[發明專利]一種從燒結灰中提取硫酸鉀、氯化鈉的方法

在審

• 申請號: 202010551992.2
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN113800538A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 尚方毓;荊小兵;李媛;張婧
• 申請（專利權）人: 南風化工集團股份有限公司
• 主分類號: C01D3/04
• 分類號: C01D3/04;C01D5/00;C01D5/06;C01D5/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于鋼廠資源再利用領域，主要涉及鋼廠燒結灰中鉀元素提取及轉化。本技術方案：在熱水中加入定量的燒結灰，攪拌過濾除去水不溶物，濾液用堿調節PH、活性炭脫色后再次過濾。根據濾液里面K⁺,Na⁺,Cl^?,SO₄^2?組成進行蒸發濃縮。將濃縮液體分成兩份，其中一份里加入工業元明粉轉化反應，過濾分離出鉀芒硝和鹽母液，鹽母液蒸發后析出氯化鈉。然后將鉀芒硝加入到另一份濃縮液再次轉化反應，過濾分離出硫酸鉀和鉀母液。反應方程如下：6KCl+4Na₂SO₄=Na₂SO₄·3K₂SO₄+6NaCl、2KCl+Na₂SO₄·3K₂SO₄=4K₂SO₄+2NaCl過濾出來的硫酸鉀、氯化鈉經過干燥可得產品。

技術領域

本發明屬于化工產品制造領域，具體涉及一種從燒結除塵灰中提取硫酸鉀、氯化鈉及其制備方法。生產工藝是用水浸取除塵灰中溶解物，然后過濾分離，濾液經過前處理（除雜、脫色、濃縮）后與元明粉轉化反應，首先形成鉀芒硝沉淀，分離出鉀芒硝再與另一份處理后溶液轉化反應生成硫酸鉀。過濾的母液在蒸發濃縮析出工業鹽氯化鈉，母液返回前面轉化系統循環使用。

背景技術

鋼鐵工業是我國支柱產業，在國民經濟中占重要地位，我國已經是世界上最大的鋼鐵工業國家。但是鋼鐵工業也是能源消耗和環境污染嚴重最突出的工業，隨著國家對環保政策加大執行，鋼鐵行業每年產生大量除塵灰集中堆放，污染環境，急需要處理，因此對除塵灰的資源綜合利用勢在必行。

燒結生產是鋼鐵企業原料準備的重要步驟，其主要目的是充分利用礦石資源，滿足鋼鐵行業發展，降低成本。目前各國都在積極研究和利用鋼鐵行業除塵灰，但是大部份都集中在混凝土、爐渣棉等低附加值行業，資源利用率比較低。通過對鋼鐵廠除塵灰的初步分析，除塵灰的主要成分是鉀、鈉等金屬元素的氯化物、硫酸鹽等形式存在，同時也存在其它如：鉛、錳、鈣、鎂、鋅等元素，這些元素對于鋼鐵冶煉有一定的害處，只有將這些元素除去除塵灰才能返回冶煉系統。而我國鉀鹽分布集中在青海等地，內地又急缺鉀，因此其資源化利用前景十分廣闊。

CN101234766 公開一種用鋼鐵廠燒結除塵灰生產氯化鉀的方法。采用分步冷卻結晶的辦法，提取氯化鉀和氯化鈉，純度可以達到95~98%,鈣鎂總量0.4~3%。但是氯化鉀易使土壤產生板結，并且許多植物忌氯，限制其應用。CN101428832 公開一種從除塵灰中提取硫酸鉀的方法。其將水溶物加入硫酸銨，并在有機溶劑甲酰胺作下生產硫酸鉀。其過程需要回收有機溶劑，工藝相應比較復雜。而本發明采用元明粉作為輔料，其來源方便，生產工藝簡單，不使用有機溶劑，提取硫酸鉀在農業上的應用比氯化鉀更廣泛，符合GB/T 20406-2017農用硫酸鉀質量標準。

發明內容

本發明主要針對燒結灰中鉀、鈉鹽，提供一種從燒結灰中提取硫酸鉀和氯化鈉的經濟可行處理方法，從根本上解決除塵灰長期堆放的問題，有價值資源浪費問題。采用對除塵灰進行溶解、除雜、脫色、蒸發、復分解、結晶、過濾、干燥等方法制硫酸鉀和氯化鈉。

本發明技術方案如下：提供一種從燒結灰中提取硫酸鉀、氯化鈉的技術方案，進一步優選的技術方案或技術特征包括下列步驟：（1）稱取1份重量的除塵灰，加入2~5倍除塵灰重量的水，加熱煮沸；（2）將（1）的混合物過濾，將濾液加入堿，使水中其余金屬離子（如鈣、鎂、鉛、錳等）形成沉淀；（3）將（2）液體時進行脫色，時間3h，然后過濾；（4）將（3）濾液在多效蒸發中進行減壓濃縮；（5）分析（4）濾液成份并將其分成兩份，根據濾液中鈉元素的量，將一定比例的工業元明粉加入其中一份濃縮液中，溫度控制在25℃，反應時間60~80 min形成鉀芒硝沉淀（此過程為一轉化），分離后的母液在100℃下用多效蒸發析出工業氯化鈉。