CN101824530A - 低温法转窑纯氧焙烧铬铁矿资源及铬渣无害化深度利用工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金化工领域。一、铬铁矿粉碎加烧碱、加催化剂低温纯氧法氧化焙烧、稀释冷却萃取，过滤得到铬酸钠晶体和铁镁渣，溶液氢氧化钠，加洗碱液反萃得到氢氧化钠溶液循环使用；铬酸钠晶体和铁镁渣加水溶解，滤液打入碳化塔分解提铝；提铝后的溶液碳酸化处理，蒸发浓缩结晶得到铬酸钠；铁镁滤渣碳酸化生成碳酸氢钠，反应生成碳酸氢镁溶液，加温热解生成碳酸镁产品。滤饼烘干做铁精粉。二、铬渣粉碎，按1∶0.8加碳酸氢钠，加催化剂煅烧、冷却加水浸泡，澄清液加氢氧化铝晶体，在反应罐内碳酸化分解除铝，过滤洗涤氢氧化铝产品；滤液加还原剂还原六价铬后生成无水氢氧化铬，干燥煅烧得到三氧化二铬；滤液热解萃取提镁后返回系统配料使用。

Description

低温法转窑纯氧焙烧铬铁矿资源及铬渣无害化深度利用工艺

技术领域

铬盐工业为无机化工与冶金材料交叉的重点行业，本发明属冶金化工技术领域。

背景技术

铬盐和金属铬是发展国民经济不可缺少的重要物资，铬盐是无机盐主要品种之一，在国民经济各部门中广泛应用于化工、冶金、轻工、电子机械及军工等诸多重要工业部门。主要用于电镀、鞣革、印染、医药、颜料、催化剂、氧化剂、火柴及金属缓蚀剂等方面。据国家相关部门统计，铬盐与我国10％的商品品种有关。因此，铬盐行业的健康发展对相关行业的发展具有不可低估的影响力。近年来国内铬盐产品的消费年增长率在10％以上，高于同期国民经济的增长速度。铬盐工业为传统重污染行业的典型代表。目前我国铬盐行业多采用几十年前的1200℃高温有钙焙烧传统工艺和刚引进的无钙焙烧技术。高温有钙焙烧传统工艺铬转化率仅为70％，资源的原子利用率不足20％。每生产1吨铬盐产品同时产生2～2.5吨高毒性铬渣，渣中含六价铬(以红矾钠计)7～10％，所含六价铬为国家排放标准的1000～10000倍；目前国内外最先进的铬盐生产技术为无钙焙烧技术，无钙焙烧技术可减少渣量至0.8t/t产品，但渣中仍含0.1％六价铬，尚不能彻底解决铬渣污染问题。铬盐和金属铬的可持续发展，已成为社会广泛关注的焦点，引起了国家有关部门的高度重视。近期国家环保总局已多次发布关于推进铬盐行业清洁生产的文件，加快淘汰传统落后工艺和设备等政策与规划。

铬盐和金属铬是一种发展国民经济不可缺少的重要物资，铬渣被公认为是最危险的固体废物之一，是世界公认的117种危害极大的第六种优先污染物，铬渣对环境的污染已成为无法回避的世界性现实难题。铬渣即铬浸出渣，是冶金与化工行业在生产金属铬、铬盐等过程中排出的固体废物，其中含有的六价铬易溶于水且不稳定，具有强氧化毒性，极易对人体、农作物机体造成损坏，铬渣中含有的铬酸钙还具有较强的致癌和致突变性。我国已成为世界铬盐生产消费大国，因此，低温法转窑纯氧焙烧铬铁矿资源和铬渣无害化处理深度利用工艺技术的研究与应用具有非常好的应用前景，对现正在生产铬盐和金属铬的企业和因铬渣排放污染被迫停产的企业都具有较强的现实意义。

发明内容

本发明依据铬铁矿的组份和高温有钙焙烧传统工艺铬渣的产生机理，成份特征及对环境生态的危害，在目前国内外最先进的铬盐生产无钙焙烧技术和铬渣治理技术的基础上，经过反复的探索、实验，摸索出了一套低温法转窑纯氧焙烧铬铁矿资源和从原存的铬渣中深度利用提取多种产品的新工艺。该工艺与传统的高温有钙焙烧工艺相比，温度降低700度左右，能耗下降40-50％，铬资源利用率提高25％，碳酸酸化代替硫酸酸化不仅钠离子得到循环使用，同时也没有含铬芒硝和含铬铝泥的产生、也使铝资源得到了充分利用；对已经产生的铬渣处理方面在无害化处理的同时，使其资源化得到了深度利用，在生产过程中没有三废排放，不仅有良好的社会效益并且可产生较高的经济效益。

一、低温法转窑纯氧焙烧铬铁矿资源工艺：将粉碎200目后的铬铁矿按1∶1.5吨比例加烧碱，添加1％的催化剂过氧化钠，在回转窑温度300---400度内进行低温纯氧法氧化焙烧，待转化率达到95-99％时进行稀释冷却，在煤油中进行萃取，过滤得到铬酸钠晶体和铁镁渣，溶于煤油中的氢氧化钠加洗碱液进行反萃，得到50％的氢氧化钠溶液返回系统循环使用；铬酸钠晶体和铁镁渣加水溶解后板框过滤，过滤溶液打入碳化塔，压入经过脱硫处理的二氧化碳，加压6公斤压力进行碳酸分解提铝；提铝后的铬酸钠溶液打入反应釜，加压4-6公斤二氧化碳酸化处理，碳酸化后的铬酸钠溶液蒸发浓缩结晶(代替传统工艺硫酸酸化法)，得到高品质的重铬酸钠；板框铁镁滤渣按渣水比1∶10加入经过活性炭处理的二氧化碳碳酸化生成副产品碳酸氢钠，碳酸氢钠和氢氧化镁反应生成碳酸氢镁溶液，板框过滤后滤液加温90-95度热解、干燥生成碳酸镁产品，也可进一步经转炉高温加热700-900℃制成氧化镁，电解制成金属镁。滤饼烘干得到含三氧化二铁在65-70％以上的铁精粉。

二、铬渣无害化处理深度利用工艺：铬渣粉碎80-100目，按1∶0.8加碳酸氢钠搅拌均匀，添加0.1％的过氧化钠催化剂，在转窑经600---800度煅烧1-2小时，冷却后按固液比1∶0.6加水浸泡过滤澄清，澄清液加热40-60度，按照1∶1的比例添加氢氧化铝晶体，在反应罐内，压入一种经过活性炭处理的二氧化碳，在常压下进行进行碳酸分解除铝，过滤洗涤氢氧化铝产品加工包装；过滤液加任意一种还原剂(甲醛淀粉蔗糖)还原六价铬后生成无水氢氧化铬，过滤干燥煅烧得到高品质(不含硫铁)99％以上三氧化二铬产品；滤液(含碳酸氢钠和碳酸氢镁)热解萃取提镁后，将碳酸氢钠滤液浓缩成含量为30％的碳酸氢钠返回系统配料(代替原料)，做到铬渣铬资源转化率由传统工艺70％提高到95％以上，铝回收率98％，镁回收率在75％以上，剩余不含六价铬的尾渣做精铁粉或做水泥混合材料。

具体实施方式

如发明内容一所述，将粉碎200目后的铬铁矿按照1∶1.5吨的比例加烧碱，按照比例系数1％添加催化剂过氧化钠，在回转窑温度300---400度内进行低温纯氧法氧化焙烧，待转化率达到95-99％时进行稀释冷却，在煤油中进行萃取，过滤得到铬酸钠晶体和铁镁渣、溶于煤油中的氢氧化钠加洗碱液进行反萃，得到50％的氢氧化钠溶液返回系统循环使用；铬酸钠晶体铁镁渣加水溶解后板框过滤，过滤溶液打入碳化塔，压入经过活性炭脱硫处理的二氧化碳，加压6公斤进行碳酸化分解提铝；提铝后的铬酸钠溶液打入反应釜，加压4-6公斤二氧化碳酸化处理，碳酸化溶液蒸发浓缩结晶(代替传统工艺硫酸酸化法)，得到高品质重铬酸钠；板框压滤的铁镁滤渣，按渣水比1∶10搅拌打入碳化塔，加入经过活性炭脱硫处理的二氧化碳碳酸化，生成副产品碳酸氢钠、碳酸氢钠和氢氧化镁反应生成碳酸氢镁溶液，碳酸氢镁溶液在90-95℃的温度中加热分解结晶、压滤、干燥成为碳酸镁产品，也可进一步经转炉高温加热700-900℃制成氧化镁，电解制成金属镁。滤饼烘干得到含三氧化二铁在65-70％以上的铁精粉。

如发明内容二所示：铬渣粉碎80-100目，按1∶0.8加碳酸氢钠搅拌均匀，添加0.1％的过氧化钠催化剂，在转窑经600---800度煅烧1-2小时，冷却后按固液比1∶0.6加水浸泡过滤澄清，澄清液加热40-60度，按1∶1的比例添加氢氧化铝晶体，加入反应罐罐内，压入一种经过活性炭脱硫处理的二氧化碳，在常压下进行进行碳酸分解除铝，过滤洗涤氢氧化铝产品包装；滤液加任意一种还原剂(甲醛淀粉蔗糖)还原六价铬后生成无水氢氧化铬，过滤干燥煅烧得到高品质(不含硫铁)99％以上三氧化二铬产品；滤液(含碳酸氢钠和碳酸氢镁)热解萃取提镁后，将碳酸氢钠滤液浓缩成含量为30％的碳酸氢钠返回系统配料(代替原料)，做到铬渣铬资源转化率有传统工艺70％提高到95％以上，铝回收率98％，镁回收率在75％以上，剩余不含六价铬的尾渣做精铁粉或做水泥混合材。

Claims (2)

1.低温法转窑纯氧焙烧铬铁矿资源深度利用新技术其特征是：将粉碎200目后的铬铁矿按1∶1.5吨比例加烧碱、添加1％的过氧化钠催化剂，在回转窑温度300---400度内进行低温纯氧法氧化焙烧，待转化率在95-99％时进行稀释冷却在煤油中进行萃取，过滤得到铬酸钠晶体和铁镁渣，溶于煤油中的氢氧化钠加洗碱液进行反萃得到50％的氢氧化钠溶液返回系统循环使用；铬酸钠晶体和铁镁渣加水溶解后板框过滤，溶液打入碳化塔，压入经过处理的二氧化碳，在6个压力，进行碳酸分解提铝；提铝后的溶液打入反应釜，加压4-6公斤二氧化碳酸化处理，蒸发浓缩结晶(代替传统工艺硫酸酸化法)得到高品质重铬酸钠；板框铁镁滤渣按渣水比1∶10加入二氧化碳碳酸化生成副产品碳酸氢钠、碳酸氢钠和氢氧化镁反应生成碳酸氢镁溶液，板框过滤后滤液热解生成碳酸镁产品，也可进一步经转炉高温加热700-900℃制成氧化镁，电解制成金属镁。滤饼烘干得到含三氧化二铁在65-70％以上的铁精粉。

2.铬渣无害化处理深度利用技术：铬渣粉碎80-100目，按1∶0.8加碳酸氢钠搅拌均匀，添加0.1％的催化剂，在转窑经600---800度煅烧1-2小时，冷却后按固液比1∶0.6加水浸泡过滤澄清，澄清液加热40-60度，添加一定量的氢氧化铝晶体，在反应罐内，压入一种经过脱硫处理的二氧化碳，在常压下进行进行碳酸分解除铝，过滤洗涤氢氧化铝产品包装；滤液加任意一种还原剂(甲醛 淀粉 蔗糖)还原六价铬后生成无水氢氧化铬，过滤干燥煅烧得到高品质(不含硫铁)99％以上三氧化二铬产品；滤液(含碳酸氢钠和碳酸氢镁)热解萃取提镁后，将碳酸氢钠滤液浓缩成含量为30％的碳酸氢钠返回系统配料使用。