是旁路放风灰处置效果欠佳。随着水泥窑协同处置的发展，旁路放风灰成分越来越复杂，灰中的六价铬等重金属含量越来越高，目前的资源化利用技术只考虑水洗除氯，得到的旁路放风灰直接资源化灰存在六价铬超标的风险。因此，实用性更强、处置成本更低、处置效果更环保的旁路放风灰资源化技术需求迫切。

发明内容

本发明提供一种水泥窑旁路放风灰资源化利用方法，流程短、效率高、成本低，解决了旁路放风灰钾、氯、硫等有害元素及重金属六价铬含量高而处置困难的问题。

本发明提供一种水泥窑旁路放风灰资源化利用方法，包括：

1)将水与旁路放风灰混合，使旁路放风灰中的可溶盐充分溶解到水中，制成浆液；向所述浆液中加入除铬剂，使旁路放风灰的六价铬还原成三价铬；

2)将所述浆液固液分离，得固相1和液相1；

3)向步骤2)所得液相1中通入CO₂气体，将体系pH调节至8～9，使体系中的钙离子生成碳酸钙沉淀；固液分离，得固相2和液相2；或

向步骤2)所得液相1中加入碳酸钾或碳酸钠，使体系中的钙离子生成碳酸钙沉淀；固液分离，得固相2和液相2；往液相2中加入盐酸或硫酸，将液相2的pH调节至6～9；