《鋼鐵冶金富鉀粉塵分離提取氯化鉀的工藝技術基礎》是依託北京科技大學，由郭占成擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鋼鐵冶金富鉀粉塵分離提取氯化鉀的工藝技術基礎
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：郭占成
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
中國是個K資源嚴重短缺的國家，而鋼鐵冶金部分粉塵因含K含量高而排放棄用。為開發鋼鐵冶金粉塵資源高效循環利用新技術，特別是開發我國緊缺K資源新途徑，本項目通過探明全國鋼鐵冶金富鉀粉塵數量、種類及含量，預測鋼鐵冶金過程中可用K資源的蘊藏量；明晰冶金富鉀粉塵的物性、礦相結構及K、Na等元素的溶出和結晶分離規律，以及雜質組元對分離提取KCl的影響規律，掌握以富K粉塵為原料製備KCl的工藝原理和關鍵工藝技術參數。研究結果可為解決我國K資源問題開闢一條新的資源途徑和相應的工藝技術原理。
結題摘要
我國是個極度缺鉀的國家，每年鉀資源對外依存度高達70-80%，而部分鋼鐵冶金粉塵如鐵礦粉燒結電除塵灰，因鉀含量高而排放棄用。為開發鋼鐵冶金粉塵資源高效利用新技術，特別是為了開闢一條鉀資源利用新途徑，本項目通過調查國內鋼鐵企業鐵礦粉燒結電除塵灰鉀含量，分析鉀元素在富鉀粉塵中的存在形式，結合粉塵物理化學特徵，提出一條從鐵礦粉燒結富鉀電除塵灰中分離回收氯化鉀的工藝路線，並重點對該工藝流程中的關鍵問題進行了深入的套用基礎研究，主要在以下幾個方面取得了創新性進展：（1）分析了國內鋼鐵企業鐵礦粉燒結富鉀電除塵灰蘊含的鉀資源量，約為我國鉀肥生產消費鉀資源量的1/3，極具回收價值；證實了鉀元素在該粉塵中主要以氯化鉀形式存在，這一結論是提出水浸分離提取氯化鉀的主要依據。（2）以水作為浸出劑分離提取燒結電除塵灰富鉀粉塵的氯化鉀，動力學分析表明該浸出過程符合溶解過程模型，5min內，在液固比大於2/1時氯化鉀的單次浸出率大於90%，可實現燒結電除塵灰中氯化鉀和氧化鐵以及其它不溶物的初步分離。（3）考察了不同的雜質沉澱劑KF、SDD、Na3PO4和Na2S對燒結電除塵灰水浸液中雜質離子的脫除效果，最佳化了沉澱工藝參數，得出當硫化鈉添加量為0.5g/100mL浸出液時，浸出液中Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+離子濃度均能降至3mg/L左右。（4）水浸液經初步除雜後可近似認為四元水鹽體系KCl-NaCl-CaCl2-H2O，測定了該四元體系的蒸汽壓與濃度和溫度的函式關係，可為蒸發操作過程控制提供理論指導。（5）實驗測定了四元水鹽體系KCl-NaCl-CaCl2-H2O283K時的溶解度，並將測定結果與運用Pitzer理論的計算結果進行比較分析，二者基本一致。為結晶分離氯化鉀提供了基礎數據依據。（6）採用流動溫差晶體生長實驗裝置，藉助於Zessi體視顯微鏡線上觀察氯化鉀晶體生長過程，考察其生長速率與過飽和度、溶液流速的關係，得出了氯化鉀生長速率與溶液過飽和度的關係式。（7）依據上述基礎研究結果，提出了燒結電除塵灰提取氯化鉀的工藝技術路線，建立了水溶浸取-溶液淨化-蒸髮結晶技術集成原理示範裝置，獲得了主要工藝技術參數，據此，完成了產業化示範套用。
