CN109011993A - 一种钾长石粉尘回收利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种钾长石粉尘回收利用方法，属于粉尘回收利用技术领域。所述方法是采用粉尘回收系统回收粉尘，并将粉尘进行脱泥、浸酸除铁得到高纯度钾长石粉，又通过结晶回收铁得到硫酸亚铁铵晶体；所述粉尘回收系统包括进气口、第一回收室、第二回收室、蓄水池、雾化器；所述第一回收室通过第一过滤板、第二过滤板、第三过滤板垂直间隔成4个回收仓。本发明系统可加速降尘速度，减少粉尘气流撞击导致机械材料磨损，并实现了粉尘颗粒多重分级回收，使粉尘回收彻底，还实现了水循环回收利用；同时，该回收方法使钾回收率达89％以上，铁回收率达90％以上，实现了资源利用率最大化。

Description

一种钾长石粉尘回收利用方法

【技术领域】

本发明属于粉尘回收利用技术领域，特别涉及一种钾长石粉尘回收利用方法。

【背景技术】

钾长石在原矿装卸和破碎过程中会产生大量粉尘，这些粉尘除主要含有硅、钛、钾、钠、钙、铁、铝的氧化物，以及黏土、细泥、云母等成分，直接排放不但浪费资源，还污染环境，需进行回收利用。

现阶段钾长石场治理粉尘主要措施为：定期洒水抑尘，对物料堆场进行搭棚和围挡处理，并采用除尘系统对车间和装卸区进行处理。常用的除尘系统包括袋式除尘系统、湿式通风除尘系统、喷雾除尘系统等，其中，袋式除尘系统中布袋尘降速度慢，既容易堵塞，又容易因粉尘撞击导致滤料受损，影响除尘效果，使用成本较高；湿式通风除尘系统使用投入成本高，后期维护成本高，而且水不能循环利用，浪费资源；喷雾除尘系统中矿石易产生黏连，影响设备生产，影响生产使用。此外，现有技术中还没有能将粉尘按颗粒大小进行分级回收的系统，也未对回收的粉尘做进一步的利用。

【发明内容】

本发明针对上述的问题，本发明提供了一种钾长石粉尘回收利用方法，该方法采用经改进的粉尘回收系统来回收钾长石生产加工过程产生的粉尘，并将回收原料进一步提取利用，使钾回收率达89％以上,铁回收率达90％以上，可实现资源利用率最大化。

本粉尘回收系统通过对现有系统改进，可加速降尘速度，减少粉尘气流撞击导致机械材料磨损，并实现了粉尘颗粒多重分级回收，使粉尘回收彻底，还实现了水循环回收利用。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种钾长石粉尘回收利用方法，采用钾长石粉尘回收系统对粉尘进行回收，将回收的粉尘加水制成浆液后，放入脱泥旋流器中去除混合在矿砂中的泥土，得脱泥矿浆，将所述脱泥矿浆放入浓缩塔进行脱水处理，得到含水量＜20％的脱泥矿粉，向所述脱泥矿粉中加入所述脱泥矿粉3-5体积倍的体积分数为35-45％的硫酸溶液，于80-95℃下水浴反应2-3h，冷却，抽滤，将滤渣干燥至含水量＜15％，回收得钾长石粉，并将滤液pH调整为1-2后，加入所述滤液1.5-2重量倍的固体硫酸铵混合搅拌均匀，于60-70℃下蒸发浓缩至出现结晶膜，静置冷却至晶体完全析出，减压过滤，干燥，回收得硫酸亚铁铵晶体。

进一步地，所述粉尘回收系统包括，第一回收室，底部设置有灰斗,其内部依次设置有：第一回收仓、第二回收仓、第三回收仓和缓冲仓；所述第一回收仓通过管道与抽风机相连，所述抽风机通过管道与进气口相连；第一回收仓与第二回收仓之间设置有第一过滤板；第二回收仓与第三回收仓之间设置有第二过滤板；第三回收仓和缓冲仓之间设置有第三过滤板；所述第三回收仓内设有离子发生器；所述第一回收仓、第二回收仓、第三回收仓和缓冲仓底部均开设有卸灰口，且位于灰斗上方；第二回收室，其内部设置有第四回收仓，底部设置有蓄水池,第四回收仓位于蓄水池上方并通过隔板间隔，第四回收仓通过管道与缓冲仓相连，第四回收仓顶部设置有喷雾装置，喷雾装置与水泵相连，水泵通过水管与喷雾装置相连，水管内部设置有药包，水泵通过另一水管与蓄水池相连；所述蓄水池上还设有进水口。

进一步地，所述第一过滤板由纤维作为填充料，并加工成可阻止＜200目的大颗粒粉尘通过的密集筛板，所述第二过滤板由纤维作为填充料，并加工成可阻止200-800目的中等颗粒粉尘通过的密集筛板，所述第三过滤板由纤维作为填充料，并加工成可阻止＞800目的小颗粒粉尘通过的密集筛板。

进一步地，所述药包内装有固体氢氟酸。

进一步地，所述隔板上设有滤膜，滤膜为上下两层结构，上层为可截留1nm以上粉尘颗粒的纳米膜，下层为填充有滤料的填充膜，所述滤料由等量活性炭和页岩陶粒混合而成，所述活性炭和页岩陶粒目数均为200目。

进一步地，所述隔板设成与水平面夹角为45度的斜面。

进一步地，所述喷雾装置为高压喷雾装置，且喷雾装置上设有若干个雾化孔。

进一步地，所述灰斗底部设有第一排灰口，该第一排灰口上设有第一卸灰阀。

进一步地，所述第二回收室底部与隔板斜面底部交界处设有第二排灰口，该第二排灰口上设有第二卸灰阀。

进一步地，所述纤维为尼龙纤维、麻纤维或腈纶纤维中的一种。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用经改进的粉尘回收系统来回收钾长石粉尘，将回收的粉尘脱泥后，加硫酸除铁，回收得高纯度钾长石粉，并进一步将含铁废液加固体硫酸铵结晶，回收得硫酸亚铁铵晶体，使粉尘中的钾回收率达88％以上,铁回收率达90％以上，实现了资源利用率最大化。

2、本发明通过对现有系统改进，可加速降尘速度，减少粉尘气流撞击导致机械材料磨损，并实现了粉尘颗粒多重分级回收，使粉尘回收彻底，还实现了水循环回收利用。

3、本发明第一回收室通过第一过滤板、第二过滤板、第三过滤板垂直间隔成4个回收仓；经过多层过滤板的多层障碍，降低了粉尘气流的撞击速度，减小了对机械材料的磨损，延长了使用寿命；经过不同过滤板多级分层回收，防止了粉尘气流混乱导致过滤材料堵塞，提高了降尘速度，还实现了粉尘颗粒多重分级回收。首先，第一过滤板是以纤维为填充料制成的密集筛板，可阻止＜200目的大颗粒粉尘通过，大颗粒粉尘先被拦截降尘得到回收，中、小颗粒粉尘能顺利通过，进而减小了粉尘气流对的第一过滤板的撞击；接着，第二过滤板是以纤维为填充料制成的密集筛板，可阻止200-800目的中等颗粒粉尘通过，中等颗粒粉尘接着被拦截降尘得到回收，小颗粒粉尘能顺利通过，进而减小了粉尘气流对的第二过滤板的撞击；然后，第三过滤板是以纤维为填充料制成的密集筛板，可阻止＞800目的小颗粒粉尘通过，小颗粒粉尘被拦截降尘得到回收，微小颗粒粉尘能顺利通过，进而减小了粉尘气流对的第三过滤板的撞击；最后，剩下的微小颗粒粉尘通过第二回收室被回收。

4、本发明回收时可去除二氧化钛,得到不含钛杂质的粉尘，便于回收利用。其中，水管中药包内的固体氢氟酸遇水后变成氢氟酸溶液，氢氟酸溶液通过喷雾装置喷出，雾化颗粒与微小颗粒粉尘碰撞并凝聚，形成团聚物，团聚物不断变大变重，最后自然沉降到第四回收仓与蓄水池之间的隔板上，同时，雾化颗粒可溶解粉尘中的二氧化钛颗粒，变成含钛离子溶液落入隔板上，水分子和含钛离子溶液可渗透通过隔板滤膜上的纳米膜层，进入填充膜，钛离子被填充膜内的滤料吸附(活性炭和页岩陶粒含有大量微孔，可吸附钛离子)，只有水渗透通过填充膜流进蓄水池，蓄水池中的水可继续利用，不含钛杂质的粉尘则由于重力作用顺着隔板滑入第二排灰口排出，不但使粉尘回收彻底，还实现了水循环回收利用。

5、本发明第三回收仓内的离子发生器可发射带负电荷的负离子，与漂浮的粉尘进行电极中和而沉积，加速了降尘速度。

【附图说明】

图1是本发明实施例除尘系统结构示意图；

主要元件符号说明：

图中，1进气口、2抽风机、3第一回收室、4第二回收室、5蓄水池、6隔板、7水泵、8喷雾装置、9第一过滤板、10第二过滤板、11第三过滤板、12第一回收仓、13第二回收仓、14第三回收仓、15、缓冲仓、16、离子发生器、17灰斗、18第一排灰口、19第一卸灰阀、20第二排灰口、21第二卸灰阀、22进水口、23药包、24第四回收仓。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

【具体实施方式】

实施例1：

本实施例一种钾长石粉尘回收利用方法，采用钾长石粉尘回收系统对粉尘进行回收，将回收的粉尘加水制成浆液后，放入脱泥旋流器中去除混合在矿砂中的泥土，得脱泥矿浆，将所述脱泥矿浆放入浓缩塔进行脱水处理，得到含水量为16％的脱泥矿粉，向所述脱泥矿粉中加入所述脱泥矿粉3体积倍的体积分数为35％的硫酸溶液，于80℃下水浴反应2h，冷却，抽滤，将滤渣干燥至含水量为12％，回收得钾长石粉，并将滤液pH调整为1后，加入所述滤液1.5重量倍的固体硫酸铵混合搅拌均匀，于60℃下蒸发浓缩至出现结晶膜，静置冷却至晶体完全析出，减压过滤，干燥，回收得硫酸亚铁铵晶体。

实施例2：

本实施例一种钾长石粉尘回收利用方法，采用钾长石粉尘回收系统对粉尘进行回收，将回收的粉尘加水制成浆液后，放入脱泥旋流器中去除混合在矿砂中的泥土，得脱泥矿浆，将所述脱泥矿浆放入浓缩塔进行脱水处理，得到含水量为15％的脱泥矿粉，向所述脱泥矿粉中加入所述脱泥矿粉5体积倍的体积分数为45％的硫酸溶液，于95℃下水浴反应3h，冷却，抽滤，将滤渣干燥至含水量为10％，回收得钾长石粉，并将滤液pH调整为2后，加入所述滤液2重量倍的固体硫酸铵混合搅拌均匀，于70℃下蒸发浓缩至出现结晶膜，静置冷却至晶体完全析出，减压过滤，干燥，回收得硫酸亚铁铵晶体。

实施例3：

本实施例一种钾长石粉尘回收利用方法，采用钾长石粉尘回收系统对粉尘进行回收，将回收的粉尘加水制成浆液后，放入脱泥旋流器中去除混合在矿砂中的泥土，得脱泥矿浆，将所述脱泥矿浆放入浓缩塔进行脱水处理，得到含水量为18％的脱泥矿粉，向所述脱泥矿粉中加入所述脱泥矿粉4体积倍的体积分数为40％的硫酸溶液，于90℃下水浴反应2.5h，冷却，抽滤，将滤渣干燥至含水量为13％，回收得钾长石粉，并将滤液pH调整为1.5后，加入所述滤液1.8重量倍的固体硫酸铵混合搅拌均匀，于65℃下蒸发浓缩至出现结晶膜，静置冷却至晶体完全析出，减压过滤，干燥，回收得硫酸亚铁铵晶体。

上述实施例1至实施例3所述的钾长石粉尘回收系统如图1所示：包括，

第一回收室3，底部设置有灰斗17,其内部依次设置有：第一回收仓12、第二回收仓13、第三回收仓14和缓冲仓15；所述第一回收仓12通过管道与抽风机2相连，所述抽风机2通过管道与进气口1相连；第一回收仓12与第二回收仓13之间设置有第一过滤板9；第二回收仓13与第三回收仓14之间设置有第二过滤板10；第三回收仓14和缓冲仓15之间设置有第三过滤板11；所述第三回收仓14内设有离子发生器16；所述第一回收仓12、第二回收仓13、第三回收仓14和缓冲仓15底部均开设有卸灰口，且位于灰斗17上方；

第二回收室4，其内部设置有第四回收仓24，底部设置有蓄水池5,第四回收仓24位于蓄水池5上方并通过隔板6间隔，第四回收仓24通过管道与缓冲仓15相连，第四回收仓24顶部设置有喷雾装置8，喷雾装置8与水泵7相连，水泵7通过水管与喷雾装置8相连，水管内部设置有药包23，水泵7通过另一水管与蓄水池8相连。

第一过滤板9由纤维作为填充料，并加工成可阻止＜200目的大颗粒粉尘通过的密集筛板(其中，实施例1加工成可阻止180目的大颗粒粉尘通过的密集筛板，实施例2加工成可阻止190目的，实施例3加工成可阻止150目的)，所述第二过滤板10由纤维作为填充料，并加工成可阻止200-800目的中等颗粒粉尘通过的密集筛板(其中，实施例1加工成可阻止200目的大颗粒粉尘通过的密集筛板，实施例2加工成可阻止800目的，实施例3加工成可阻止700目的)，所述第三过滤板11由纤维作为填充料，并加工成可阻止＞800目的小颗粒粉尘通过的密集筛板(其中，实施例1加工成可阻止900目的大颗粒粉尘通过的密集筛板，实施例2加工成可阻止1000目的，实施例3加工成可阻止2000目的)。

药包23内装有固体氢氟酸，遇水变成氢氟酸溶液，可溶解钛杂质，变成含钛离子溶液。

隔板6上设有滤膜，滤膜为上下两层结构，上层为可截留1nm以上粉尘颗粒的纳米膜，下层为填充有滤料的填充膜，所述滤料由等量活性炭和页岩陶粒混合而成，所述活性炭和页岩陶粒目数均为200目；水分子和含钛离子溶液可渗透通过隔板滤膜上的纳米膜层，进入填充膜，钛离子被填充膜内的滤料吸附(活性炭和页岩陶粒含有大量微孔，可吸附钛离子)，只有水渗透通过填充膜流进蓄水池，使蓄水池中的水可继续利用。

隔板6设成与水平面夹角为45度的斜面，斜面可使隔板6上降沉的粉尘更容易自动滑落入第二排灰口20排出。

喷雾装置8为高压喷雾装置，且喷雾装置8上设有若干个雾化孔，喷射雾水不但能与微小颗粒粉尘碰撞并凝聚，形成团聚物，团聚物不断变大变重，最后自然沉降，还能溶解粉尘中的钛杂质。

灰斗17底部设有第一排灰口18，该第一排灰口18上设有第一卸灰阀19，打开第一卸灰阀19可收集大、中、小颗粒的降尘。

第二回收室4底部与隔板6斜面底部交界处设有第二排灰口20，该第二排灰口20上设有第二卸灰阀21；打开第二卸灰阀21可收集不含钛杂质的微小颗粒的降尘。

蓄水池5上还设有进水口，可加水进蓄水池5中。

实施例1的纤维为尼龙纤维，实施例2为麻纤维，实施例3为腈纶纤维，纤维耐磨性好，回弹性佳，不易变形，表面光滑，不易被粉尘堵塞。

实施例1至实施例3所用除尘系统的工作流程及工作原理：

钾长石原矿装卸和破碎产生的粉尘在抽风机2的驱动下被吸入进气口1，并通过管道进入第一回收室3中的第一回收仓12，＜200目的大颗粒粉尘先被第一过滤板9拦截而降尘，大颗粒粉尘落入第一回收室3底部的灰斗17中，而中、小颗粒粉尘能顺利通过第一过滤板9，进入第二回收仓13，进而减小了粉尘气流对的第一过滤板9的撞击；中、小颗粒粉尘进入第二回收仓13后，200-800目的中等颗粒粉尘被第二过滤板10拦截而降尘，中等颗粒粉尘落入第一回收室3底部的灰斗17中，而小颗粒粉尘能顺利通过第二过滤板10，进入第三回收仓14，进而减小了粉尘气流对的第二过滤板10的撞击；小颗粒粉尘进入第三回收仓14后，＞800目的小颗粒粉尘被第三过滤板11拦截而降尘，小颗粒粉尘落入第一回收室3底部的灰斗17中，而微小颗粒粉尘能顺利通过第三过滤板11，进入第缓冲仓15，进而减小了粉尘气流对的第三过滤板11的撞击，同时，第三回收仓内14的离子发生器16打开，可发射带负电荷的负离子，与漂浮的粉尘进行电极中和而沉积，加速了降尘速度。最后，缓冲仓15中的微小颗粒粉尘通过管道进入第二回收室4，在水泵7的驱动下，水通过管道从蓄水池5流出，并通过药包23，然后进入高压喷雾装置8中，打开高压喷雾装置8，水药混合雾颗粒喷出，与微小颗粒粉尘碰撞并凝聚，形成团聚物，团聚物不断变大变重，最后自然沉降到第四回收仓24与蓄水池5之间的隔板6上，同时，水药混合雾颗粒可与粉尘中的二氧化钛反应，使之发生溶解，变成含钛离子溶液落入隔板6上，水分子和含钛离子溶液可渗透通过隔板6滤膜上的纳米膜层，进入填充膜，钛离子被填充膜内的滤料吸附，只有水渗透通过填充膜流进蓄水池5，蓄水池5中的水可继续利用，不含钛杂质的粉尘则由于重力作用顺着隔板6滑入第二排灰口20排出，不但使粉尘回收彻底，杂质少，还实现了水循环回收利用。

上述实施例收集的粉尘中钾、铁回收率情况见表1：

表1 本发明粉尘中钾、铁回收率:

项目/组别	钾回收率(％)	铁回收率(％)
			实施例1	88	90
实施例2	93	94
			实施例3	90	92

从表1可知：本发明将收集的粉尘进行脱泥、浸酸除铁得到高纯度钾长石粉，又通过结晶回收铁得到硫酸亚铁铵晶体，使粉尘中钾回收率达88％以上,铁回收率达90％以上，回收率高，实现了资源利用率最大化。

实施例1获得的钾长石粉组分分析如表2所示:

表2 钾长石粉分析表

组分	质量百分比(wt％)
		二氧化硅	70.11
三氧化铝	16.68
		三氧化二铁	0.20
二氧化钛	0.01
		氧化钾	9.88
氧化钠	2.91
		氧化镁	0.09
氧化钙	0.12

注：采用国家相关试验标准，试验环境温度25℃，环境湿度60％RH

从表2可知，实施例1回收得到的钾长石粉中杂质铁和杂质钛含量低，钾、钠含量高，与常规钾长石粉品质相当。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，例如水杯的容量规格、水杯的形状、两个内胆之间的比例等，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种钾长石粉尘回收利用方法，其特征在于：采用钾长石粉尘回收系统对粉尘进行回收，将回收的粉尘加水制成浆液后，放入脱泥旋流器中去除混合在矿砂中的泥土，得脱泥矿浆，将所述脱泥矿浆放入浓缩塔进行脱水处理，得到含水量＜20％的脱泥矿粉，向所述脱泥矿粉中加入所述脱泥矿粉3-5体积倍的体积分数为35-45％的硫酸溶液，于80-95℃下水浴反应2-3h，冷却，抽滤，将滤渣干燥至含水量＜15％，回收得钾长石粉，并将滤液pH调整为1-2后，加入所述滤液1.5-2重量倍的固体硫酸铵混合搅拌均匀，于60-70℃下蒸发浓缩至出现结晶膜，静置冷却至晶体完全析出，减压过滤，干燥，回收得硫酸亚铁铵晶体。

2.根据权利要求1所述的一种钾长石粉尘回收利用方法，其特征在于：所述粉尘回收系统包括，第一回收室，底部设置有灰斗,其内部依次设置有：第一回收仓、第二回收仓、第三回收仓和缓冲仓；所述第一回收仓通过管道与抽风机相连，所述抽风机通过管道与进气口相连；第一回收仓与第二回收仓之间设置有第一过滤板；第二回收仓与第三回收仓之间设置有第二过滤板；第三回收仓和缓冲仓之间设置有第三过滤板；所述第三回收仓内设有离子发生器；所述第一回收仓、第二回收仓、第三回收仓和缓冲仓底部均开设有卸灰口，且位于灰斗上方；第二回收室，其内部设置有第四回收仓，底部设置有蓄水池,第四回收仓位于蓄水池上方并通过隔板间隔，第四回收仓通过管道与缓冲仓相连，第四回收仓顶部设置有喷雾装置，喷雾装置与水泵相连，水泵通过水管与喷雾装置相连，水管内部设置有药包，水泵通过另一水管与蓄水池相连；所述蓄水池上还设有进水口。

3.根据权利要求2所述的一种钾长石粉尘回收利用方法，其特征在于：所述第一过滤板由纤维作为填充料，并加工成可阻止＜200目的大颗粒粉尘通过的密集筛板，所述第二过滤板由纤维作为填充料，并加工成可阻止200-800目的中等颗粒粉尘通过的密集筛板，所述第三过滤板由纤维作为填充料，并加工成可阻止＞800目的小颗粒粉尘通过的密集筛板。

4.根据权利要求2所述的一种钾长石粉尘回收利用方法，其特征在于：所述药包内装有固体氢氟酸。

5.根据权利要求2所述的一种钾长石粉尘回收利用方法，其特征在于：所述隔板上设有滤膜，滤膜为上下两层结构，上层为可截留1nm以上粉尘颗粒的纳米膜，下层为填充有滤料的填充膜，所述滤料由等量活性炭和页岩陶粒混合而成，所述活性炭和页岩陶粒目数均为200目。

6.根据权利要求2所述的一种钾长石粉尘回收利用方法，其特征在于：所述隔板设成与水平面夹角为45度的斜面。

7.根据权利要求2所述的一种钾长石粉尘回收利用方法，其特征在于：所述喷雾装置为高压喷雾装置，且喷雾装置上设有若干个雾化孔。

8.根据权利要求2所述的一种钾长石粉尘回收利用方法，其特征在于：所述灰斗底部设有第一排灰口，该第一排灰口上设有第一卸灰阀。

9.根据权利要求2所述的一种钾长石粉尘回收利用方法，其特征在于：所述第二回收室底部与隔板斜面底部交界处设有第二排灰口，该第二排灰口上设有第二卸灰阀。

10.根据权利要求2所述的一种钾长石粉尘回收利用方法，其特征在于：所述纤维为尼龙纤维、麻纤维或腈纶纤维中的一种。