CN102627328B - 提高无钙焙烧铬转化速率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高无钙焙烧铬转化速率的方法，以解决传统无钙焙烧工艺返渣填加量大、焙烧温度高、窑内液相成分高以及铬转化率低等缺点。本发明在无钙焙烧混料中加入添加剂（铬酸酐或者锰矿石），能起到加快焙烧反应速率，降低焙烧反应温度及提高铬转化率。本发明比较传统的无钙焙烧工艺，在节能环保方面独具优势，具有非常明显的社会、环境和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于无机盐铬盐生产领域，具体涉及一种提高无钙焙烧铬转化速率的方法。
背景技术
目前铬盐生产主要有有钙焙烧和无钙焙烧两种方法。无钙焙烧工艺相比有钙焙烧工艺因不添加含钙物质，最大的缺点是：1、铬的转化率较低，一般70～75%，而有钙焙烧铬转化率可达到90%以上；2、焙烧温度不可过高，当温度较高是虽然铬转化率可提高，但窑内液相成分加大，容易在窑内结圈，影响生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高无钙焙烧铬转化速率的方法，以解决传统无钙焙烧工艺返渣填加量大、焙烧温度高、窑内液相成分高以及铬转化率低等缺点。
本发明一种提高无钙焙烧铬转化速率的方法，其特征在于它包括以下步骤：
A、将铬铁矿、纯碱、返渣、添加剂混匀；
B、将混料投入回转窑在1100～1150℃温度下焙烧2～5小时；
C、焙烧得到的熟料经研磨后浸取，浸出液进入后工序生产铬盐产品，渣经洗涤分选堆存处理。
作为本发明的改进，所述步骤A中的铬铁矿、返渣和添加剂在混料前磨细至200目（74μm），通过率大于95%。
作为本发明的进一步改进，所述步骤A中的添加剂为铬酸酐或者锰矿石。所述步骤A中的添加剂为铬酸酐时，铬铁矿、纯碱、返渣、铬酸酐的质量比为20:17:62:2。所述步骤A中的添加剂为锰矿石时，铬铁矿、纯碱、返渣、锰矿石的质量比为20:17:62:5。
本发明机理如下：
铬铁矿制铬酸钠是一个氧化过程，由于铬铁矿中的铬为三价态，可用Cr2O3代表，其反应用下式简单示意：
Cr2O3（固）+ 碱+ 氧或氧化剂（气或固）＝ 铬酸钠
此示意式表明生成铬酸钠的反应是在铬尖晶石晶体表面（晶面、界面）上进行的非均相反应。非均相反应的历程有以下步骤：反应物碱及氧（或氧化剂）迁移至铬尖晶石界面（外扩散），铬尖晶石内部的三价铬离子迁移到达晶体界面（内扩散），反应物同三价铬离子在界面进行化学反应，反应产物铬酸钠（及二氧化碳或其他阴离子等）离开界面（外扩散）为新的化学反应腾出空间。除这些基本步骤外，还有一些其他步骤，如氧气在熔液中的溶解等。有钙焙烧时，这种非均相反应速率较快，但无钙焙烧时因不添加钙质，这种非均相反应速率较慢。
本发明在无钙焙烧混料中加入添加剂（铬酸酐或者锰矿石）混匀后在一定温度下氧化焙烧。焙烧熟料浸取，浸出液加工生产铬盐产品，铬渣洗涤后生产其他产品。本发明在无钙焙烧混料中加入添加剂能起到加快焙烧反应速率，降低焙烧反应温度及提高铬转化率。本发明比较传统的无钙焙烧工艺，在节能环保方面独具优势，具有非常明显的社会、环境和经济效益。
具体实施方式
下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以如何方式限制本发明。
实施例1
将南非铬铁矿（主要化学组分为：Cr2O342.8%，Fe2O3 22.6%，MgO 8.22%，Al2O3 18.62%，SiO2 3.46%，V2O5 0.33% ）与自产返渣、金昌纯碱（Na2CO3含量：98.62%）及铬酸酐研磨至200目通过率大于95%以上，按铬铁矿、纯碱、返渣、添加剂的质量比为20:17:62:2的比例，混合均匀。投入回转窑在1100℃温度下通入空气，物料在窑内焙烧停留时间5小时，物料不结壁。焙烧熟料中铬的氧化率由不加入添加剂的75.2%升高到86.8%。熟料加水浸取，浸出液进入后工序生产铬盐产品，渣经洗涤后六价铬带损0.23%，渣中总铬含量4.22%。
实施例2
将南非铬铁矿（主要化学组分为：Cr2O3 42.8%，Fe2O3 22.6%，MgO 8.22%，Al2O3 18.62%，SiO2 3.46%，V2O5 0.33% ）与自产返渣、金昌纯碱（Na2CO3含量：98.62%）及铬酸酐研磨至200目通过率大于95%以上，按铬铁矿、纯碱、返渣、添加剂的质量比为20:17:62:2的比例，混合均匀。投入回转窑在1150℃温度下通入空气，物料在窑内焙烧停留时间4小时，物料不结壁。焙烧熟料中铬的氧化率由不加入添加剂的76.0%升高到87.5%。熟料加水浸取，浸出液进入后工序生产铬盐产品，渣经洗涤后六价铬带损0.18%，渣中总铬含量3.89%。
实施例3
将南非铬铁矿（主要化学组分为：Cr2O3 42.8%，Fe2O3 22.6%，MgO 8.22%，Al2O3 18.62%，SiO2 3.46%，V2O5 0.33% ）与自产返渣、金昌纯碱（Na2CO3含量：98.62%）及锰矿石研磨至200目通过率大于95%以上，按铬铁矿、纯碱、返渣、添加剂的质量比为20:17:62:5的比例，混合均匀。投入回转窑在1100℃温度下通入空气，物料在窑内焙烧停留时间2小时，物料不结壁。焙烧熟料中铬的氧化率由不加入添加剂的75.3%升高到89.2%。熟料加水浸取，浸出液进入后工序生产铬盐产品，渣经洗涤后六价铬带损0.21%，渣中总铬含量3.68%。
实施例4
将南非铬铁矿（主要化学组分为：Cr2O3 42.8%，Fe2O3 22.6%，MgO 8.22%，Al2O3 18.62%，SiO2 3.46%，V2O5 0.33% ）与自产返渣、金昌纯碱（Na2CO3含量：98.62%）及锰矿石研磨至200目通过率大于95%以上，按铬铁矿、纯碱、返渣、添加剂的质量比为20:17:62:5的比例，混合均匀。投入回转窑在1150℃温度下通入空气，物料在窑内焙烧停留时间3小时，物料不结壁。焙烧熟料中铬的氧化率由不加入添加剂的75.0%升高到88.5%。熟料加水浸取，浸出液进入后工序生产铬盐产品，渣经洗涤后六价铬带损0.16%，渣中总铬含量3.25%。
Claims (3)
1.一种提高无钙焙烧铬转化速率的方法，其特征在于它包括以下步骤：
A、将铬铁矿、纯碱、返渣、添加剂混匀；
B、将混料投入回转窑在1100～1150℃温度下焙烧2～5小时；
C、焙烧得到的熟料经研磨后浸取，浸出液进入后工序生产铬盐产品，渣经洗涤分选堆存处理；
所述步骤A中的铬铁矿、返渣和添加剂在混料前磨细至200目；
所述步骤A中的添加剂为铬酸酐或者锰矿石。
2.根据权利要求1所述的提高无钙焙烧铬转化速率的方法，其特征在于：所述步骤A中的添加剂为铬酸酐时，铬铁矿、纯碱、返渣、铬酸酐的质量比为20:17:62:2。
3.根据权利要求1所述的提高无钙焙烧铬转化速率的方法，其特征在于：所述步骤A中的添加剂为锰矿石时，铬铁矿、纯碱、返渣、锰矿石的质量比为20:17:62:5。
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