CN207738828U - 一种处理烧结粉尘的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于冶金行业固体废弃物领域，具体涉及一种处理烧结粉尘的系统，主要包括：酸浸装置、一次过滤装置、结晶装置、二次过滤装置、干燥装置和蒸发装置，其中，所述一次过滤装置与所述酸浸装置相连，将所述酸浸装置中烧结粉尘和盐酸反应后的浸出液过滤，得到酸浸液；所述结晶装置与所述一次过滤装置相连，将所述酸浸液结晶，得到沉淀溶液；所述二次过滤装置与所述结晶装置相连，将所述沉淀溶液进行过滤分离，得到氧化铁红滤渣和钾盐溶液；所述干燥装置与所述二次过滤装置的滤渣出口相连；所述蒸发装置与所述二次过滤装置的滤液出口相连。实现了烧结粉尘中钾、铁分步回收，且具有流程能耗低，简单易操作和环保的特点。

Description

一种处理烧结粉尘的系统

技术领域

本实用新型属于冶金行业固体废弃物领域，具体涉及一种处理烧结粉尘的系统。

背景技术

烧结粉尘其产生量约占烧结矿产量的2%~4%，全国每年由此所产生的烧结粉尘千万吨。目前国内利用途径主要是直接配入烧结料回用的方式来实现。由于铁矿石来源的不同，部分矿石原料中含有较高的K等碱金属元素，这些碱金属元素所形成的化合物因沸点低，在高温烧结过程中直接挥发至烟气中，或被焦炭还原成相应的单质金属气体而逸出，并在电除尘系统中凝结、氧化，再被捕集进入除尘灰中。烧结灰的多次直接重新配料循环回用，K等碱金属元素逐步富集，使烧结粉尘和烧结矿含有较高的K等碱金属元素，显著影响烧结电除尘器的除尘效率和操作稳定性，导致电除尘排放烟气的粉尘浓度超标和装置运行能耗增大，高含量K等碱金属元素的烧结矿进入高炉将腐蚀炉衬，影响高炉长寿运行，且烧结粉尘中K元素未得到回收而浪费。同时现有技术中，大部分处理具有工艺复杂，或者回收率低等问题，例如：申请号为200910227173.6的专利文献提供了一种钢铁厂烧结灰综合处理方法，对烧结机头电除尘灰分级处理，将初级电厂产生的电除尘灰直接送至烧结厂（原料场或配送室）用于烧结配料利用，将后续电厂产生的电除尘灰混合，混合后进行搅拌制浆、梯度磁选、浮选选碳、固液分离；固液分离后，将所得钾溶液制作钾肥，对所得尾泥提取铅产品；该工艺流程长且复杂，需要盐酸浸出，设备耐腐蚀要求严格。因此，开发高效、经济和环保的烧结粉尘处理新技术，已成为国内钢铁企业生产的重要难题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种处理烧结粉尘的系统，实现了烧结粉尘中钾、铁分步回收，流程能耗低，简单易操作，且环保。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型提出了一种处理烧结粉尘的系统，包括：酸浸装置、一次过滤装置、结晶装置、二次过滤装置、干燥装置和蒸发装置，其中，所述一次过滤装置与所述酸浸装置相连，将所述酸浸装置中烧结粉尘和盐酸反应后的浸出液过滤，得到酸浸液；所述结晶装置与所述一次过滤装置相连，将所述酸浸液结晶，得到沉淀溶液；所述二次过滤装置与所述结晶装置相连，将所述沉淀溶液进行过滤分离，得到氧化铁红滤渣和钾盐溶液；所述干燥装置与所述二次过滤装置的滤渣出口相连；所述蒸发装置与所述二次过滤装置的滤液出口相连。

进一步的，所述酸浸装置包括：入料口、一次混合液出口和搅拌装置。

进一步的，所述一次过滤装置包括：一次混合液入口和酸浸液出口，所述一次混合液入口与所述一次混合液出口相连。

进一步的，所述结晶装置包括：酸浸液入口、二次混合液出口、搅拌装置和加热装置，其中，所述酸浸液入口与所述酸浸液出口相连。

进一步的，所述二次过滤装置包括：二次混合液入口、滤渣出口和滤液出口，其中，所述二次混合液入口与所述二次混合液出口相连。

进一步的，所述干燥装置包括：滤渣入口，其与所述滤渣出口相连。

进一步的，所述蒸发装置包括：滤液入口，其与所述滤液出口相连。

本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的一种处理烧结粉尘的系统，实现了烧结粉尘中钾、铁分步回收，且具有流程能耗低，简单易操作和环保的特点。

附图说明

图1为本实用新型的工艺流程图。

图2为本实用新型系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

根据本实用新型的实施例，图2为本实用新型系统的结构示意图，参照图2所示，本实用新型所述处理烧结粉尘的系统包括：酸浸装置、一次过滤装置、结晶装置、二次过滤装置、干燥装置和蒸发装置。

根据本实用新型的实施例，参照图2所示，本实用新型所述酸浸装置包括：入料口和一次混合液出口，通过所述入料口向所述酸浸装置中加入烧结粉尘和盐酸进行反应，得到浸出液。

根据本实用新型的一些实施例，本实用新型所述酸浸装置还包括：搅拌装置，用于搅拌所述烧结粉尘和盐酸进行充分反应，其中，所述烧结粉尘中钾含量5-20%，铁含量20-50%；所述烧结粉尘与盐酸的质量比为1:15-25，盐酸浓度10-35%，搅拌速度控制30-100r/min，反应时间20-80min。

根据本实用新型的实施例，参照图2所示，本实用新型所述一次过滤装置包括：一次混合液入口和酸浸液出口，所述一次混合液入口与所述酸浸装置的一次混合液出口相连，将所述酸浸装置中反应得到的所述浸出液进行过滤，得到酸浸液。

根据本实用新型的实施例，参照图2所示，本实用新型所述结晶装置包括：酸浸液入口和二次混合液出口，所述酸浸液入口与所述一次过滤装置的酸浸液出口相连，将所述酸浸液结晶，得到沉淀溶液。

根据本实用新型的一些实施例，本实用新型所述结晶装置还包括：搅拌装置和加热装置，所述酸浸液通入所述结晶装置中，向所述结晶装置中加入碱，调制溶液的PH值后，再加入晶种氧化铁通过所述搅拌装置进行搅拌，通过加热装置控制反应温度，并进行保温，获得沉淀溶液。

根据本实用新型的一些实施例，所述碱为碳酸钾或者氢氧化钾，调节的PH值为2-4，搅拌速度控制10-80r/min，晶种氧化铁为结晶装置中溶液总量的0.2-0.5%，反应温度为150-180℃，保温时间80-200min。

根据本实用新型的实施例，参照图2所示，本实用新型所述二次过滤装置包括：二次混合液入口、滤渣出口和滤液出口，其中，所述二次混合液入口与所述结晶装置的二次混合液出口相连，将所述沉淀溶液进行过滤分离，得到氧化铁红滤渣和钾盐溶液，并将所述氧化铁红滤渣洗涤至中性。

根据本实用新型的实施例，参照图2所示，所述干燥装置包括：滤渣入口，其与所述二次过滤装置的滤渣出口相连，将所述中性氧化铁红滤渣通入所述干燥装置中干燥，得到氧化铁红；根据本实用新型的一些实施例，所述干燥装置的干燥温度为90-120℃，干燥时间为90-240min。

根据本实用新型的实施例，参照图2所示，所述蒸发装置包括：滤液入口，其与所述二次过滤装置的滤液出口相连，将所述钾盐溶液通入所述蒸发装置中蒸发结晶，得到粗钾盐晶体；根据本实用新型的一些实施例，蒸发温度为180-300℃。

根据本实用新型的实施例，在本实用新型的另一方面，提出了一种利用前面所述的系统处理烧结粉尘的方法，图1为本实用新型的工艺流程图，参照图1所示，包括以下步骤。

（1）将烧结粉尘与盐酸按质量比为1:15-25加入酸浸装置中以搅拌速度30-100r/min进行搅拌反应浸出20-80min，得到浸出液。

根据本实用新型的一些实施例，所述烧结粉尘中钾含量5-20%，铁含量20-50%；所述盐酸浓度为10-35%。

（2）将所述浸出液通入一次过滤装置中过滤，得到酸浸液。

（3）将所述酸浸液通入结晶装置中，向所述结晶装置中加入碳酸钾或者氢氧化钾，调制溶液的PH值为2-4后，再加入晶种氧化铁以搅拌速度为10-80r/min进行搅拌，控制反应温度为150-180℃，并进行保温80-200min，获得沉淀溶液。

根据本实用新型的一些实施例，所述晶种氧化铁为结晶装置中溶液总量的0.2-0.5%。

（4）将所述沉淀溶液通入二次过滤装置中进行过滤，得到氧化铁红滤渣和钾盐溶液，并将所述氧化铁红滤渣洗涤至中性。

（5）将所述中性氧化铁红滤渣通入干燥装置中以干燥温度为90-120℃，干燥时间为90-240min进行干燥，得到氧化铁红。

（6）将所述钾盐溶液通入蒸发装置中以蒸发温度为180-300℃进行蒸发结晶，得到粗钾盐晶体。

根据本实用新型的一些实施例，本实用新型所述方法的原理为：由于烧结粉尘中含有大量的钾元素和铁元素，本实用新型加入盐酸与烧结粉尘中的铁氧化物和钾盐反应生成溶于水的氯化物，经过加碱调节pH，再加入晶种氧化铁形成铁氧化物沉淀，而钾盐不会沉淀，因此，通过过滤分离可以得到铁氧化物滤渣和钾盐溶液，铁氧化物滤渣通过干燥可以获得氧化铁红，钾盐溶液蒸发结晶可以获得粗钾盐晶体。

发明人发现，根据本实用新型所述的处理烧结粉尘的系统，实现了烧结粉尘中钾、铁分步回收，且具有流程能耗低，简单易操作和环保的特点。

实施例一：

某烧结粉尘（TFe:25.8%，K:6.2%）与盐酸（浓度13.5%）按照质量比例1:16在酸浸装置中搅拌（40r/min）浸出30min，经一次过滤装置过滤获得酸浸液，酸浸液在结晶装置中，向结晶装置加入碳酸钾调pH为2.5，再加入结晶装置中溶液总质量的0.2%晶种氧化铁，搅拌速度30r/min，在150℃保温90分钟，获得沉淀溶液经过二次过滤装置分别获得滤液和滤渣，滤液经过蒸发装置在190℃蒸发结晶获得粗钾盐，滤渣经过洗涤至中性后在干燥装置90℃保温100min获得氧化铁红。

实施例二：

某烧结粉尘（TFe:34.7%，K:10.3%）与盐酸（浓度20.5%）按照质量比例1:18在酸浸装置中搅拌（50r/min）浸出40min，经一次过滤装置过滤获得酸浸液，酸浸液在结晶装置中，向结晶装置加入氢氧化钾调pH为3，再加入结晶装置中溶液总质量的0.3%氧化铁晶种，搅拌速度20r/min，在160℃保温120分钟，获得沉淀溶液经过二次过滤装置分别获得滤液和滤渣，滤液经过蒸发装置在200℃蒸发结晶获得粗钾盐，滤渣经过洗涤至中性后在干燥装置100℃保温150min获得氧化铁红。

实施例三：

某烧结粉尘（TFe:37.6%，K:15.8%）与盐酸（浓度25.5%）按照质量比例1:18在酸浸装置中搅拌（60r/min）浸出50min，经一次过滤装置过滤获得酸浸液，酸浸液在结晶装置中，向结晶装置加入碳酸钾调pH为3.5，再加入结晶装置中溶液总质量的0.3%氧化铁晶种，搅拌速度50r/min，在170℃保温150分钟，获得沉淀溶液经过二次过滤装置分别获得滤液和滤渣，滤液经过蒸发装置在220℃蒸发结晶获得粗钾盐，滤渣经过洗涤至中性后在干燥装置110℃保温200min获得氧化铁红。

实施例四：

某烧结粉尘（TFe:42.6%，K:12.8%）与盐酸（浓度28.5%）按照质量比例1:20在酸浸装置中搅拌（80r/min）浸出70min，经一次过滤装置过滤获得酸浸液，酸浸液在结晶装置中，向结晶装置加入氢氧化钾调pH为4，再加入结晶装置中溶液总质量的0.5%氧化铁晶种，搅拌速度70r/min，在180℃保温200分钟，获得沉淀溶液经过二次过滤装置分别获得滤液和滤渣，滤液经过蒸发装置在250℃蒸发结晶获得粗钾盐，滤渣经过洗涤至中性后在干燥装置115℃保温220min获得氧化铁红。

发明人发现，根据本实用新型所述的处理烧结粉尘的系统及方法，实现了烧结粉尘中钾、铁分步回收，且具有流程能耗低，简单易操作和环保的特点。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (7)

1.一种处理烧结粉尘的系统，包括：酸浸装置、一次过滤装置、结晶装置、二次过滤装置、干燥装置和蒸发装置，其特征在于，其中，

所述一次过滤装置与所述酸浸装置相连，将所述酸浸装置中烧结粉尘和盐酸反应后的浸出液过滤，得到酸浸液；

所述结晶装置与所述一次过滤装置相连，将所述酸浸液结晶，得到沉淀溶液；

所述二次过滤装置与所述结晶装置相连，将所述沉淀溶液进行过滤分离，得到氧化铁红滤渣和钾盐溶液；

所述干燥装置与所述二次过滤装置的滤渣出口相连；

所述蒸发装置与所述二次过滤装置的滤液出口相连。

2.根据权利要求1所述的一种处理烧结粉尘的系统，其特征在于，所述酸浸装置包括：入料口、一次混合液出口和搅拌装置。

3.根据权利要求2所述的一种处理烧结粉尘的系统，其特征在于，所述一次过滤装置包括：一次混合液入口和酸浸液出口，所述一次混合液入口与所述一次混合液出口相连。

4.根据权利要求3所述的一种处理烧结粉尘的系统，其特征在于，所述结晶装置包括：酸浸液入口、二次混合液出口、搅拌装置和加热装置，其中，所述酸浸液入口与所述酸浸液出口相连。

5.根据权利要求4所述的一种处理烧结粉尘的系统，其特征在于，所述二次过滤装置包括：二次混合液入口、滤渣出口和滤液出口，其中，所述二次混合液入口与所述二次混合液出口相连。

6.根据权利要求5所述的一种处理烧结粉尘的系统，其特征在于，所述干燥装置包括：滤渣入口，其与所述滤渣出口相连。

7.根据权利要求5所述的一种处理烧结粉尘的系统，其特征在于，所述蒸发装置包括：滤液入口，其与所述滤液出口相连。