CN106927486A - 一种烧结灰中提取氯化钾的方法 - Google Patents

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孙刚
张馨颖
石翠磊
田兴堂
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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/04—Chlorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
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Abstract

本发明是一种从烧结灰中提取氯化钾的加工工艺，主要包括以下步骤：将烧结灰在一定溶液(主要包括1号浸出改良剂和2号浸出改良剂)中进行溶浸后将浸渣和浸出液分离，分离后的滤渣待用，将所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化钾产品。本发明工艺简单、成本低，能够针对性的将不同特性的烧结灰中的有价资源回收利用。既解决了烧结灰的环境污染问题，又提高了资源回收利用率，达到“变废为宝，以废治废”的目的。

Description

一种烧结灰中提取氯化钾的方法
发明领域：
本发明涉及一种从烧结灰中提取氯化钾的的方法，属于钾盐的生产领域，也属于工业废弃物处理技术领域。
背景技术：
烧结灰是钢铁厂在铁矿石烧结过程中通过烧结机头烟气电除尘器收集的灰尘微粒的简称和俗称。目前，为了落实国家节能减排、余热利用和清洁生产的要求，我国钢铁行业对烧结灰处理利用技术的开发和应用给予高度重视。但目前的处理方法及利用形式单一：一是将烧结灰作为原料返回至烧结矿的生产中去，这样其中的有价元素未得到合理的开发和利用。二是将烧结灰作为高炉混合料直接加入其中，由于烧结灰中的元素组成复杂会腐蚀高炉炉壁，使炼钢能耗增加且设备损耗严重。
如果烧结灰得不到恰当的处理和合理地利用，不仅会污染环境，增加炼钢工艺成本和加速设备损耗，还会使其中的有价元素浪费。因此我们致力于开发一条合理的工业化处理办法将其资源化利用。
发明内容：
本发明主要旨在提供一种烧结灰中提取氯化钾的方法，主要通过以下步骤实现。
(A)将少量的1号浸出改良剂加入水中搅拌，配制成烧结灰浸出剂，然后向浸出剂中加入一定量的烧结灰搅拌浸出，进行第一段浸出，搅拌一定时间后待用，
(B)将少量的2号浸出改良剂加入(A)中，进行第二段浸出，搅拌一段时间后停止。
(C)将浸取后的滤液和滤渣进行分离；
(D)将步骤(C)中所得的滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶后，经离心后得到氯化钾产品。
本发明中，步骤(A)中所述用到的固液质量比为1∶1～1∶5。
本发明中，步骤(A)中所述用到的浸出温度为10℃～85℃，浸出时间为5min-60min。
本发明中，步骤(A)中所述用到的搅拌速度为50-300rpm。
本发明中，步骤(B)中所述用到的固液质量比为1∶1～1∶5。
本发明中，步骤(B)中所述用到的的浸出温度为10℃～85℃，浸出时间为 5min-120min。
本发明中，步骤(B)中所述用到的搅拌速度为50-300rpm。
本发明中，步骤(A)中所述用到的1号浸出改良剂是由硫酸、盐酸、硝酸、硫酸钠、硫酸铵、双氧水、氯酸钠、次氯酸钠、磷酸钠、硝酸钠、活性炭、铁粉、锌粉和铝粉中的某几种按照一定质量比配制而成。
本发明中，步骤(B)中所述用到的2号浸出改良剂是由硫化钠、亚硫酸钠、氯化铵、硫酸铵、氧化钙、氢氧化钙、磷酸钠、活性炭、双氧水、氯酸钠、次氯酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、铁粉、锌粉、铝粉、PAM、草酸钠、抗坏血酸中的某几种按照一定质量比配制而成。
本发明具有诸多优点且效果良好，具体如下：采用上述方案提取出的氯化钾含量95％以上(氧化钾含量60％以上)，达到国家农业一类优等品要求。滤渣中的有价金属铅、银和铁等在后续工序中得到了提取，将其对环境的污染性降到最低，为钢铁行业烧结灰再利用找到了新的途径，同时本发明还可应用于其它工业废弃物进行综合处理。比以往工艺更优化的地方在于本发明不需进行单独的除杂步骤，在浸取步骤中不仅提高了烧结灰中氯化钾的浸出率，而且在浸出过程中就对烧结灰进行了除杂。这样既节省了设备成本，又降低了运行费用。
具体实施方式：
一种种烧结灰中提取氯化钾的方法，该方法主要包括以下步骤：
(A)将少量的1号浸出改良剂(是由硫酸、盐酸、硝酸、硫酸钠、硫酸铵、双氧水、氯酸钠、次氯酸钠、磷酸钠、硝酸钠、活性炭、铁粉、锌粉和铝粉中的某几种按照一定质量比配制而成)加入水中搅拌，配制成烧结灰浸出剂，然后向浸出剂中入一定量的烧结灰搅拌浸出，按照固液质量比1∶1～1∶5进行第一段浸出，搅拌时间5min-120min，搅拌温度为10℃～85℃。
(B)将少量的2号浸出改良剂(是由硫化钠、亚硫酸钠、氯化铵、硫酸铵、氧化钙、氢氧化钙、磷酸钠、活性炭、双氧水、氯酸钠、次氯酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、铁粉、锌粉、铝粉、PAM、草酸钠、抗坏血酸中的某几种按照一定质量比配制而成)加入(A)中，按照 固液质量比1∶1～1∶5进行第二段浸出，搅拌时间5min-120min，搅拌温度为10℃～85℃。
(C)然后进行过滤得到滤液和滤渣。
(D)将步骤(C)中所得的滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶后，经离心后得到氯化钾产品。
下面我们针对本发明给出具体实例：
实例一：本实验采用的原料烧结烟尘的技术指标为(按重量计)：
Fe15.86％、CaO7.73％、SiO212.43％、Al2O3.86％、MgO1.07％、K2O21.79％、Na2O3.48％、Pb19.61％、Cu0.88％。
取硫酸钠、氧化钙、活性炭、铁粉、铝粉集中物质配制成1号浸出液1000mL，将1000g烧结灰加入到1号浸出液中，在温度为30℃转速为100rpm的情况下，搅拌60min待用。
取氯酸钠、硫化钠、磷酸钠、碳酸钠、氯化铵、PAM按照一定顺序和质量比，边搅拌边加入到上述待用溶液中，在温度为30℃转速为100rpm的情况下搅拌30min。
将上述溶液分离后滤渣后续处理，滤液待用。
将得到的滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶后得到的了氯化钾。其中氯化钾的提取率达到90％以上。得到的产品中氯化钾含量95％以上，水含量小于4％属于农用品一类优等品标准。
实例二：本实验采用的原料烧结烟尘的技术指标为(按重量计)：
Fe17.55％、CaO8.61％、SiO215.77％、Al2O2.16％、MgO0.97％、K2O17.56％、Na2O1.03％、Pb11.20％、Cu1.47％。
取硫酸、磷酸钠、硝酸钠按照一定质量比加水配制成1号浸出液1000mL，将800g烧结灰加入到1号浸出液中，在温度为40℃时转速为50rpm的情况下搅拌40min待用。
取氧化钙、氢氧化钙、磷酸钠、碳酸钠、活性炭、PAM、按照一定顺序和质量比加入到上述溶液中，在温度为40℃时的转速为50rpm的情况下搅拌30min。
将上述溶液分离后滤渣后续处理，滤液待用。
将得到的滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶后得到的了氯化钾。其中氯化钾的提取率达到90％以上。得到的产品中氯化钾含量95％以上，水含量小于4％属于农用品优等品标准。

Claims (9)

1.烧结灰中氯化钾的提取工艺，其特征在于包括如下步骤：
(A)将少量的1号浸出改良剂加入水中搅拌，配制成烧结灰浸出剂，然后向浸出剂中入一定量的烧结灰搅拌浸出，进行第一段浸出，搅拌一定时间后待用。
(B)将少量的2号浸出改良剂加入(A)中，进行第二段浸出，搅拌一段时间后停止。
(C)然后进行过滤得到滤液和滤渣。
(D)将步骤(C)中所得的滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶后，经离心后得到氯化钾产品。
2.根据权利要求1所述的烧结灰中氯化钾的提取工艺，其特征在于：步骤(A)中固液质量比为1∶1～1∶5。
3.根据权利要求1所述的烧结灰中氯化钾的提取工艺，其特征在于：步骤(A)中的浸出温度为10℃～85℃，浸出时间为5min-60min。
4.根据权利要求1所述的烧结灰中氯化钾的提取工艺，其特征在于：步骤(A)中的搅拌速度为50-300rpm。
5.根据权利要求1所述的烧结灰中氯化钾的提取工艺，其特征在于：步骤(B)中固液质量比为1∶1～1∶5。
6.根据权利要求1所述的烧结灰中氯化钾的提取工艺，其特征在于：步骤(B)中的浸出温度为10℃～85℃，浸出时间为5min-120min。
7.根据权利要求1所述的烧结灰中氯化钾的提取工艺，其特征在于：步骤(B)中的搅拌速度为50-300rpm。
8.根据权利要求1所述的烧结灰中氯化钾的提取工艺，其特征在于：步骤(A)中的1号浸出改良剂是根据不同烧结灰中的元素成分及含量，由硫酸、盐酸、硝酸、硫酸钠、硫酸铵、双氧水、氯酸钠、次氯酸钠、磷酸钠、硝酸钠、活性炭、铁粉、锌粉和铝粉中的某几种按照一定质量比配制而成。
9.根据权利要求1所述的烧结灰中氯化钾的提取工艺，其特征在于：步骤(B)中的2号浸出改良剂是根据不同烧结灰中的元素成分及含量，由硫化钠、亚硫酸钠、氯化铵、硫酸铵、氧化钙、氢氧化钙、磷酸钠、活性炭、双氧水、氯酸钠、次氯酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、铁粉、锌粉、铝粉、PAM、草酸钠、抗坏血酸中的某几种按照一定质量比配制而成。
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