[发明专利]烧结机头灰中钾、铅、铁的分离方法

说明书

本发明属于化工技术领域，具体涉及分离烧结机头灰中钾、铅、铁的方法。本发明为解决目前没有高效分离烧结机头灰中有价元素钾、铅、铁方法的问题，提供了一种高效分离烧结机头灰中钾、铅、铁的方法，该方法主要包括：a.将烧结机头灰调制矿浆并搅拌；b.过滤并固液分离得到含钾液和浸出渣；c.在浸出渣中加水重选调制浆料；d.多级重选并过滤后获得含铁料和含铅料。本发明具有工艺简单、成本低、分离效果好及效率高的特点，其中钾的浸出率大于97％，含铅料PbO的含量可达35％以上，含铁料TFe的含量可达49％以上，铅、铁回收率分别达到95％、85％以上。在大幅提高产品价值的同时，实现了烧结机头灰高效资源化利用。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及分离烧结机头灰中钾、铅、铁的方法。

背景技术

烧结机头灰是烧结过程产生的烟尘之一，随烧结烟气进入除尘系统，然后由电除尘器收集得到。因烧结生产所用矿石大多含有钾、钠、铅、氯等元素，在烧结的高温过程中极易挥发形成氯化物等烟气，而后冷却为极细的粉尘，被电除尘器收集，从而得到烧结机头灰。

传统工艺中，烧结机头灰作为除尘灰的一种，直接用于返烧结使用，但因其粒度细，不易润湿，碱金属含量高，成分波动大，易再次进入除尘系统，对烧结过程的稳定运行存在负面影响。更重要的是碱金属及铅难以找到出口而在烧结工序恶性循环，不仅加重除尘器的负担，增加烧结工序能耗，还使烧结矿中碱金属含量偏高，进入高炉后极易导致高炉壁腐蚀，对高炉的使用寿命和钢铁的质量都有一定影响。绿色高效的机头灰利用技术有待开发。

现有技术提供了一种水浸-固液分离-硫化钠除杂-分步结晶工艺，回收机头灰中氯化钾资源。将机头灰加入水和添加剂进行浸出，浸出液净化后分步结晶，母液循环，浸渣洗涤后返烧结，洗液用于浸出，该工艺处理的机头灰铅含量低，因而未涉及铅的回收问题。

另有现有技术公开了一种利用烧结机头灰制取硫酸钾及氮磷钾复合肥的工艺：常温下，将2～4#电场机头灰制浆后直接梯度磁选，得到铁精矿、含铅尾泥和含钾溶液，铁精矿与1#电场机头灰返烧结使用；含钾溶液经循环含集钾后经CO₂除杂、活性炭脱色，配入硫酸铵经蒸发结晶得到硫酸钾，母液继续蒸发后与磷肥复合得到氮磷钾复合肥；含铅尾泥则采用氯化钠-盐酸体系浸出，所得含铅溶液经冷却结晶-再溶解净化后用纯碱沉淀，然后煅烧得到一氧化铅产品。该工艺复杂，流程长，且含铅尾泥的处理仍停留在研究阶段。

因此急需开发一种高效分离烧结机头灰浸渣中的有价元素钾、铅、铁的方法，以提高其综合经济价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前还没有高效分离烧结机头灰中有价元素钾、铅、铁的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：提供一种烧结机头灰中钾、铅、铁的分离方法，其包括以下步骤：

a.将烧结机头灰加入水调制成矿浆；所述矿浆需要在20～95℃下搅拌浸出10～60分钟；烧结机头灰的质量(kg)与调制成的矿浆体积(L)固液比是1:1～5；

b.将步骤a所述矿浆固液分离，得到含钾溶液和浸出渣；

c.向步骤b所述浸出渣中加入水，再次调制成矿浆，在重选设备中重选分离，得到含铁料矿浆和含铅料矿浆；

d.将步骤c中所述含铅料矿浆过滤，得到含铅料及其滤液；将步骤c中所述含铁料矿浆过滤，得到含铁料及其滤液。

本发明所述烧结机头灰的成分包括PbO 3～30％，Cl 5～30％，K₂O 5～30％，Na₂O1～5％，TFe 10～35％。

进一步地，步骤b所述固液分离方式是包括过滤、沉降和浓缩。

进一步地，步骤b所述浸出渣的含水率在40％以下。

进一步地，步骤b所述含钾溶液是指钾离子浓度大于40g/L的溶液。