钢厂烧结机头灰水洗资源化回收与MVR蒸发工艺优化分析

钢厂烧结机头灰作为典型工业固废，其资源化回收是实现绿色制造的关键环节。通过水洗脱盐-分盐提纯-尾渣利用的闭环流程，可实现钾、钠、铁、锌等有价元素的高效回收，同时满足环保排放要求。该工艺以布袋除尘器/电除尘器收集的机头灰为原料，经密闭灰仓储存后进入成浆罐，按液固比3:1~5:1与水混合形成浆液，通过多级逆流水洗溶解可溶性盐类（如KCl、NaCl），脱盐率≥90%，滤饼含盐量≤4%，全铁含量约45%，铅、锌含量分别≤1%和1%，为后续分选提供质优原料。

在净化阶段，采用三级除杂工艺：一级加入FeCl₃沉淀重金属（Pb²⁺、Cd²⁺），控制总铅≤1.0mg/L、总镉≤0.1mg/L；二级针对铊等特殊污染物，通过Na₂S形成Tl₂S沉淀，铊含量降至0.015mg/L以下；三级调节pH至中性，结合活性炭脱色与絮凝沉淀，确保浊度＜5NTU，达到精制盐水标准。

蒸发结晶环节采用MVR蒸发器实现分盐提纯，顺流与逆流工艺的选择需结合物料特性与能耗目标。顺流工艺中，物料与蒸汽同向流动，利用前效高压蒸汽压差实现自然输送，高温物料进入后效时因温度骤降产生闪蒸，二次蒸汽量增加，适用于热敏性物料或低粘度溶液（如海水淡化）；逆流工艺则采用物料与蒸汽反向流动，需泵送物料，无闪蒸效应，但传热均匀，适合高粘度或浓度敏感物料（如盐类结晶）。MVR技术通过压缩机回收二次蒸汽潜热，可降低外部蒸汽依赖40%以上，结合“高温析钠+低温析钾”工艺，氯化钠纯度≥95%，氯化钾纯度≥90%，尾水循环富集钾元素可制备明矾等高附加值产品。

尾渣处理方面，脱盐湿灰若重金属达标可返回烧结系统或作为建材原料；若铅、锌含量较高，需经湿法提锌、火法提铅等工艺回收有价金属。废水通过净化后循环使用，实现“零排放”，符合GB 18599标准。

实际应用中，广西项目采用“四效逆流提钠+闪发冷却提钾”工艺，年回收氯化钾约4000吨、氯化钠约6000吨，经济效益超千万元；河南项目协同处置机头灰与制酸废水，氯化钾纯度≥92%，年减排固废2万吨、废水2.5万吨。该工艺通过物理分选、化学提纯与环保处理相结合，实现了烧结机头灰的“减量化、资源化、无害化”，为钢厂绿色生产与循环经济提供了关键技术支撑。