利用冶金燒結電除塵灰生產氯化鉀的新技術

鋼鐵等冶金行業企業是煙塵排放大戶，在鋼鐵生產中，燒結煙塵排放占總排放量的2/3左右，治理燒結煙塵排放對控制鋼鐵冶金煙塵排放具有舉足輕重作用。由于燒結煙塵的鉀、鈉含量高，極易導致高爐壁腐蝕，對高爐的使用壽命和鋼鐵的質量都有一定影響，不能在鋼鐵生產過程循環利用。燒結煙塵排放使灰渣中含有的大量很有價值的氯化鉀和其他有價元素未得到合理回收和利用，造成二次揚塵。除塵灰運輸過程中造成的揚塵，還是PM 2.5產生的主要來源之一。而堆放處理由于除塵灰中含有8%～40%的水溶性鹵化物，一旦遇到水，這些鹵化物將溶解于水中，隨水溢出或滲透，造成土質鹽堿化和地表水鹵化，環境危害極大。

北京科技大學生態與循環冶金教育部重點實驗室針對鋼鐵廠燒結電除塵灰中含有數量可觀的氯化鉀資源的特點，提出了“水浸出－沉降分離－硫化鈉除雜－分步結晶”的工藝路線回收其中氯化鉀資源。并分別對各工序進行工藝優化，最終證明采用該工藝回收燒結電除塵灰中的氯化鉀是可行的，氯化鉀的回收率以及氯化鉀產品的純度均在90%以上。

以鋼鐵企業燒結工序產生的電除塵灰為原料生產氯化鉀的工藝為:在室溫下，采用自來水，加入適量的SDD在液固比2∶1～1∶1條件下浸出，浸出率可達95%～99.5%。過濾后的濾渣經干燥后返回燒結工序，浸出液加熱蒸發濃縮至原體積的3/5～4/5，緩慢冷卻分步結晶得到氯化鉀和氯化鈉產品，純度可達到95% ～98%，鈣鎂總量0.4%～3.0%。結晶母液返回用以除塵灰的浸出，剩下的富含硅酸鈣廢渣可供水泥廠利用。該工藝簡單易行，耗能較小，無廢水排放，屬鉀鹽生產技術，很大程度上彌補了我國鉀資源短缺的現狀，避免了堿金屬的惡性循環影響鋼鐵工業燒結工序的正常進行，實現了燒結煙塵的無害化處理和零排放。作為一個節能減排和循環經濟項目，其經濟效益十分明顯。

在教育部、國家自然科學基金委、國家科技部相關科技項目的支持下，北京科技大學開發成功用冶金燒結電除塵灰生產氯化鉀的技術，研發了從鐵礦粉燒結富鉀電除塵灰中分離回收氯化鉀的成套工藝技術和裝備，實現了從基礎研究到技術原理集成示范再到產業示范的成果轉化。2013年5月21日，由中國節能協會主辦的“2013第四屆節能中國推介活動發布儀式”活動中，北京科技大學的“用冶金燒結電除塵灰生產氯化鉀的技術”榮獲“第四屆節能中國十大應用技術”。

該技術不僅解決了鋼鐵企業燒結電除塵灰排放的環境污染及鐵資源循環利用問題，除利用鋼鐵企業燒結電除塵灰生產氯化鉀，還可用水泥廠焙燒煙塵等其他富鉀煙塵生產氯化鉀，開辟了一條氯化鉀生產新途徑，填補了國內空白。目前采用該技術已在曹妃甸國家高技術開發區循環經濟園區成功建成生產示范裝置，并于2012年10月投產運行，這是世界上第一條具有完全的自主知識產權用冶金燒結除塵灰生產氯化鉀的生產線。該裝置制取1 t氯化鉀產品消耗蒸汽2 t左右，副產品鐵粉渣鐵質量分數50%左右，達到了鋼鐵廠燒結循環利用的要求，實現了變廢為寶。該技術若能大規模推廣，應用前景廣闊，對于治理冶金企業環境污染及改變我國鉀資源對外依存度高的現狀具有重大意義。