CN108774688B - 烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法 - Google Patents

烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，特别是一种涉及溶液精制处理技术领域的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法。本申请的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，包括以下几个步骤：A、浸取烧结烟尘灰；B、加入碳酸钠，反应后分离得到滤液；C、加入硫化钠，经过反应后，分离得到滤液；D、加入活性炭反应后，分离得到滤液；E、调节溶液pH至12～14；F、调节溶液pH值至6.0～8.0，加入活性白土，反应后分离得到滤液；G、加入硅藻土助滤剂反应后，分离得到精制的浸出液。本申请的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法可以为高品质和色泽良好的钾盐系列产品的制备提供色透明且杂质含量低的浸出液。

Description

烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法
技术领域
本发明涉及一种烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，特别是一种涉及溶液精制处理技术领域的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法。
背景技术
在钢铁生产过程中，钢铁企业为了充分利用粉矿原料，提高炼铁过程的稳定性，建有铁矿烧结装置，在铁矿烧结过程中，有大量粉尘随烟气排除，含有粉尘的烟气经收尘***除尘，即得到大量的烧结烟尘灰。分析研究表明，烧结烟尘灰含有如氯化钾、铁、铅、锌、铜、银等大量有价元素，可作为二次资源回收利用。
烧结烟尘作为钢铁企业铁矿原料烧结过程中产生的废渣，目前的处理工艺主要是返回高炉作为原料掺合使用，由于原料的特殊性，会导致高炉炉壁腐蚀、增加炼铁煤(焦)能耗等；或通过与高炉瓦斯泥混合后挥发提取渣中的铅、锌等金属元素。专利文献CN102295301A和CN102134648A公开了一种采用水浸取烧结烟尘，经分离，浸出液再经置换、碳酸钠沉淀除杂质后蒸发浓缩，冷却结晶得到氯化钾产品的一种处理方法。
利用钢铁企业矿物烧结过程中产生的烟尘二次资源，根据其富含氯化钾的特性，在采用水浸取提取氯化钾的过程中，由于原料成分复杂及原料的特殊性，原料中的钙、镁、铅、镉等杂质元素同时被浸出，导致浸出液中钙、镁、铅、镉等杂质含量偏高，同时浸出液呈淡黄绿色，难以得到高品质和色泽良好的钾盐系列产品。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种可以为高品质和色泽良好的钾盐系列产品的制备提供色透明且杂质含量低的浸出液的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法。
本发明为解决上述问题所采用的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，包括以下几个步骤：
A、用水浸取烧结烟尘灰，其中水与烧结烟尘灰的质量比为1.0～2.0∶1，浸取后的物质经分离得到浸出渣和浸出液；
B、根据步骤A所得浸出液中钙、镁的含量，按化学计量加入理论量1～1.5倍的碳酸钠，经沉淀反应后，分离得到滤液；
C、根据步骤B所得滤液中铅、镉的含量，按化学计量加入理论量1～1.5倍的硫化钠，经过沉淀反应后，分离得到滤液；
D、在步骤C分离得到的滤液中加入滤液质量0.5～1.0％的活性炭反应后，分离得到滤液；
E、在步骤D分离得到的滤液中加入质量分数为5～10％的氢氧化钠溶液，调节溶液pH至12～14，反应后过滤分离得到滤液；
F、在步骤E分离得到的滤液中加入质量分数为85％的工业磷酸，调节溶液pH值至6.0～8.0，加入滤液质量0.5～1.0％的活性白土，反应后分离得到滤液；
G、步骤E分离得到的滤液，加入滤液质量0.5～1.0％的硅藻土助滤剂，搅拌其反应后，分离得到精制的浸出液。
进一步的是，A步骤中，在温度为室温，搅拌速度为300～500rpm的条件下用水浸取烧结烟尘灰，浸取时间为1.0～2.0小时。
进一步的是，B步骤中，在温度50～80℃，搅拌速度为300～500rpm的条件下加入碳酸钠进行反应。
进一步的是，C步骤中，在温度60～90℃，搅拌速度为300～500rpm的条件加入硫化钠进行反应。
进一步的是，D步骤中，在温度为室温，搅拌速度为200～500rpm条件下搅拌反应0.5～1.0小时，分离得到滤液。
进一步的是，E步骤中，在温度为室温，搅拌速度为200～400rpm条件下进行反应。
进一步的是，F步骤中，在搅拌速度为200～400rpm条件下进行反应。
进一步的是，G步骤中，在搅拌速度为200～500rpm的条件下反应0.5～1.0小时。
本发明的有益效果是：采用本申请的方法对浸出液进行精制处理，不仅可以有效分离出铅、镉、钙、镁等杂质，还可以通过活性炭、活性白土、硅藻土助滤剂结合对溶液pH值的调整去除浸出液中的淡黄绿色杂质，过本申请的处理方法可以得到无色透明且杂质含量低的浸出液，为烧结烟尘灰提取得到高品质和色泽良好的钾盐系列产品提供一条有效的途径。
具体实施方式
本申请的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，包括以下几个步骤：
A、用水浸取烧结烟尘灰，其中水与烧结烟尘灰的质量比为1.0～2.0∶1，浸取后的物质经分离得到浸出渣和浸出液；
B、根据步骤A所得浸出液中钙、镁的含量，按化学计量加入理论量1～1.5倍的碳酸钠，经沉淀反应后，分离得到滤液；其中化学计量即为按照化学平衡方程式发生反应的物质的摩尔量；
C、根据步骤B所得滤液中铅、镉的含量，按化学计量加入理论量1～1.5倍的硫化钠，经过沉淀反应后，分离得到滤液；
D、在步骤C分离得到的滤液中加入滤液质量0.5～1.0％的活性炭反应后，分离得到滤液；
E、在步骤D分离得到的滤液中加入质量分数为5～10％的氢氧化钠溶液，调节溶液pH至12～14，反应后过滤分离得到滤液；
F、在步骤E分离得到的滤液中加入质量分数为85％的工业磷酸，调节溶液pH值至6.0～8.0，加入滤液质量0.5～1.0％的活性白土，反应后分离得到滤液；
G、步骤E分离得到的滤液，加入滤液质量0.5～1.0％的硅藻土助滤剂，搅拌其反应后，分离得到精制的浸出液。
采用本申请的方法对浸出液进行精制处理，不仅可以有效分离出铅、镉、钙、镁等杂质，还可以通过活性炭、活性白土、硅藻土助滤剂结合对溶液pH值的调整去除浸出液中的淡黄绿色杂质，过本申请的处理方法可以得到无色透明且杂质含量低的浸出液，为烧结烟尘灰提取得到高品质和色泽良好的钾盐系列产品提供一条有效的途径。并且本方法的工艺流程和工艺设备简单，处理时间短，操作容易、安全。
具体实施时，A步骤中，在温度为室温，搅拌速度为300～500rpm的条件下用水浸取烧结烟尘灰，浸取时间为1.0～2.0小时。采用前述条件，可以使反应更加快速充分。
具体实施时，B步骤中，在温度50～80℃，搅拌速度为300～500rpm的条件下加入碳酸钠进行反应，采用前述温度和搅拌速度可以使反应更加快速充分。
具体实施时，C步骤中，在温度60～90℃，搅拌速度为300～500rpm的条件加入硫化钠进行反应，采用前述温度和搅拌速度可以使反应更加快速充分。
在D步骤中，在温度为室温，搅拌速度为200～500rpm条件下搅拌反应0.5～1.0小时，分离得到滤液，可以使活性炭充分吸收浸出液中的有色杂质。
E步骤中，在温度为室温，搅拌速度为200～400rpm条件下进行反应，采用前述温度和搅拌速度可以使反应更加快速充分。
F步骤中，在搅拌速度为200～400rpm条件下进行反应，采用前述温度和搅拌速度可以使反应更加快速充分。
G步骤中，在搅拌速度为200～500rpm的条件下反应0.5～1.0小时，采用前述温度和搅拌速度可以使反应更加快速充分。
实施例1：
A、在烧杯中加入水1500ml，按1.5:1的液固质量比，在搅拌条件下加入烧结烟尘1000克，在室温、搅拌速度为300rpm条件下浸取1.0h，经过滤分离得浸出渣和浸出液；
B、根据步骤A所得浸出液中钙、镁的含量，按化学计量加入理论量120％的碳酸钠，在50℃、搅拌速度为400rpm条件下反应1.0h，经过滤分离得到滤液；
C、根据步骤B所得滤液中铅、镉的含量，按化学计量加入理论量100％的硫化钠，于90℃、搅拌速度300rpm的条件下沉淀反应1.0小时，分离得到滤液；
D、步骤C分离得到的滤液，加入滤液质量1.0％的活性炭，在室温、500rpm条件下搅拌反应0.5小时，分离得到滤液；
E、步骤D分离得到的滤液，在室温、搅拌速度为400rpm条件下缓慢加入5％的氢氧化钠溶液，调节溶液PH至12，搅拌反应1.5h，过滤分离得到滤液；
F、步骤E分离得到的滤液，加入85％的工业磷酸，在搅拌速度300rpm、室温下调节溶液pH值7.0，继续搅拌反应0.5小时后，加入滤液质量1.0％的活性白土，继续搅拌反应1.0小时，分离得到滤液；
G、步骤E分离得到的滤液，在室温条件下，加入滤液质量0.5％的硅藻土助滤剂，于400rpm下搅拌反应0.5h，分离得到精制浸出液；
经分析，精制浸出液含钙镁离子总量2.38g/L、铅7mg/L、镉18mg/L，溶液外观为无色透明。
实施例2：
A、在烧杯中加入水1000ml，按1.0:1的液固质量比，在搅拌条件下加入烧结烟尘1000克，在室温、搅拌速度为500rpm条件下浸取2.0h，经过滤分离得浸出渣和浸出液；
B、根据步骤A所得浸出液中钙、镁的含量，按化学计量加入理论量120％的碳酸钠，在50℃、搅拌速度为400rpm条件下反应0.5min，经过滤分离得到滤液；
C、根据步骤B所得滤液中铅、镉的含量，按化学计量加入理论量120％的硫化钠，于60℃、搅拌速度500rpm的条件下沉淀反应1.5小时，分离得到滤液；
D、步骤C分离得到的滤液，加入滤液质量0.5％的活性炭，在室温、400rpm条件下搅拌反应0.75小时，分离得到滤液；
E、步骤D分离得到的滤液，在室温、搅拌速度为200rpm条件下缓慢加入10％的氢氧化钠溶液，调节溶液PH至14，搅拌反应1.0h，过滤分离得到滤液；
F、步骤E分离得到的滤液，加入85％的工业磷酸，在搅拌速度500rpm、室温下调节溶液pH值8.0，继续搅拌反应1.0小时后，加入滤液质量0.5％的活性白土，继续搅拌反应1.0小时，分离得到滤液；
G、步骤E分离得到的滤液，在室温条件下，加入滤液质量1.0％的硅藻土助滤剂，于500rpm下搅拌反应1.0小时，分离得到精制的浸出液；
经分析，精制浸出液含钙镁离子总量1.25g/L、铅5mg/L、镉12mg/L，溶液外观为无色透明。
实施例3：
A、在烧杯中加入水1000ml，按2.0:1的液固质量比，在搅拌条件下加入烧结烟尘500克，在室温、搅拌速度为400rpm条件下浸取1.5h，经过滤分离得浸出渣和浸出液；
B、根据步骤A所得浸出液中钙、镁的含量，按化学计量加入理论量100％的碳酸钠，在70℃、搅拌速度为500rpm条件下反应1.0min，经过滤分离得到滤液；
C、根据步骤B所得滤液中铅、镉的含量，按化学计量加入理论量150％的硫化钠，于80℃、搅拌速度400rpm的条件下沉淀反应2.0小时，分离得到滤液；
D、步骤C分离得到的滤液，加入滤液质量0.8％的活性炭，在室温、200rpm条件下搅拌反应1.0小时，分离得到滤液；
E、步骤D分离得到的滤液，在室温、搅拌速度为300rpm条件下缓慢加入7％的氢氧化钠溶液，调节溶液PH至13，搅拌反应2.0h，过滤分离得到滤液；
F、步骤E分离得到的滤液，加入85％的工业磷酸，在搅拌速度400rpm、室温下调节溶液PH值值6.0，继续搅拌反应0.75小时后，加入滤液质量0.8％的活性白土，继续搅拌反应0.5小时，分离得到滤液；
G、步骤E分离得到的滤液，在室温条件下，加入滤液质量0.7％的硅藻土助滤剂，于200rpm下搅拌反应0.5小时，分离得到精制的浸出液；
经分析，精制浸出液含钙镁离子总量2.75g/L、铅4mg/L、镉15mg/L，溶液外观为无色透明。
实施例4：
A、在烧杯中加入水1000ml，按1.25:1的液固质量比，在搅拌条件下加入烧结烟尘800克，在室温、搅拌速度为500rpm条件下浸取1.0h，经过滤分离得浸出渣和浸出液；
B、根据步骤A所得浸出液中钙、镁的含量，按化学计量加入理论量140％的碳酸钠，在60℃、搅拌速度为300rpm条件下反应1.0min，经过滤分离得到滤液；
C、根据步骤B所得滤液中铅、镉的含量，按化学计量加入理论量130％的硫化钠，于70℃、搅拌速度500rpm的条件下沉淀反应1.0小时，分离得到滤液；
D、步骤C分离得到的滤液，加入滤液质量1.0％的活性炭，在室温、300rpm条件下搅拌反应0.5小时，分离得到滤液；
E、步骤D分离得到的滤液，在室温、搅拌速度为400rpm条件下缓慢加入6％的氢氧化钠溶液，调节溶液PH至12，搅拌反应1.0h，过滤分离得到滤液；
F、步骤E分离得到的滤液，加入85％的工业磷酸，在搅拌速度500rpm、室温下调节溶液pH值7.0，继续搅拌反应0.5小时后，加入滤液质量1.0％的活性白土，继续搅拌反应0.5小时，分离得到滤液；
G、步骤E分离得到的滤液，在室温条件下，加入滤液质量1.0％的硅藻土助滤剂，于300rpm下搅拌反应0.75小时，分离得到精制的浸出液；
经分析，精制浸出液含钙镁离子总量1.78g/L、铅5mg/L、镉10mg/L，溶液外观为无色透明。

Claims (8)

1.烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
A、用水浸取烧结烟尘灰，其中水与烧结烟尘灰的质量比为1.0～2.0∶1，浸取后的物质经分离得到浸出渣和浸出液；
B、根据步骤A所得浸出液中钙、镁的含量，按化学计量加入理论量1～1.5倍的碳酸钠，经沉淀反应后，分离得到滤液；
C、根据步骤B所得滤液中铅、镉的含量，按化学计量加入理论量1～1.5倍的硫化钠，经过沉淀反应后，分离得到滤液；
D、在步骤C分离得到的滤液中加入滤液质量0.5～1.0%的活性炭反应后，分离得到滤液；
E、在步骤D分离得到的滤液中加入质量分数为5～10%的氢氧化钠溶液，调节溶液pH至12～14，反应后过滤分离得到滤液；
F、在步骤E分离得到的滤液中加入质量分数为85%的工业磷酸，调节溶液pH值至6.0～8.0，加入滤液质量0.5～1.0%的活性白土，反应后分离得到滤液；
G、步骤E分离得到的滤液，加入滤液质量0.5～1.0%的硅藻土助滤剂，搅拌其反应后，分离得到精制的浸出液。
2.如权利要求1所述的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，其特征在于： A步骤中，在温度为室温，搅拌速度为300～500rpm的条件下用水浸取烧结烟尘灰，浸取时间为1.0～2.0小时。
3.如权利要求1所述的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，其特征在于：B步骤中，在温度50～80℃，搅拌速度为300～500rpm的条件下加入碳酸钠进行反应。
4.如权利要求1所述的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，其特征在于：C步骤中，在温度60～90℃，搅拌速度为300～500rpm的条件加入硫化钠进行反应。
5.如权利要求1所述的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，其特征在于：D步骤中，在温度为室温，搅拌速度为200～500rpm条件下搅拌反应0.5～1.0小时，分离得到滤液。
6.如权利要求1所述的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，其特征在于：E步骤中，在温度为室温，搅拌速度为200～400rpm条件下进行反应。
7.如权利要求1至6中任意一项权利要求所述的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，其特征在于：F步骤中，在搅拌速度为200～400rpm条件下进行反应。
8.如权利要求1所述的烧结烟尘灰浸出液的精制处理方法，其特征在于：G步骤中，在搅拌速度为200～500rpm的条件下反应0.5～1.0小时。
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