权利要求
1.一种除尘灰中氯化钾的提取方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)除尘灰由吸排罐车气力输送至烧结灰仓，经料浆搅拌机在水灰质量比≥3:1条件下进行搅拌溶解后，给入机械搅拌浸出槽内继续搅拌反应30-60min，使除尘灰中氯化钾得以充分溶解，形成烧结灰悬浊液，然后将悬浊液输送至一级压滤机进行固液分离;
(2)一级压滤机分离出的滤液直接进入富液池储存，滤饼为脱除了钾和氯元素的富铁粉料，通过皮带秤计重后经皮带运输到料棚内暂存，然后返回烧结厂重新配料，进行回收利用;
(3)富液池中的溶液经富液排出泵输送至化学沉淀罐，加入重捕剂、软化剂、絮凝剂，进行净化除杂，使溶液中除氯化钾外的其它杂质成分与药剂反应形成沉淀，并调节洗灰水的pH值>8，形成除杂悬浊液;然后将上述悬浊液输送至二级压滤机进行固液分离，分离所得的滤液为洁净的氯化钾溶液，滤液采用自流的方式进入清液池储存;经过固液分离所得的滤饼富含钙元素等有价成分，同样在计重后运输到料棚内，进行回收利用;
(4)将清液池中的氯化钾溶液输送至蒸发-离心分离系统，通过蒸发、离心分离最终得到氯化钾产品，然后到KCl缓存仓暂存，最后通过下方袋装机进行包装出售。
2.根据权利要求1所述的除尘灰中氯化钾的提取方法，其特征在于：步骤(3)中使用的药剂包括：重捕剂为tmt-15有机硫，使用浓度为0.4%-0.5%;软化剂使用碳酸钠，浓度为3%-5%;絮凝剂为聚丙烯酰胺，使用浓度为0.3%。
3.根据权利要求1所述的除尘灰中氯化钾的提取方法，其特征在于：一级压滤机的压力为0.3-0.5MPa，二级压滤机的压力为0.4-0.6MPa，压滤机单台压滤面积应不小于60m2。
4.根据权利要求1所述的除尘灰中氯化钾的提取方法，其特征在于：蒸发-离心分离系统设置蒸发离心器，蒸发离心器的进料口滤液浓度控制在20%-25%，其设计处理规模≥6m3/h，同时在蒸发离心器前置调节罐和调节泵，保证向蒸发离心器中连续进料，确保稳定运行。
5.根据权利要求1所述的除尘灰中氯化钾的提取方法，其特征在于：除尘灰中钾的质量百分含量为12-17%，钠的质量百分含量为1-2%，氯的质量百分含量为15-18%。
6.一种除尘灰中氯化钾的提取装置，其特征在于包括：烧结灰仓、浆液输送装置、一级压滤机、滤液装置、化学反应罐、调节罐、二级压滤机、蒸发离心器;浆液输送装置包括浆液罐和浆液泵;滤液装置包括滤液罐、滤液泵、滤液浓度在线监测装置;
烧结灰仓底部连接浆液罐;浆液罐与循环水管连接，浆液罐内设有搅拌器，浆液罐底部连接浆液泵;浆液泵出口连接一级压滤机，一级压滤机出口连接滤液罐，滤液罐内设有搅拌器，滤液罐底部连接滤液泵;滤液泵出口连接化学反应罐，化学反应罐内设有搅拌器，化学反应罐的顶部连接加药装置、底部连接压滤泵，压滤泵出口连接二级压滤机，二级压滤机底部连接调节罐，调节罐内设有搅拌器，调节罐的底部连接调节泵，调节泵出口连接蒸发离心器，蒸发离心器的冷凝回收管道连接连接浆液泵，底部连接打包装置。
7.根据权利要求6所述的除尘灰中氯化钾的提取装置，其特征在于：所述烧结灰仓包括两座75m3的灰仓;所述浆液泵为高扬程金属
渣浆泵，满足：70m≤扬程≤100m;同时泵的入口设置反冲洗。
8.根据权利要求6所述的除尘灰中氯化钾的提取装置，其特征在于：在一级压滤机与滤液罐之间的管道上安装设置滤液浓度在线监测装置，同时采取滤液回流、取样检测方式，检验来灰中成分含量。
9.根据权利要求6所述的除尘灰中氯化钾的提取装置，其特征在于：循环水管连接厂区内现有的水管，首先进行除尘灰水洗，得到洗灰水进入化学反应罐，得到高盐水进入蒸发离心器，得到冷凝水可重返水洗使用。
10.根据权利要求6所述的除尘灰中氯化钾的提取装置，其特征在于：工艺物料管道、蒸发离心器盐腿、视镜位置配置恒压水泵，用于进行高压水冲洗。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及一种除尘灰中氯化钾的提取方法，属于除尘灰资源利用领域。
背景技术
[0002]目前，太钢不锈每年产生多种除尘灰，其中烧结除尘灰每年的产生量约为1.4万吨，目前除尘灰中含钾、氯、钠，因钾、钠、氯含量过高无法返烧结供高炉使用，而铁、钾、钠、氯等有价值元素，如不进行资源化处置，一是造成有价资源的浪费，二是这些成分在系统中不断富集，从而影响设备的使用。
发明内容
[0003]本发明旨在提供一种除尘灰中氯化钾的提取方法，建立一套除尘灰资源利用系统，实现烧结除尘灰全部厂内处理，可制备得到氯化钾产品，实现了资源的最大化利用。
[0004]本发明将除尘灰中钾(质量百分比12-17%)、钠(质量百分比1-2%)、氯(质量百分比15-18%)等有用元素提取出来加以利用，不但可以解决环保生产上的难题，减少环境污染，同时可以回收
固废中有用元素，减少资源浪费，提高经济收益价值。
[0005]本发明提供的一种除尘灰中氯化钾的提取方法，工艺流程如下：
(1)除尘灰由吸排罐车气力输送至烧结灰仓，经料浆搅拌机在水灰质量比≥3:1条件下进行搅拌溶解后，给入机械搅拌浸出槽内继续搅拌反应30-60min，使除尘灰中氯化钾得以充分溶解，形成烧结灰悬浊液，然后将悬浊液输送至一级压滤机进行固液分离;
(2)一级压滤机分离出的滤液(含氯化钾溶液)直接进入富液池储存，滤饼为脱除了钾和氯等元素的富铁粉料，通过皮带秤计重后经皮带运输到料棚内暂存，然后返回烧结厂重新配料，进行回收利用;
(3)富液池中的溶液经富液排出泵输送至化学沉淀罐，加入重捕剂、软化剂、絮凝剂，进行净化除杂，使溶液中除氯化钾外的其它杂质成分与药剂反应形成沉淀;并调节洗灰水的pH值>8，形成除杂悬浊液;然后将上述悬浊液输送至二级压滤机进行固液分离，分离所得的滤液为洁净的氯化钾溶液，滤液采用自流的方式进入清液池储存;经过固液分离所得的滤饼富含钙元素等有价成分，同样在计重后运输到料棚内，进行回收利用;
本发明中使用的药剂包括：重捕剂为tmt-15有机硫，使用浓度为0.4%-0.5%(质量分数)，软化剂使用碳酸钠，浓度为3%-5%，絮凝剂为聚丙烯酰胺PAM，使用浓度为0.3%。
[0006](4)将清液池中的氯化钾溶液输送至蒸发-离心分离系统，通过蒸发、离心分离最终得到氯化钾产品，然后到KCl缓存仓暂存，最后通过下方袋装机进行包装出售。
[0007]本发明提供了一种除尘灰中氯化钾的提取装置，包括：烧结灰仓、浆液输送装置、一级压滤机、滤液装置、化学反应罐、调节罐、二级压滤机、蒸发离心器;浆液输送装置包括浆液罐和浆液泵;滤液装置包括滤液罐、滤液泵、滤液浓度在线监测装置;
烧结灰仓底部连接浆液罐;浆液罐与厂区现有循环水管连接，浆液罐内设有搅拌器，浆液罐底部连接浆液泵;浆液泵出口连接一级压滤机，一级压滤机出口连接滤液罐，滤液罐内设有搅拌器，滤液罐底部连接滤液泵;滤液泵出口连接化学反应罐，化学反应罐内设有搅拌器，化学反应罐的顶部连接加药装置、底部连接压滤泵，压滤泵出口连接二级压滤机，二级压滤机底部连接调节罐，调节罐内设有搅拌器，调节罐的底部连接调节泵，调节泵出口连接蒸发离心器，蒸发离心器的冷凝回收管道连接连接浆液泵，底部连接打包装置。
[0008]所述烧结灰仓包括两座75m3的灰仓。
[0009]本发明设置滤液浓度在线监测装置，同时采取滤液回流、取样检测方式，可检验来灰中成分含量，根据机头灰的K、Na含量不同及时调整水灰比以及后续除杂药剂添加量，水洗后清洁水连同冷凝水在水洗生产线中循环利用，节约生产成本与能耗。
[0010]所述浆液泵优选高扬程金属渣浆泵，满足：70m≤扬程≤100m;泵的过流部件材质优选耐磨性能，选择Cr26及以上材质;优化管路设计，工艺浆液管道设低点放空、1%<管道坡度<10%、热水/蒸汽伴热，同时泵的入口设置反冲洗。
[0011]蒸发离心器的进料口滤液浓度控制在20%-25%，其设计处理规模≥6m3/h，同时在蒸发离心器前置调节罐和调节泵，保证向蒸发离心器中连续进料，确保稳定运行，同时可满足后续检修时的滤液存储。
[0012]工艺物料管道、蒸发离心器盐腿、视镜等关键位置设计高压水冲洗(配置恒压水泵，0.6MPa≤压力≤1MPa，采用蒸汽冷凝水，60℃≤温度≤80℃)。
[0013]本发明中循环水从厂区内现有的水管接入，首先进行除尘灰水洗，得到洗灰水进入除尘净化流程，得到高盐水进入蒸发离心流程，得到冷凝水可重返水洗使用。
[0014]本发明的有益效果：
(1)本发明旨在建立一套除尘灰资源利用装置与方法，将除尘灰中钾、钠、氯等有用元素提取出来加以利用，不仅解决生产上的环保难题，减少环境污染，同时可以回收固废中有用元素，减少资源浪费，提高经济收益，实现了资源循环利用最大化;提高固废综合利用率，实现固废不出厂的目标;
(2)节约资源：经过对除尘灰处理，铁元素富集于机头灰滤渣中返回烧结工序重新利用，有效节约资源;
(3)氯化钾产品市场需求旺盛，销售渠道畅通，具有一定的经济效益。
附图说明
[0015]图1为本发明除尘灰中氯化钾的提取装置结构图。
[0016]图中：1、厂区现有循环水管，2、烧结灰仓，3、浆液罐，4、浆液泵，5、一级压滤机，6、滤液罐，7、滤液泵，8、化学反应罐，9、加药装置，10、压滤泵，11、二级压滤机，12、调节罐，13、调节泵，14、蒸发离心器，15、打包装置。
具体实施方式
[0017]下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例
[0018]如图1所示，本发明提供了一种除尘灰中氯化钾的提取装置，包括：烧结灰仓2、浆液输送装置、一级压滤机5、滤液装置、化学反应罐8、调节罐12、二级压滤机11、蒸发离心器14;浆液输送装置包括浆液罐3和浆液泵4;滤液装置包括滤液罐6、滤液泵7、滤液浓度在线监测装置;
烧结灰仓2底部连接浆液罐3;浆液罐3与厂区现有循环水管1连接，浆液罐3内设有搅拌器，浆液罐3底部连接浆液泵4;浆液泵4出口连接一级压滤机5，一级压滤机出口连接滤液罐6，滤液罐内设有搅拌器，滤液罐底部连接滤液泵7;滤液泵出口连接化学反应罐8，化学反应罐内设有搅拌器，化学反应罐的顶部连接加药装置9、底部连接压滤泵10，压滤泵出口连接二级压滤机11，二级压滤机底部连接调节罐12，调节罐内设有搅拌器，调节罐的底部连接调节泵13，调节泵出口连接蒸发离心器14，蒸发离心器的冷凝回收管道连接浆液罐3，底部连接打包装置15。
[0019]本发明所涉及的具体流程如下：除尘灰存储及卸料、除尘灰浸出、固液分离、除杂净化、蒸发离心、成品储存。根据现场实际情况并结合工艺要求，在建设场地东侧由北向南依次布置浸出车间和蒸发-离心车间，在场地西侧由北向南依次布置压滤车间和除杂净化车间，除杂净化车间区域设置为两层结构，一层为除杂净化车间，二层作为电气控制室。对各流程的描述具体如下：
(1)除尘灰存储及卸料：
该流程主要配备吸排罐车、烧结灰仓、仓顶
除尘器、真空泄压阀、仓壁振打器、称重式料位计、插板阀及星型卸灰阀等，其中吸排罐车用于装卸除尘灰并运输至烧结灰仓，仓顶除尘器可处理灰仓顶部溢出的粉尘，防止其污染大气和环境，真空泄压阀可降低仓内压力使物料顺利入仓，仓壁振打器和称重式料位计安装于料仓侧壁，分别用于防止物料粘结和控制仓内物料量，插板阀和星型卸灰阀安装于灰仓下方，均用于控制灰料出料流量。所述烧结灰仓包括两座75m3的灰仓。
[0020](2)除尘灰浸出过程：
该装置主要配备料浆搅拌机、浆液罐、浆液泵等，料浆搅拌机可自动控制物料固液比并将其初步混合，浆液罐可在搅拌作用下使内部物料充分混合并浸出相应离子，浆液泵主要是通过离心力作用使液态物料能量增加，从而输送至指定位置，此处用于将清水和冷凝水给入浆液罐。本发明选择性能良好的浆液泵用于输送，优选高扬程金属渣浆泵，满足：70m≤扬程≤100m;泵的过流部件材质优选耐磨性能，选择Cr26及以上材质;优化管路设计，工艺浆液管道设低点放空、1%<管道坡度<10%、热水/蒸汽伴热，同时泵的入口设置反冲洗。
[0021](3)固液分离过程：
该过程设有一级压滤机(控制压力为0.3-0.5MPa)和二级压滤机(控制压力为0.4-0.6MPa)，主要利用压滤机对物料施加压力使其实现固液分离，压滤机单台压滤面积应不小于60m2，压力0.3-0.6MPa。本发明在压滤机与滤液罐间管道上安装设置滤液浓度在线监测装置，同时采取滤液回流、取样测验方式，可检验来灰中成分含量，及时根据机头灰的K、Na含量不同及时调整水灰比以及后续除杂药剂添加量，水洗后清洁水连同冷凝水在水洗生产线中循环利用，节约生产成本与能耗。
[0022](4)除杂净化过程
主要配备化学沉淀罐、定量单轴螺旋输送机及渣浆泵等，化学沉淀罐主要作为在搅拌作用下以K2CO3为主的药剂与富液中的Ca2+、Mg2+、Pb2+等金属离子发生充分反应的容器，单轴螺旋输送机用于将药剂定量给入化学沉淀罐内，渣浆泵用于将富液池内滤液通过管道给入化学沉淀罐。在系统尾部设置调节罐，可保证向蒸发结晶系统中连续进料、确保稳定运行，同时可满足后续检修时的滤液存储。
[0023](5)蒸发-离心过程
主要配备强制循环蒸发离心器和各类泵等，强制循环蒸发器主要利用外加动力使物料进行循环，迫使溶液沿一个方向以2~5m/s的速度通过加热管，后进入顶部离心机，离心机主要是使蒸发器的结晶产物在强离心力的作用下进一步发生固液分离，提升产品浓度。蒸发离心器的进料口滤液浓度控制在20%-25%左右，其设计处理规模≥6m3/h，同时在蒸发离心器前置调节罐和调节泵，保证向蒸发离心器中连续进料，确保稳定运行，同时可满足后续检修时的滤液存储。
[0024](6)成品储存装置
该装置主要配备仓壁振打器、称重式料位计、插板阀、星型卸灰阀等，均作为KCl缓存仓的配套设备，此外配置袋装机用于将氯化钾成品计重包装。
[0025](7)循环水系统
该系统主要配备循环水泵等设备。
[0026]本发明中工艺物料管道、蒸发离心器盐腿、视镜等关键位置设计高压水冲洗(配置恒压水泵，0.6MPa≤压力≤1MPa，采用生蒸汽冷凝水，60℃≤温度≤80℃)。本发明中循环水从厂区内现有的水管接入，首先进行除尘灰水洗(水洗浸提得到洗灰水)，得到洗灰水进入除尘净化流程(除杂净化得到高盐水)，得到高盐水进入蒸发离心流程(蒸发结晶得到冷凝水)，得到冷凝水可重返水洗在系统中循环使用。
[0027]本发明提供的除尘灰中氯化钾的提取方法，包括以下步骤：
(1)除尘灰由吸排罐车气力输送至烧结灰仓，经料浆搅拌机在水灰质量比3:1条件下进行搅拌溶解后，给入机械搅拌浸出槽内继续搅拌反应45min，使除尘灰中氯化钾得以充分溶解，形成烧结灰悬浊液，然后将悬浊液输送至一级压滤机进行固液分离;
(2)一级压滤机分离出的滤液(含氯化钾溶液)直接进入富液池储存，滤饼为脱除了钾和氯等元素的富铁粉料，通过皮带秤计重后经皮带运输到南侧料棚内暂存，然后返回烧结厂重新配料，进行回收利用;
(3)富液池中的溶液经富液排出泵输送至化学沉淀罐，加入重捕剂(tmt-15有机硫浓度0.45%)、软化剂(碳酸钠浓度4%)、絮凝剂(PAM聚丙烯酰胺浓度0.3%)，进行净化除杂(使溶液中除氯化钾外的其它杂质成分与药剂反应形成沉淀)并调节洗灰水的pH值为10，形成除杂悬浊液;然后将上述悬浊液输送至二级压滤机进行固液分离，分离所得的滤液为洁净的氯化钾溶液，滤液采用自流的方式进入清液池储存;经过固液分离所得的滤饼富含钙元素等有价成分，同样在计重后运输到料棚内，进行回收利用。
[0028](4)将清液池中的氯化钾溶液输送至蒸发-离心分离系统，通过蒸发、离心分离最终得到氯化钾产品，然后到KCl缓存仓暂存，最后通过下方袋装机进行包装出售。
说明书附图(1)
声明：
“除尘灰中氯化钾的提取方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：山西太钢不锈钢股份有限公司
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2025年03月21日 ~ 23日 
