一種生產(chǎn)硫酸鉀鎂肥和硫酸錳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)硫酸鉀鎂肥和硫酸錳的方法，屬于資源循環(huán)再生利用及化工 生產(chǎn)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 含錳除塵灰是通過(guò)一種火法選錳生產(chǎn)中高爐煙氣經(jīng)袋式收塵得到的除塵灰?；鸱?選錳即在高爐中將錳礦石進(jìn)行選擇性還原，將錳的高價(jià)氧化物還原成低價(jià)氧化物，并抑制 一氧化猛進(jìn)一步還原成金屬猛，從而達(dá)到猛的富集。
[0003] 含錳除塵灰，主要含有錳，氧化鉀，鎂，還含有？13^8、0(1、附、〇)、等重金屬成分。我 國(guó)山西、內(nèi)蒙古及華北周邊地區(qū)有大量的冶煉高爐，每年產(chǎn)生數(shù)十萬(wàn)噸冶煉含錳除塵灰，加 上歷年堆存量可達(dá)幾百萬(wàn)噸。目前，這些含錳除塵灰大多以簡(jiǎn)單堆放處理，造成了資源的極 大浪費(fèi)，遇到空氣干燥季節(jié)，隨風(fēng)揚(yáng)塵，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
[0004] 雖然，部分企業(yè)對(duì)含錳除塵灰采取了燒結(jié)，制團(tuán)后再回爐利用，但這種處理方式消 耗的量太少(添加比例小)，且不能充分利用其中的有益成分，不能妥善處理含錳除塵灰，仍 對(duì)環(huán)境造成二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在提供一種生產(chǎn)硫酸鉀鎂肥和硫酸錳的方法，目的是為妥善處理含錳除 塵灰，對(duì)其綜合資源化利用提供一種切實(shí)可行、簡(jiǎn)單實(shí)用，具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法；特別 是對(duì)其中鉀的回收利用，經(jīng)濟(jì)價(jià)值尤為顯著。
[0006] 本發(fā)明提供的一種生產(chǎn)硫酸鉀鎂肥和硫酸錳的方法，包括以下步驟： 步驟一，球磨：含錳除塵灰與還原劑于球磨機(jī)中加水濕磨，濕磨后的物料過(guò)100目篩 后，篩下物不低于物料總重量的98% ; 步驟二，溶浸：球磨好的物料放于溶浸槽中，在攪拌情況下加硫酸溶浸，時(shí)間3_5h，反 應(yīng)終點(diǎn)pH值為3,然后用含錳高爐除塵灰調(diào)整pH值除鐵，所述pH值最終控制在4. 5-5. 5， 加硫化劑除重金屬雜質(zhì)； 步驟三，固液分離：溶浸后的物料用板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離； 步驟四，沉錳：濾液加堿調(diào)整PH值到8~9,錳以氫氧化錳的形式沉淀； 步驟五，氫氧化錳的過(guò)濾與洗滌：步驟四所得氫氧化錳懸濁液經(jīng)過(guò)過(guò)濾，濾液即為硫酸 鉀鎂肥溶液，氫氧化錳濾餅加水反復(fù)洗滌與過(guò)濾； 步驟六，硫酸錳溶液的制備：洗滌好的氫氧化錳加硫酸反應(yīng)，終點(diǎn)PH值控制在 4. 5-5. 0,過(guò)濾即得硫酸錳溶液； 步驟七，濃縮析晶與離心脫水：硫酸錳溶液于濃縮槽中用蒸汽間接加熱，蒸發(fā)濃縮析 晶，物料濃縮到到55° Β?-60° Β?，經(jīng)離心機(jī)脫水，得硫酸錳半成品； 步驟八，干燥包裝：半成品入回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)，在爐膛溫度450°C -750Γ下干燥、篩 分后包裝即得硫酸錳成品； 步驟九，硫酸鉀鎂肥溶液的濃縮：步驟五所得硫酸鉀鎂肥溶液進(jìn)濃縮槽中用蒸汽間接 加熱，蒸發(fā)濃縮至35° Β?-45° Β?; 步驟十，濃縮液的冷卻析晶：溶液濃縮至合格濃度后放入冷卻槽，讓其冷卻至 30 0C -50 0C ； 步驟十一，離心脫水和包裝：冷卻后的濃縮液經(jīng)離心脫水后包裝得硫酸鉀鎂肥成品。
[0007] 上述方案中，所述含錳除塵灰的主要成分及質(zhì)量百分比為：錳：14%_20% ;氧化鉀： 4%-20% ;鎂：5%-13%，還含有 Pb、As、Cd、Ni、Co 重金屬成分。
[0008] 上述方案中，步驟一中所述還原劑為硫鐵礦，主要成分是FeS2，其用量是含錳除塵 灰的 20% - 35%。
[0009] 上述方案中，步驟二中所述硫酸的用量為含錳除塵灰質(zhì)量的45% - 65% ;所述硫化 劑為硫化鈉。
[0010] 上述方案中，步驟四中所述堿為熟石灰，其用量以最終PH值到8-9為準(zhǔn)。
[0011] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明方法充分回收利用了含錳除塵灰：①解決了含錳除塵灰堆放過(guò)程中引發(fā)的環(huán)境 污染問(wèn)題；②生產(chǎn)出的硫酸鉀鎂肥和硫酸錳可為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益；③我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺 鉀資源的國(guó)家，本發(fā)明對(duì)其中鉀的回收利用，經(jīng)濟(jì)價(jià)值尤為顯著；④利用含錳除塵灰生產(chǎn)硫 酸鉀鎂肥和硫酸錳符合資源循環(huán)再利用變廢為寶的理念和思路，具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和 環(huán)境效益。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不局限于以下實(shí)施例。
[0013] 實(shí)施例1 : 步驟一、球磨：將10噸含錳除塵灰與3. 5噸還原劑硫鐵礦于球磨機(jī)中加水濕磨。含錳 除塵灰的成分為：錳含量17. 2% ;氧化鉀含量18. 1% ;鎂含量9. 3%，水量為含錳除塵灰質(zhì)量 的2倍，球磨后物料的粒度為：過(guò)100目篩的質(zhì)量百分比占總物料的98%。
[0014] 步驟二、溶浸：球磨好的物料于溶浸槽中，在攪拌的情況下加入6. 5噸硫酸，溶浸 5h，反應(yīng)終點(diǎn)pH值為3,然后加含錳除塵灰0. 5噸調(diào)整pH值到5. 1除鐵，加0. 2噸硫化鈉除 Pb、As、Cd重金屬雜質(zhì)。
[0015] 步驟三、固液分離：溶浸除雜后的物料用板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離。壓濾機(jī)型號(hào) XYM150/1250-U,壓緊壓力為20MPa，過(guò)濾壓力為6kg/cm2。
[0016] 步驟四、沉錳：步驟三所得濾液加2. 2噸熟石灰調(diào)整pH值到8. 0,使其中的二價(jià)錳 以氫氧化錳的形式完全沉淀。
[0017] 步驟五、氫氧化錳的過(guò)濾與洗滌：步驟四所得氫氧化錳懸濁液經(jīng)過(guò)濾，濾液為硫酸 鉀、硫酸鎂溶液，濾餅為氫氧化錳，濾餅加水反復(fù)洗滌與過(guò)濾3次，使其中的硫酸鉀、硫酸鎂 溶液與氫氧化猛充分分離。
[0018] 步驟六、硫酸錳溶液的制備：步驟五洗滌好的氫氧化錳加2. 7噸硫酸反應(yīng)，終點(diǎn)pH 值控制在5. 0,過(guò)濾得硫酸錳溶液。
[0019] 步驟七、濃縮析晶與離心脫水：硫酸錳溶液進(jìn)入濃縮槽用蒸汽間接加熱，蒸發(fā)濃縮 析晶，濃縮到60B6時(shí)，經(jīng)離心機(jī)脫水，得硫酸錳半成品。
[0020] 步驟八、干燥包裝：半成品入回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)，在爐膛溫度650°C干燥后，篩分 包裝得硫酸錳產(chǎn)品。硫酸錳產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)HG2936-1999的質(zhì)量要求。見表1所示。 [0021 ] 步驟九、硫酸鉀鎂肥溶液的濃縮：步驟五所得的硫酸鉀硫酸鎂溶液進(jìn)濃縮槽用蒸 汽間接加熱，蒸發(fā)濃縮至45Β?。
[0022] 步驟十、濃縮液的冷卻析晶：溶液濃縮到濃度為45Β?后放入冷卻槽冷卻析晶，讓 其溫度冷卻至35°C。
[0023] 步驟十一、離心脫水和包裝：冷卻到35°C的濃縮液經(jīng)離心機(jī)脫水后包裝得硫酸鉀 鎂肥成品，產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)符合GB/T20937-2007中一等品的質(zhì)量要求。見表1所示。
實(shí)施例2 步驟一、球磨：將10噸含錳除塵灰與2. 0噸還原劑硫鐵礦于球磨機(jī)中加水濕磨。含錳 除塵灰的成分為：錳含量14. 7% ;氧化鉀含量8. 7% ;鎂含量6. 3%，水量為含錳除塵灰質(zhì)量的 2倍，球磨后物料的粒度為：過(guò)100目篩的質(zhì)量百分比占總物料的98%。
[0025] 步驟二、溶浸：球磨好的物料于溶浸槽中，在攪拌的情況下加入4. 5噸硫酸，溶浸 3h，反應(yīng)終點(diǎn)pH值為3,然后加含錳除塵灰0. 35噸調(diào)整pH值到4. 8以除去鐵，加0. 15噸硫 化鈉除Pb、As、Cd重金屬雜質(zhì)。
[0026] 步驟三、固液分離：溶浸除雜后的物料用板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離。壓濾機(jī)型號(hào) XYM150/1250-U,壓緊壓力為20MPa，過(guò)濾壓力為6kg/cm2。
[0027