脱除矿石烧结飞灰中氯化钾钠并对其进行回收利用的方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体的说是涉及一种脱除矿石烧结飞灰中氯化钾钠并对其进行回收利用的方法。

背景技术

在矿石烧结中，以铁矿石烧结为例，随着烧结温度的逐步升高，烧结球团组分中的氯化钠和氯化钾等低熔点物质首先被气化散布于烧结窑炉空间。在球团烧结飞灰除尘装置中，氯化钠和氯化钾与其它组分粉尘一起被收集富集。氯离子对于工艺装置中的Fe元素有腐蚀催化作用、高温下可以与其它有机物一道化合产生二恶英。钾钠元素对于耐高温材料有腐蚀作用。所以，烧结粉尘中的氯化钠和氯化钾是我们希望脱除的有害物质。中国是缺钾的国家，氯化钾亦是一种钾肥，我们希望在脱除烧结粉尘中氯化钾钠的同时，能将氯化钾有效收集，为农业服务。水洗法脱除矿石烧结除尘灰中氯化钾和氯化钠成为行之有效的方法。同时，将含氯化钾钠的水洗液蒸发结晶获取氯化钾也成为众多厂家的选择。

在现有技术情况下，生产厂家对矿石烧结除尘灰采用多次水洗的方法使处理后的除尘灰中残余氯化钾钠含量小于某一设定值。另一方面，将飞灰水洗液蒸发结晶获取氯化钾钠。但是现有技术应用中并未考虑在飞灰水洗阶段直接获取氯化钾钠饱和溶液进行蒸发结晶，以便节省蒸发所需的能源。由于高温矿石烧结飞灰颗粒极其细微，在水溶液中易发生沉降。必须借助搅拌器等外力充分搅拌方能被水充分润湿而使氯化钾钠组分充分溶解。因此，水洗法去除飞灰中氯化钾钠组分时的水灰质量比一般不小于2:1。矿石烧结飞灰中氯化钾钠的质量百分比一般在30％左右。因此，现有技术水洗方法获取的氯化钾钠水溶液的浓度一般不超过15％的质量百分比。现有技术中对飞灰多次水洗法去除其中的氯化钾钠时，并未直接获取氯化钾钠的饱和溶液，氯化钾钠的质量浓度一般在15～20％之间。不饱和氯化钾钠溶液在蒸发结晶过程中必然消耗更多蒸发能源，使得能源的利用效率不够充分。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种脱除矿石烧结飞灰中氯化钾钠并对其进行回收利用的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明公开了一种脱除矿石烧结飞灰中氯化钾钠并对其进行回收利用的方法，氯化钾和氯化钠的质量比≥2：1，该方法首先对矿石烧结飞灰用氯化钾钠高浓度水洗液进行2次或多次水洗，直接获取饱和氯化钾钠水溶液；同时通过提高水溶液的温度从而提高氯化钾钠水溶液的溶解度；最后再次对飞灰进行多次水洗从而降低飞灰中氯化钾钠的含量。

本发明脱除矿石烧结飞灰中氯化钾钠并对其进行回收利用的方法的具体操作步骤为：

(1)、第一次将3份质量的水和1份质量的矿石烧结飞灰混合，使矿石烧结飞灰中的钾钠充分溶解于水中，使用压滤机将溶解钾钠后的水溶液与飞灰分离，溶解钾钠后的水溶液作为一次水洗溶液用于第二次溶解清洗未经水洗的干飞灰；

(2)、将未经水洗的飞灰与步骤(1)中的一次水洗溶液混合，并补足水分，使本次矿石烧结飞灰与水的质量比为1:3；经搅拌加热溶解和压滤机分离后，得到二次水洗溶液，使用压滤机将二次水洗溶液与飞灰分离，二次水洗溶液用于第三次清洗未经水洗的干飞灰；

(3)、将二次水洗溶液用于第三次清洗未经水洗的干飞灰，补足水量，使得干飞灰和水的质量比达到1:3，经搅拌加热溶解，得到三次水洗溶液，经过水洗的飞灰再次经清水水洗并重复上述过程，使飞灰中的氯化钾钠浓度降低到合乎环保的标准值，然后进入下一道处理程序；

(4)、每轮水洗溶液将被重复用于后续飞灰的搅拌加热溶解处理中，直至得到温度为90℃以上的饱和氯化钾钠溶液；

(5)、高温的饱和氯化钾钠溶液进入下一道处理工序中，并最终蒸发结晶生产出氯化钠和氯化钾产品。

步骤(1)中，一次水洗溶液中氯化钾钠的质量浓度为11％。

步骤(2)中，二次水洗溶液中氯化钾钠的质量浓度为21.91％。

步骤(3)中，三次水洗溶液中氯化钾钠的质量浓度为32.74％。

氯化钾和氯化钠的质量比≥2：1。对于氯化钾和氯化钠质量比为其它值的氯化钾钠混合盐也用同样方法处理。

表1中所示是以表格的形式表示出饱和溶液的获取方式。

表1：饱和溶液的获取方式

本发明的有益效果是：本发明通过水洗过程中直接获取高温氯化钾钠的饱和溶液，减少氯化钾钠水洗液蒸发过程中的能源消耗；减少结晶蒸发设备的设备规模和投资。现有技术中获取的氯化钾钠溶液的质量浓度一般为15～20％，以本发明方法获取的饱和溶液在90℃以上饱和溶液的质量浓度为31％以上。以每吨氯化钾钠蒸发水消耗的热能计算，31％/20％＝1.55，即本发明的技术可以减少55％的蒸发水用热能。同理，氯化钾钠结晶蒸发设备的规模也将极大减少。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作详细描述。

本发明公开了一种脱除矿石烧结飞灰中氯化钾钠并对其进行回收利用的方法，氯化钾和氯化钠的质量比≥2：1，该方法首先对矿石烧结飞灰用氯化钾钠高浓度水洗液进行2次或多次水洗，直接获取饱和氯化钾钠水溶液；同时通过提高水溶液的温度从而提高氯化钾钠水溶液的溶解度；最后再次对飞灰进行多次水洗从而降低飞灰中氯化钾钠的含量。

本发明脱除矿石烧结飞灰中氯化钾钠并对其进行回收利用的方法的具体操作步骤为：(1)、第一次将3份质量的水和1份质量的矿石烧结飞灰混合，使矿石烧结飞灰中的钾钠充分溶解于水中，使用压滤机将溶解钾钠后的水溶液与飞灰分离，溶解钾钠后的水溶液作为一次水洗溶液用于第二次溶解未经水洗的干飞灰；(2)、将未经水洗的飞灰与步骤(1)中的一次水洗溶液混合，并补足水分，使本次矿石烧结飞灰与水的质量比为1:3；经搅拌加热溶解和压滤机分离后，得到二次水洗溶液，二次水洗溶液与飞灰分离，二次水洗溶液用于第三次清洗未经水洗的干飞灰；(3)、将二次水洗溶液用于第三次清洗未经水洗的干飞灰，补足水量，使得干飞灰和水的质量比达到1:3，经搅拌加热溶解，得到三次水洗溶液，经过水洗的飞灰再次经清水水洗并重复上述过程，使飞灰中的氯化钾钠浓度降低到合乎环保的标准值，然后进入下一道处理程序；(4)、每轮水洗溶液将被重复用于后续飞灰的搅拌加热溶解处理中，直至得到温度为90℃以上的饱和氯化钾钠溶液；(5)、高温的饱和氯化钾钠溶液进入下一道处理工序中，并最终蒸发结晶生产出氯化钠和氯化钾产品。步骤(1)中，一次水洗溶液中氯化钾钠的质量浓度为11％。步骤(2)中，二次水洗溶液中氯化钾钠的质量浓度为21.91％。步骤(3)中，三次水洗溶液中氯化钾钠的质量浓度为32.74％。氯化钾和氯化钠的质量比≥2：1。对于氯化钾和氯化钠质量比为其它值的氯化钾钠混合盐也用同样方法处理。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。