CN115921478A - 一种烧结灰的资源化处理方法及处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烧结灰的资源化处理方法及处理系统，能够利用钢铁企业烧结工序产生的烧结灰生产出高纯氯化钾，同时避免了碱金属以及氯进入烧结、高炉、回转窑等高温炉窑而导致设备腐蚀及引起结窑的问题，可低成本除氨氮和硫酸根，以提高回收的结晶盐品质，还通过调节钾钠比以实现多效逆流蒸发，进一步提高了结晶盐的价值，同时本发明还具有工艺条件简单，能耗低，废水零排放等优点。

Description

一种烧结灰的资源化处理方法及处理系统

技术领域

本发明涉及钢铁行业的固废处理，具体涉及一种烧结灰的资源化处理方法及处理系统，属于钢铁行业固废资源化处理技术领域。

背景技术

目前，钢铁行业产生的固废主要含铁为主，其中大部分均通过烧结、高炉、回转窑等高温炉窑实现了钢铁厂内循环处理。但还有部分高盐固废(如烧结三、四电场灰，高炉布袋除尘灰)，它们含有较多碱、氯金属，若直接返回烧结、高炉、回转窑等高温炉窑，会导致设备腐蚀及引起结窑等不利情况的发生。

针对钢铁厂产生的高盐固废，常采用水洗的方式进行碱、氯金属的去除，并回收钾钠盐。如中国专利CN101234766B《利用钢铁企业烧结电除尘灰生产氯化钾的方法》，报道了利用自来水浸出烧结电除尘灰，使烧结灰中钾、氯大幅度降低，洗灰水用于制备氯化钾、氯化钠。

但由于烧结灰组成较为复杂，导致洗灰水成分复杂，如含有大量的金属离子、氨氮、硫酸根等。目前，常规的烧结灰水洗及废水资源化工艺，常采用简单的除重后进行蒸发结晶。其中的氨氮、硫酸根未进行有效去除。导致回收的盐品质不高，影响销售。

针对如何除去废水中硫酸根的方式较多，如有氯化钡法、纳滤法、氧化钙法等。但这些方法均有不同的缺点，不适用于洗灰水中污染物的去除。如中国专利CN110342710A《高氯低硫酸根废水处理系统及其工艺》介绍了采用外加氯化钙的方式沉淀去除硫酸根的方法，硫酸根可从6000ppm以上降低到2000ppm。该方法不能适用于当前烧结灰洗灰水，因为该洗灰水中的硫酸根浓度一般在1500～3000ppm，故上述方法不能实现洗灰水中硫酸根的深度去除。为实现硫酸根的深度去除，中国专利CN111592148A《一种高盐度废水转换成NaOH溶液的工艺方法》报道了采用钙铝的复合盐在高碱性条件下实现硫酸根的高效去除。但该方法用于洗灰水中硫酸根去除时，存在溶液pH过高，需要大量盐酸进行回调，以及存在形成的颗粒物较细，需要过滤去除。

针对废水中氨氮去除的方式有蒸氨、磷酸铵镁法、吹脱法等，其中蒸氨、吹脱需要修建额外的装置及需要对回收的氨气进行处理，投资和运行成本较高。而磷酸铵镁法存在需要引入磷酸根和镁离子，操作难，且运行费用高等缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种烧结灰的资源化处理方法及处理系统，能够利用钢铁企业烧结工序产生的烧结灰生产出高纯氯化钾，同时避免了碱金属以及氯进入烧结、高炉、回转窑等高温炉窑而导致设备腐蚀及引起结窑的问题，同时本发明提供的技术方案还具有工艺条件简单，能耗低，无废水排放等优点。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案具体如下：

根据本发明的第一种实施方案，提供一种烧结灰的资源化处理方法。

一种烧结灰的资源化处理方法，该方法包括以下步骤：

1)水洗：将烧结灰进行水洗，获得滤饼和洗灰废水，滤饼外运处置，洗灰废水进行下一级处理。

2)废水预处理：向洗灰废水中加入混合药剂，调节洗灰废水至碱性，并对洗灰废水进行除重除硬处理。

3)氨气回收：加热除重除硬后的废水，并采用吸收液回收氨气，获得除氨废水以及含氨废水。

4)调盐：向除氨废水中加入酸和钠盐，调节除氨废水至弱碱性，并使得除氨废水中的钾钠含量相接近，获得高盐废水。

5)逆流蒸发：加热高盐废水，进行浓缩析晶，固液分离获得氯化钠和滤液I。将滤液I进行冷却析晶，固液分离获得氯化钾和滤液II。

作为优选，该方法还包括以下步骤：

6)淘洗：将步骤5)获得的氯化钾采用饱和氯化钾溶液进行洗涤，获得高纯氯化钾以及含硫酸根浓液。

7)除氨：向步骤3)产生的含氨废水中加入亚硫酸盐和亚铁盐，获得脱氨废水。

8)除硫：将步骤6)产生的含硫酸根浓液和步骤7)产生的脱氨废水进行混合，然后向混合液中加入氯化钙和偏铝酸钠，获得净化后废水，净化后废水循环至步骤1)中作为烧结灰的水洗用水。

作为优选，该方法还包括：

9)内循环：步骤5)产生的热蒸汽循环至步骤3)作为加热的热源。在步骤5)的过程中还产生有冷凝水，将该冷凝水循环至步骤3)中作为吸收液。

将步骤5)产生的氯化钠循环至步骤4)中作为钠盐进行添加。

将步骤5)产生的滤液II与步骤4)产生的高盐废水混合，然后再继续进行逆流蒸发处理。

作为优选，所述烧结灰为高钾低钠灰。所述洗灰废水中钾钠含量比不低于1.5，优选为不低于2，更优选为不低于3。

作为优选，所述水洗为多级水洗，优选为三级逆流水洗。水洗时的水灰比为2-7:1，优选为2.5-5:1。

作为优选，在步骤2)中，所述混合药剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾、碳酸钠和/或碳酸钾、硫化钠和/或硫酸钾、重捕剂(例如为黄原酸酯类重捕剂或二硫代氨基甲酸盐类重捕剂)共同组成。其中：氢氧化钠和/或氢氧化钾的加入量为使得洗灰废水的pH为7-11，优选为8-10。所述碳酸钠和/或碳酸钾的加入量为3-10g/L，优选为4-8g/L。所述硫化钠和/或硫化钾的加入量为1-7g/L，优选为1.5-6g/L。所述重捕剂的加入量为1-8g/L，优选为2-5g/L。

作为优选，洗灰废水进行除重除硬处理的时长不低于10min，优选为不低于15min。

作为优选，在步骤3)中，所述氨气回收的方式为采用泵吸将氨气吸送至吸收液中。泵吸的压力为-100至-50kPa，优选为-90至-70kPa。

作为优选，所述加热方式为间接加热，优选为夹套加热。加热的温度为40-70℃，优选为50-60℃。

作为优选，在步骤4)中，所述酸为盐酸。所述钠盐为氯化钠或氯化钾，优选为氯化钠。

作为优选，所述调节除氨废水至弱碱性为调节除氨废水的pH为7-8.5，优选为7.5-8。

作为优选，所述使得除氨废水中的钾钠含量相接近为调节钾钠比为1:0.9-1.2，优选为1:1-1.1。

作为优选，在步骤5)中，逆流蒸发采用多效蒸发器进行，多效蒸发器的级数为2-7级，优选为3-5级。

作为优选，所述加热高盐废水为加热高盐废水至80-100℃，优选为90-95℃。

作为优选，所述冷却为冷却高盐废水至60℃以下，优选为20-55℃。

作为优选，在步骤7)中，所述亚硫酸盐为可溶性亚硫酸盐，优选为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸、二氧化硫中的一种或多种。

作为优选，所述亚铁盐为可溶性亚铁盐，优选为氯化亚铁和/或硫酸亚铁。

作为优选，所述可溶性亚硫酸盐的加入量为使得含氨废水中亚硫酸根离子与铵根离子的摩尔比为1:0.2-2，优选为1:0.5-1.5，更优选为1:0.8-1.2。所述可溶性亚铁盐的加入量为使得含氨废水中亚铁离子与铵根离子的摩尔比为1:0.1-1.5，优选为1:0.2-1.2，更优选为1:0.5-1。

在步骤8)中，所述氯化钙的加入量为使得混合液中钙离子与硫酸根离子的摩尔比为1:0.1-0.5，优选为1:0.2-1.4，更优选为1:0.25-0.3。所述偏铝酸钠的加入量为使得混合液中铝离子与硫酸根离子的摩尔比为1:0.2-2，优选为1:0.5-1.5，更优选为1:0.8-1.2。

根据本发明的第二种实施方案，提供一种烧结灰的资源化处理系统。

一种烧结灰的资源化处理系统或用于第一种实施方案所述方法的处理系统，该系统包括逆流水洗装置、除重除硬池、析氨反应釜、调盐池以及逆流多效蒸发器。所述逆流水洗装置、除重除硬池、析氨装置、调盐池、逆流多效蒸发器依次串联。所述逆流水洗装置上还设置有进水口和进灰口。除重除硬池上还设置有加药口。析氨反应釜上还设置有排气口。调盐池上还设置有加酸口和加盐口。逆流多效蒸发器还通过冷凝水输送管道连接有冷凝水储罐。冷凝水储罐再通过抽空管与真空泵相连接。析氨反应釜的排气口通过氨气输送管道与冷凝水储罐的进气口相连接。冷凝水储罐的排水口通过循环水管与逆流水洗装置相连通。

作为优选，所述逆流多效蒸发器包括加热单元、冷却单元以及淘洗单元。加热单元的排液口与冷却单元的进液口通过管道相连通。冷却单元的排液口通过循环输液管与加热单元的进水口相连通。加热单元上还设置有钠盐出口，钠盐出口通过钠盐输送装置与调盐池的加盐口相连通。冷却单元上还设置有钾盐出口，钾盐出口通过钾盐输送装置与淘洗单元的进料口相连通。

作为优选，该系统还包括脱氨装置以及脱硫装置。所述脱氨装置以及脱硫装置均设置在循环水管上，并且脱硫装置位于脱氨装置的下游。所述脱硫装置上还设置有浓液进口，浓液进口通过浓液输送管道与淘洗单元的浓液出口相连通。

在现有技术中，为了避免烧结灰中的碱金属、氯元素等会导致设备腐蚀及引起结窑等不利情况的问题，常采用水洗的方式进行碱、氯金属的去除，并回收钾钠盐。但由于烧结灰组成较为复杂，导致洗灰水成分复杂，如含有大量的金属离子、氨氮、硫酸根等。导致回收的钾盐杂质较多，纯度相对较低，影响其利用。一般针对钾比钠多的烧结灰洗灰废水，一般先析出钾盐，然后再析出钠盐，一方面，先析出钾盐，杂质污染物容易随着钾盐的析出而析出，降低了钾盐的品质，另一方面，后续析出钠盐还需要继续加热浓缩析晶，增加了能耗。而如果先析出钠盐，由于钾的含量比钠多，势必会先析出钾盐，即降低了钠盐的品质，也降低了钾盐的产量。

在本发明中，工艺流程具体是：首先将烧结灰通过三级逆流水洗工艺进行脱氯处理。水洗后的得到的滤饼进行外运处置，水洗后得到的洗灰废水进入到调节池中。然后向调节池中加入混合药剂(例如依次加入氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠、重捕剂组成的混合药剂，氢氧化钠的加入量主要是为了调节溶液的pH为7～11，碳酸钠、硫化钠、重捕剂等则是进行废水的除重除硬，将水中的重金属离子以及钙镁等沉淀分离出来)。将完成除重除硬后的废水输送到析氨反应釜中，加热析氨反应釜(例如将后续蒸发结晶使用后的低温余热蒸汽通入到反应釜的夹套中)同时析氨反应釜顶部与后续多效蒸发系统的真空泵连接，在真空泵的作用下，将废水中析出的氨气不断吸出，并通入到吸收液中(吸收液一般为后续多效蒸发装置产生的冷凝水)。再然后将除氨后的废水采用盐酸调节溶液pH为7～8，同时加入一定量的钠盐(除了第一次为外加钠盐之外，后续均可添加多效蒸发装置产生的钠盐即可)，调节溶液中钾钠的含量相接近(例如调节钾钠比约为1:1)，获得高盐废水。将高盐废水均质后，输送进入到多效蒸发器中。多效蒸发器采用逆流设计，即高盐溶液依次通过“多效反应器→二效反应器→一效反应器”，溶液温度从常温升高至95-100℃。通过蒸发后，当达到钠盐饱和析出点后析出钠盐，通过离心分离可实现钠盐的回收，离心分离得到的母液返回一效蒸发器循环浓缩。浓缩至钾盐饱和析出点后，降温冷却，将溶液温度降低至60℃以下析出钾盐，并通过离心分离可实现钾盐的回收，离心分离得到的母液返回多效蒸发器循环浓缩。进一步地，析出的氯化钾固体进入淘洗装置中，采用饱和的氯化钾溶液洗涤以实现硫酸根的去除，通过离心分离后，得到高纯氯化钾，剩余的含硫酸根的浓液则送入脱硫装置进行脱硫处理。进一步的，多效蒸发结晶产生的冷凝水用于氨气的吸收，向吸收了氨气的冷凝水中加入亚硫酸那和氯化亚铁进行氨氮沉淀(生成亚硫酸亚铁铵)，完成氨氮沉淀后的溶液经过简单的曝气后，与淘洗得到的含硫酸根的浓液进行混合后入脱硫装置，然后加入氯化钙和偏铝酸钠进行硫酸根的沉淀；脱硫后的废水循环到三级逆流水洗工序中，可替代部分工业水进行循环水洗，进而实现了废水零排放。

在本发明中，向水洗后得到的洗灰废水中加入混合药剂实现废水的调碱除重除硬后，废水会呈碱性，废水中的氨氮会在此调碱下转变为氨气。现有技术中一般通过吹脱或蒸氨的方式进行氨氮的脱除，但这种方法需要额外的设备，投资较高。本发明采用具有夹套层的析氨反应釜，可实现低成本的氨氮脱除。析氨反应釜为类似蒸发结晶的反应釜，顶部与真空泵连接，可采用蒸汽加热(蒸汽进入夹套循环加热)。采用这种设计可与多效蒸发结晶系统完美契合，利用蒸发结晶的低温蒸汽进行加热，降低了能耗的同时不额外增加真空系统，使废水中的氨氮进入到冷凝水(通过多效蒸发器配套的真空泵泵吸)中，从而实现氨气低成本的脱除回收。

在本发明中，由于烧结灰为高钾低钠灰，其水洗溶液中钾钠比一般不低于3。通过变温蒸发分钾钠盐相图分析，高钾低钠的溶液通过蒸发浓缩后，势必会先析出钾盐，因此针对烧结灰洗灰水的分盐方式，一般为顺流蒸发。即溶液在蒸发过程为逐步降温的过程。在多效出口，先排出钾盐。这种蒸发方式会导致污染物随着钾的析出而析出，会降低钾品质，同时后续钠盐析出需要二段蒸发，投资增大，能耗大。因此，本发明通过外加钠盐或者将多效蒸发器蒸发出的钠盐返回溶液中，调控钾钠比接近1:1。继而使得蒸发工艺可调整为逆流蒸发，即溶液在蒸发过程为逐步升温的过程。在一效的出口，先排出钠盐。这种蒸发方式污染物随着钠的析出而析出，不会进入到钾盐中，有利于提高钾的品质。同时整个蒸发仅利用一段蒸发系统，可适用于不同蒸发量的变化，对原料的适用性更强，且投资较低。

在本发明中，氯化钾盐中的硫酸根去除工艺一般存在硫酸根深度处理难的问题，往往需要过量的药剂才能实现完全去除。本发明根据硫酸根的性质分析，其会随着氯化钾进入到固体盐中。因此，在多效蒸发装置析出氯化钾固体时，铜鼓采用饱和氯化钾溶液进行淘洗(陶瓷多次)，实现氯化钾中的硫酸根溶解和富集，并得到含有高硫酸根的浓液，浓液再进行硫酸根的深度去除，从而妙的解决了硫酸根去除难的问题，同时进一步提高了氯化钾的纯度。

在本发明中，析氨回收的吸收液为系统产生的冷凝水，以及淘洗产生的含硫酸根浓液只是从系统中拿出，并未完全实现氨氮和硫酸根的开路。基于不产生额外离子的原则出发，本发明通过向冷凝水中加入亚铁和亚硫酸根，使氨氮转化为亚硫酸亚铁铵沉淀，从而实现氨氮的去除。沉淀完氨氮的溶液简单曝气后，与含硫酸根浓液混合，再向混合液中加入氯化钙和偏铝酸钠，使硫酸根转化为钙矾石沉淀。最终实现氨氮和硫酸根的脱除。剩余废水则替代部分工业水进行烧结灰的循环水洗，实现废水零排放。

在本发明中，烧结灰的水洗为多级水洗，一般为三聚逆流水洗，所述的三级逆流水洗工艺为烧结灰通过一级水洗后，通过一级压滤脱水，滤液排出进入后续废水资源化处理系统，滤渣进入二级水洗。第二级水洗水源为三级压滤产水，二级水洗后通过二级压滤脱水，滤液排至一级水洗循环使用，滤渣进入三级水洗。第三级水洗水源为工业水和蒸发回收的冷凝水的混合溶液，三级水洗后通过三级压滤脱水，滤液排至二级水洗循环使用，滤渣从系统排出外运处置。

与现有技术相比较，本发的有益技术效果如下：

1：本发明对于废水中的氨氮的去除，是利用后续多效蒸发系统的余热蒸汽和真空装置将氨氮的吸收到蒸发过程产生的冷凝水中，再采用亚硫酸亚铁铵法进行沉淀，具有成本低，操作简单的优点，不额外增加设备和能耗，合理利用了系统内的资源，实现系统内消化，降低污染物排放。

2：本发明针对钾高钠低的洗灰废水，通过额外添加钠盐的方式，调整溶液中的钾钠比接近1:1，进而匹配适用性更加广、更节能、投资更省的逆流蒸发装置，既可以使得回收的钾盐品质大幅提高，又能够大大降低能耗，提高生产效率。

3：本发明的方案相对传统工艺，通过对蒸发机制及工艺路线的改善，可避免在废水中直接去除杂质时引入其他离子，以及对影响回收钾盐的氨氮、硫酸根、色度等进行低成本的去除，进一步提高回收的钾盐品质，可避免污染物进入到钾盐，从而提高氯化钾产品的价值。

附图说明

图1为本发明烧结灰的资源化处理方法的工艺流程图。

图2为本发明所述烧结灰的资源化处理系统的结构示意图。

附图标记：1：逆流水洗装置；101：进灰口；102：进水管道；2：除重除硬池；3：析氨反应釜；301：氨气输送管道；4：调盐池；5：逆流多效蒸发器；501：加热单元；502：冷却单元；503：淘洗单元；504：冷凝水输送管道；505：循环输液管；506：钠盐输送装置；507：钾盐输送装置；6：冷凝水储罐；601：抽空管；602：循环水管；7：真空泵；8：脱氨装置；9：脱硫装置；901：浓液输送管道。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。

一种烧结灰的资源化处理系统，该系统包括逆流水洗装置1、除重除硬池2、析氨反应釜3、调盐池4以及逆流多效蒸发器5。所述逆流水洗装置1、除重除硬池2、析氨装置3、调盐池4、逆流多效蒸发器5依次串联。所述逆流水洗装置1上还设置有进水口和进灰口。除重除硬池2上还设置有加药口。析氨反应釜3上还设置有排气口。调盐池4上还设置有加酸口和加盐口。逆流多效蒸发器5还通过冷凝水输送管道504连接有冷凝水储罐6。冷凝水储罐6再通过抽空管601与真空泵7相连接。析氨反应釜3的排气口通过氨气输送管道301与冷凝水储罐6的进气口相连接。冷凝水储罐6的排水口通过循环水管602与逆流水洗装置1相连通。

作为优选，所述逆流多效蒸发器5包括加热单元501、冷却单元502以及淘洗单元503。加热单元501的排液口与冷却单元502的进液口通过管道相连通。冷却单元502的排液口通过循环输液管505与加热单元501的进水口相连通。加热单元501上还设置有钠盐出口，钠盐出口通过钠盐输送装置506与调盐池4的加盐口相连通。冷却单元502上还设置有钾盐出口，钾盐出口通过钾盐输送装置507与淘洗单元503的进料口相连通。

作为优选，该系统还包括脱氨装置8以及脱硫装置9。所述脱氨装置8以及脱硫装置9均设置在循环水管602上，并且脱硫装置9位于脱氨装置8的下游。所述脱硫装置9上还设置有浓液进口，浓液进口通过浓液输送管道901与淘洗单元503的浓液出口相连通。

实施例1

如图2所示，一种烧结灰的资源化处理系统，该系统包括逆流水洗装置1、除重除硬池2、析氨反应釜3、调盐池4以及逆流多效蒸发器5。所述逆流水洗装置1、除重除硬池2、析氨装置3、调盐池4、逆流多效蒸发器5依次串联。所述逆流水洗装置1上还设置有进水口和进灰口。除重除硬池2上还设置有加药口。析氨反应釜3上还设置有排气口。调盐池4上还设置有加酸口和加盐口。逆流多效蒸发器5还通过冷凝水输送管道504连接有冷凝水储罐6。冷凝水储罐6再通过抽空管601与真空泵7相连接。析氨反应釜3的排气口通过氨气输送管道301与冷凝水储罐6的进气口相连接。冷凝水储罐6的排水口通过循环水管602与逆流水洗装置1相连通。

实施例2

重复实施例1，只是所述逆流多效蒸发器5包括加热单元501、冷却单元502以及淘洗单元503。加热单元501的排液口与冷却单元502的进液口通过管道相连通。冷却单元502的排液口通过循环输液管505与加热单元501的进水口相连通。加热单元501上还设置有钠盐出口，钠盐出口通过钠盐输送装置506与调盐池4的加盐口相连通。冷却单元502上还设置有钾盐出口，钾盐出口通过钾盐输送装置507与淘洗单元503的进料口相连通。

实施例3

重复实施例2，只是该系统还包括脱氨装置8以及脱硫装置9。所述脱氨装置8以及脱硫装置9均设置在循环水管602上，并且脱硫装置9位于脱氨装置8的下游。所述脱硫装置9上还设置有浓液进口，浓液进口通过浓液输送管道901与淘洗单元503的浓液出口相连通。

实施例4

如图1所示，一种烧结灰的资源化处理方法，该方法包括以下步骤：

1)水洗：将烧结灰进行水洗，获得滤饼和洗灰废水，滤饼外运处置，洗灰废水进行下一级处理。

2)废水预处理：向洗灰废水中加入混合药剂，调节洗灰废水至碱性，并对洗灰废水进行除重除硬处理。

3)氨气回收：加热除重除硬后的废水，并采用吸收液回收氨气，获得除氨废水以及含氨废水。

4)调盐：向除氨废水中加入酸和钠盐，调节除氨废水至弱碱性，并使得除氨废水中的钾钠含量相接近，获得高盐废水。

5)逆流蒸发：加热高盐废水，进行浓缩析晶，固液分离获得氯化钠和滤液I。将滤液I进行冷却析晶，固液分离获得氯化钾和滤液II。

实施例5

如图1所示，一种烧结灰的资源化处理方法，该方法包括以下步骤：

1)水洗：将烧结灰进行水洗，获得滤饼和洗灰废水，滤饼外运处置，洗灰废水进行下一级处理。

2)废水预处理：向洗灰废水中加入混合药剂，调节洗灰废水至碱性，并对洗灰废水进行除重除硬处理。

3)氨气回收：加热除重除硬后的废水，并采用吸收液回收氨气，获得除氨废水以及含氨废水。

4)调盐：向除氨废水中加入酸和钠盐，调节除氨废水至弱碱性，并使得除氨废水中的钾钠含量相接近，获得高盐废水。

5)逆流蒸发：加热高盐废水，进行浓缩析晶，固液分离获得氯化钠和滤液I。将滤液I进行冷却析晶，固液分离获得氯化钾和滤液II。

6)淘洗：将步骤5)获得的氯化钾采用饱和氯化钾溶液进行洗涤，获得高纯氯化钾以及含硫酸根浓液。

7)除氨：向步骤3)产生的含氨废水中加入亚硫酸盐和亚铁盐，获得脱氨废水。

8)除硫：将步骤6)产生的含硫酸根浓液和步骤7)产生的脱氨废水进行混合，然后向混合液中加入氯化钙和偏铝酸钠，获得净化后废水，净化后废水循环至步骤1)中作为烧结灰的水洗用水。

实施例6

如图1所示，一种烧结灰的资源化处理方法，该方法包括以下步骤：

1)水洗：将烧结灰进行水洗，获得滤饼和洗灰废水，滤饼外运处置，洗灰废水进行下一级处理。

2)废水预处理：向洗灰废水中加入混合药剂，调节洗灰废水至碱性，并对洗灰废水进行除重除硬处理。

3)氨气回收：加热除重除硬后的废水，并采用吸收液回收氨气，获得除氨废水以及含氨废水。

4)调盐：向除氨废水中加入酸和钠盐，调节除氨废水至弱碱性，并使得除氨废水中的钾钠含量相接近，获得高盐废水。

5)逆流蒸发：加热高盐废水，进行浓缩析晶，固液分离获得氯化钠和滤液I。将滤液I进行冷却析晶，固液分离获得氯化钾和滤液II。

6)淘洗：将步骤5)获得的氯化钾采用饱和氯化钾溶液进行洗涤，获得高纯氯化钾以及含硫酸根浓液。

7)除氨：向步骤3)产生的含氨废水中加入亚硫酸盐和亚铁盐，获得脱氨废水。

8)除硫：将步骤6)产生的含硫酸根浓液和步骤7)产生的脱氨废水进行混合，然后向混合液中加入氯化钙和偏铝酸钠，获得净化后废水，净化后废水循环至步骤1)中作为烧结灰的水洗用水。

9)内循环：步骤5)产生的热蒸汽循环至步骤3)作为加热的热源。在步骤5)的过程中还产生有冷凝水，将该冷凝水循环至步骤3)中作为吸收液。将步骤5)产生的氯化钠循环至步骤4)中作为钠盐进行添加。将步骤5)产生的滤液II与步骤4)产生的高盐废水混合，然后再继续进行逆流蒸发处理。

应用实施例1

将100kg烧结电厂灰(钾含量约为28.5％，钠含量为7.1％)采用三级逆流水洗装置进行水洗，压滤后获得滤饼和约300L洗灰废水(其中钾钠含量比约为3.4)，将滤饼外运处置；然后先向洗灰废水中加入氢氧化钠调节废水的pH为8.5，再接着依次向洗灰废水中加入2.5kg碳酸钠、450g硫化钠、600g二硫代氨基甲酸盐类重捕剂，搅拌混合反应30min；过滤，在析氨反应釜中采用蒸汽加热滤液，并通过真空泵将产生的氨气吸入到冷凝水中，获得除氨废水和含氨废水；继续向除氨废水中加入盐酸调节pH为7.5，加入氯化钠调节废水中氯化钾和氯化钠的含量比约为1:1，获得高盐废水。在多效逆流蒸发器中加热高盐废水至95℃，进行浓缩析晶，离心分离获得氯化钠(可作为调节钾钠比的钠盐)和滤液I。将滤液I冷却至60℃以下析出晶体，离心分离获得氯化钾粗品和滤液II。滤液II返回至逆流蒸发入口进行循环蒸发处理；将氯化钾粗品采用饱和氯化钾溶液淘洗多次，离心分离，获得高纯氯化钾(纯度为99.93％)以及含硫酸根浓液。向含氨废水中加入亚硫酸盐和亚铁盐进行沉淀反应，反应完成后进行过滤，获得脱氨废水和亚硫酸亚铁铵盐。含硫酸根浓液和脱氨废水进行混合，并向混合液中加入氯化钙和偏铝酸钠进行沉淀反应，反应完成后进行过滤，获得钙矾石和净化后废水，净化后废水循环至三级逆流水洗装置中作为烧结灰的三级水洗用水。多效逆流蒸发器产生的热蒸汽则循环至析氨反应釜中作为加热析氨的热源。

应用实施例2

将120kg烧结电厂灰(钾含量为23.8％，钠含量为5.4％)采用三级逆流水洗装置进行水洗，压滤后获得滤饼和约330L洗灰废水(其中钾钠含量比约为4.72)，将滤饼外运处置；然后先向洗灰废水中加入氢氧化钠调节废水的pH为9，再接着依次向洗灰废水中加入2.4kg碳酸钠、660g硫化钠、500g二硫代氨基甲酸盐类重捕剂，搅拌混合反应30min；过滤，在析氨反应釜中采用蒸汽加热滤液，并通过真空泵将产生的氨气吸入到冷凝水中，获得除氨废水和含氨废水；继续向除氨废水中加入盐酸调节pH为8，加入氯化钠调节废水中氯化钾和氯化钠的含量比约为1:1，获得高盐废水。在多效逆流蒸发器中加热高盐废水至95℃，进行浓缩析晶，离心分离获得氯化钠(可作为调节钾钠比的钠盐)和滤液I。将滤液I冷却至60℃以下析出晶体，离心分离获得氯化钾粗品和滤液II。滤液II返回至逆流蒸发入口进行循环蒸发处理；将氯化钾粗品采用饱和氯化钾溶液淘洗多次，离心分离，获得高纯氯化钾(纯度为99.91％)以及含硫酸根浓液。向含氨废水中加入亚硫酸盐和亚铁盐进行沉淀反应，反应完成后进行过滤，获得脱氨废水和亚硫酸亚铁铵盐。含硫酸根浓液和脱氨废水进行混合，并向混合液中加入氯化钙和偏铝酸钠进行沉淀反应，反应完成后进行过滤，获得钙矾石和净化后水，净化后废水循环至三级逆流水洗装置中作为烧结灰的三级水洗用水。多效逆流蒸发器产生的热蒸汽则循环至析氨反应釜中作为加热析氨的热源。

Claims (10)

1.一种烧结灰的资源化处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)水洗：将烧结灰进行水洗，获得滤饼和洗灰废水，滤饼外运处置，洗灰废水进行下一级处理；

2)废水预处理：向洗灰废水中加入混合药剂，调节洗灰废水至碱性，并对洗灰废水进行除重除硬处理；

3)氨气回收：加热除重除硬后的废水，并采用吸收液回收氨气，获得除氨废水以及含氨废水；

4)调盐：向除氨废水中加入酸和钠盐，调节除氨废水至弱碱性，并使得除氨废水中的钾钠含量相接近，获得高盐废水；

5)逆流蒸发：加热高盐废水，进行浓缩析晶，固液分离获得氯化钠和滤液I；将滤液I进行冷却析晶，固液分离获得氯化钾和滤液II。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法还包括以下步骤：

6)淘洗：将步骤5)获得的氯化钾采用饱和氯化钾溶液进行洗涤，获得高纯氯化钾以及含硫酸根浓液；

7)除氨：向步骤3)产生的含氨废水中加入亚硫酸盐和亚铁盐，获得脱氨废水；

8)除硫：将步骤6)产生的含硫酸根浓液和步骤7)产生的脱氨废水进行混合，然后向混合液中加入氯化钙和偏铝酸钠，获得净化后废水，净化后废水循环至步骤1)中作为烧结灰的水洗用水；

作为优选，该方法还包括：

9)内循环：步骤5)产生的热蒸汽循环至步骤3)作为加热的热源；在步骤5)的过程中还产生有冷凝水，将该冷凝水循环至步骤3)中作为吸收液；和/或

将步骤5)产生的氯化钠循环至步骤4)中作为钠盐进行添加；和/或

将步骤5)产生的滤液II与步骤4)产生的高盐废水混合，然后再继续进行逆流蒸发处理。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述烧结灰为高钾低钠灰；所述洗灰废水中钾钠含量比不低于1.5，优选为不低于2，更优选为不低于3；

所述水洗为多级水洗，优选为三级逆流水洗；水洗时的水灰比为2-7:1，优选为2.5-5:1。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤2)中，所述混合药剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾、碳酸钠和/或碳酸钾、硫化钠和/或硫酸钾、重捕剂(优选为黄原酸酯类重捕剂或二硫代氨基甲酸盐类重捕剂)共同组成；其中：氢氧化钠和/或氢氧化钾的加入量为使得洗灰废水的pH为7-11，优选为8-10；所述碳酸钠和/或碳酸钾的加入量为3-10g/L，优选为4-8g/L；所述硫化钠和/或硫化钾的加入量为1-7g/L，优选为1.5-6g/L；所述重捕剂的加入量为1-8g/L，优选为2-5g/L；

作为优选，洗灰废水进行除重除硬处理的时长不低于10min，优选为不低于15min。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤3)中，所述氨气回收的方式为采用泵吸将氨气吸送至吸收液中；泵吸的压力为-100至-50kPa，优选为-90至-70kPa；

所述加热方式为间接加热，优选为夹套加热；加热的温度为40-70℃，优选为50-60℃。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤4)中，所述酸为盐酸；所述钠盐为氯化钠或氯化钾，优选为氯化钠；

所述调节除氨废水至弱碱性为调节除氨废水的pH为7-8.5，优选为7.5-8；

所述使得除氨废水中的钾钠含量相接近为调节钾钠比为1:0.9-1.2，优选为1:1-1.1。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤5)中，逆流蒸发采用多效蒸发器进行，多效蒸发器的级数为2-7级，优选为3-5级；

所述加热高盐废水为加热高盐废水至80-100℃，优选为90-95℃；

所述冷却为冷却高盐废水至60℃以下，优选为20-55℃。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤7)中，所述亚硫酸盐为可溶性亚硫酸盐，优选为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸、二氧化硫中的一种或多种；和/或

所述亚铁盐为可溶性亚铁盐，优选为氯化亚铁和/或硫酸亚铁；

作为优选，所述可溶性亚硫酸盐的加入量为使得含氨废水中亚硫酸根离子与铵根离子的摩尔比为1:0.2-2，优选为1:0.5-1.5，更优选为1:0.8-1.2；所述可溶性亚铁盐的加入量为使得含氨废水中亚铁离子与铵根离子的摩尔比为1:0.1-1.5，优选为1:0.2-1.2，更优选为1:0.5-1；

在步骤8)中，所述氯化钙的加入量为使得混合液中钙离子与硫酸根离子的摩尔比为1:0.1-0.5，优选为1:0.2-1.4，更优选为1:0.25-0.3；所述偏铝酸钠的加入量为使得混合液中铝离子与硫酸根离子的摩尔比为1:0.2-2，优选为1:0.5-1.5，更优选为1:0.8-1.2。

9.一种用于如权利要求1-8中任一项所述烧结灰的资源化处理方法的系统，其特征在于：该系统包括逆流水洗装置(1)、除重除硬池(2)、析氨反应釜(3)、调盐池(4)以及逆流多效蒸发器(5)；所述逆流水洗装置(1)、除重除硬池(2)、析氨装置(3)、调盐池(4)、逆流多效蒸发器(5)依次串联；所述逆流水洗装置(1)上还设置有进水口和进灰口；除重除硬池(2)上还设置有加药口；析氨反应釜(3)上还设置有排气口；调盐池(4)上还设置有加酸口和加盐口；逆流多效蒸发器(5)还通过冷凝水输送管道(504)连接有冷凝水储罐(6)；冷凝水储罐(6)再通过抽空管(601)与真空泵(7)相连接；析氨反应釜(3)的排气口通过氨气输送管道(301)与冷凝水储罐(6)的进气口相连接；冷凝水储罐(6)的排水口通过循环水管(602)与逆流水洗装置(1)相连通；

作为优选，所述逆流多效蒸发器(5)包括加热单元(501)、冷却单元(502)以及淘洗单元(503)；加热单元(501)的排液口与冷却单元(502)的进液口通过管道相连通；冷却单元(502)的排液口通过循环输液管(505)与加热单元(501)的进水口相连通；加热单元(501)上还设置有钠盐出口，钠盐出口通过钠盐输送装置(506)与调盐池(4)的加盐口相连通；冷却单元(502)上还设置有钾盐出口，钾盐出口通过钾盐输送装置(507)与淘洗单元(503)的进料口相连通。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：该系统还包括脱氨装置(8)以及脱硫装置(9)；所述脱氨装置(8)以及脱硫装置(9)均设置在循环水管(602)上，并且脱硫装置(9)位于脱氨装置(8)的下游；所述脱硫装置(9)上还设置有浓液进口，浓液进口通过浓液输送管道(901)与淘洗单元(503)的浓液出口相连通。

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