CN111253180A - 一种除尘灰制取复合肥及纯碱的方法及系统 - Google Patents

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田文杰
林�智
郭秀键
郭灵巧
雍海泉
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种除尘灰制取复合肥及纯碱的方法及系统，属于化工冶金技术领域，本方法包括：将收集的钢厂生产中的含盐除尘灰与水配比混匀并搅拌浸取得第一滤液和含铁渣；将所述的第一滤液经碳酸钠溶液净化后，再蒸发浓缩并过滤得第二滤液和氯化钾；将所述的第二滤液经氨水调节PH值后，再通入CO2并过滤得第三滤液和碳酸氢钠；将所述的第三滤液经蒸干得含氯化钾和氯化铵的复合肥料；将所述的碳酸氢钠经破碎并煅烧得纯碱。本方法可利用水浸脱除其中的盐分，含铁渣进入烧结回用，而进入溶液的盐分可以先蒸发得到氯化钾，滤液处理参照候氏制碱法先加入氨水，再加二氧化碳，生成碳酸氢钠沉淀，过滤后滤烘干加热得到纯碱，滤液蒸干得到含氯化钾和氯化铵的复合肥。

Description

一种除尘灰制取复合肥及纯碱的方法及系统
技术领域
本发明属于化工冶金技术领域，涉及矿业、冶金、环保等领域的资源综合利用，具体涉及一种除尘灰制取复合肥及纯碱的方法及系统。
背景技术
钢铁企业在实际生产中各工序会产生大量的含盐除尘灰固体废弃物，包括高炉灰、转炉灰、电炉灰、烧结机头(尾)灰等，这些含盐除尘灰固体废弃物一般含氯化钠、氯化钾高，长期以来，钢铁企业产生的这些固体废物大部分直接返回烧结，随后进入高炉回收利用其中的铁元素，部分厂内堆存或外售。然而钠、钾作为有价元素，返回高炉会循环富集，造成高炉炉衬损坏、炉内结瘤，煤气管路腐蚀等，严重影响高炉生产顺行和使用寿命。因此，如何合理回收钢铁企业产生的含钠、钾固体废弃物，生产具有较高经济性的含钠、钾产品，需要深入技术开发。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种除尘灰制取复合肥及纯碱的方法及系统，用于解决钢铁企业的含盐除尘灰固体废弃物中钠、钾的回收不彻底及导致的环保问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的一种除尘灰制取复合肥及纯碱的方法，包括：将收集的钢厂生产中的含盐除尘灰与水配比混匀并搅拌浸取得第一滤液和含铁渣；将所述的第一滤液经碳酸钠溶液净化后，再蒸发浓缩并过滤得第二滤液和氯化钾；将所述的第二滤液经氨水调节PH值后，再通入CO2并过滤得第三滤液和碳酸氢钠；将所述的第三滤液经蒸干得含氯化钾和氯化铵的复合肥料；将所述的碳酸氢钠经破碎并煅烧得纯碱。
优选的，将含盐除尘灰与水按水灰质量比2：1进行配比。
优选的，将蒸发浓缩后的氯化钾品位控制在≥80％。
优选的，将PH值调至9～10。
优选的，将煅烧的温度设置为200～220℃。
优选的，将煅烧中产生的CO2返入第二滤液中。
本发明还提供一种除尘灰制取复合肥及纯碱的系统，用于实现上述的方法，包括依次设置的灰仓、搅拌装置、第一压滤机、净化反应器、第一蒸发装置、第二压滤机、碱法反应器、第一蒸发装置、第三压滤机和煅烧装置，所述搅拌装置还连接有兑水罐，所述净化反应器还连接有碳酸钠溶液罐，所述碱法反应器还连接有氨水罐和二氧化碳罐。
进一步，所述灰仓的出灰口依次设有闸门、定量称和螺旋输送器。
进一步，所述搅拌装置与第一压滤机之间设有给料泵。
本发明的优点在于：本发明对钢铁厂含盐除尘灰固体废弃物进行脱盐处理，既回收了其中的含铁渣，又对回收的混合盐溶液进行进一步处理制得80％氯化钾、纯碱及含氯化钾和氯化铵的复合肥料，产生了多重经济效益，还减少了设备腐蚀，解决了环保问题。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1是本发明的系统示意图；
图2是本发明的流程示意图；
附图标记：灰仓1、兑水罐2、搅拌装置3、第一压滤机4、碳酸钠溶液罐5、净化反应器6、第一蒸发装置7、第二压滤机8、氨水罐9、二氧化碳罐10、碱法反应器11、第一蒸发装置12、第三压滤机13、煅烧装置14。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本实施例中的一种除尘灰制取复合肥及纯碱的系统，包括依次设置的灰仓1、搅拌装置3、第一压滤机4、净化反应器6、第一蒸发装置7、第二压滤机8、碱法反应器11、第一蒸发装置12、第三压滤机13和煅烧装置14，灰仓用于收集并储存钢厂生产中的含盐除尘灰，搅拌装置还连接有用于提供浸取水的兑水罐2，净化反应器还连接有用于提供碳酸钠溶液的碳酸钠溶液罐5，碱法反应器还连接有用于提供氨水的氨水罐9和用于提供CO2二氧化碳罐10。
具体的，本除尘灰制取复合肥及纯碱的方法是：将含盐除尘灰由灰仓定量经螺旋输送装置与水按合适的水灰比2：1配合，并经混匀后进入搅拌装置浸取溶解，然后由给料泵输出到板框脱水的第一压滤机脱水，滤渣为含铁渣，返回烧结，脱水后第一滤液加入碳酸钠溶液净化后，并蒸发到一定缩比，再经第二压滤机过滤得到80％氯化钾；而蒸发浓缩后的第二滤液则先加入氨水，使之PH调至10，再加入CO2，反应如下：
NaCl+CO2+NH3+H2O＝NaHCO3+NH4Cl
并过滤得到碳酸氢钠沉淀物和含NH4Cl和KCl的高浓度的第三滤液，其碳酸氢钠沉淀物经打散、烘干煅烧至200℃得到纯碱，反应如下：
2NaHCO3＝Na2CO3+CO2+H2O
而第三滤液则经蒸干得到含氯化钾和氯化铵的复合肥料。
以某钢厂6.5万t/a高炉布袋灰为例。
1)布袋灰成分TFe 24.5％，NaCl 5.7％，KCl 11.9％，水灰比2：1浸取，一次蒸发得到80％氯化钾5500t/a；
2)需要1800t/a的CO2，700t/a的NH3，生产出3600t/a的Na2CO3；
3)二次蒸发的复合肥6000t/a，其中NH4Cl 2400t/a占40％，KCl 3300t/a占55％。
上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种除尘灰制取复合肥及纯碱的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将收集的钢厂生产中的含盐除尘灰与水配比混匀并搅拌浸取得第一滤液和含铁渣；
将所述的第一滤液经碳酸钠溶液净化后，再蒸发浓缩并过滤得第二滤液和氯化钾；
将所述的第二滤液经氨水调节PH值后，再通入CO2并过滤得第三滤液和碳酸氢钠；
将所述的第三滤液经蒸干得含氯化钾和氯化铵的复合肥料；
将所述的碳酸氢钠经破碎并煅烧得纯碱。
2.根据权利要求1所述的除尘灰制取复合肥及纯碱的方法，其特征在于，将含盐除尘灰与水按水灰质量比2：1进行配比。
3.根据权利要求1所述的除尘灰制取复合肥及纯碱的方法，其特征在于，将蒸发浓缩后的氯化钾品位控制在≥80％。
4.根据权利要求1所述的除尘灰制取复合肥及纯碱的方法，其特征在于，将PH值调至9～10。
5.根据权利要求1所述的除尘灰制取复合肥及纯碱的方法，其特征在于，将煅烧的温度设置为200～220℃。
6.根据权利要求1所述的除尘灰制取复合肥及纯碱的方法，其特征在于，将煅烧中产生的CO2返入第二滤液中。
7.一种除尘灰制取复合肥及纯碱的系统，其特征在于，用于实现如权利要求1-6任一项所述的方法，包括依次设置的灰仓(1)、搅拌装置(3)、第一压滤机(4)、净化反应器(6)、第一蒸发装置(7)、第二压滤机(8)、碱法反应器(11)、第一蒸发装置(12)、第三压滤机(13)和煅烧装置(14)，所述搅拌装置还连接有兑水罐(2)，所述净化反应器还连接有碳酸钠溶液罐(5)，所述碱法反应器还连接有氨水罐(9)和二氧化碳罐(10)。
8.根据权利要求7所述的除尘灰制取复合肥及纯碱的系统，其特征在于，所述灰仓的出灰口依次设有闸门、定量称和螺旋输送器。
9.根据权利要求8所述的除尘灰制取复合肥及纯碱的系统，其特征在于，所述搅拌装置与第一压滤机之间设有给料泵。
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