CN102627329B - 一种用无钙填料提高铬盐回转窑铬的转化率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用无钙填料提高铬盐回转窑铬的转化率的方法，以解决现有填料存在的对回转窑炉瘤清除效果不好的问题。它包括以下步骤：将铬铁矿、纯碱、无钙铬渣在回转窑焙烧后的熟料经破碎、湿磨浸取，所得浆液经分选为粗铬渣浆液与细铬渣浆液，粗铬渣浆液经橡胶带式过滤机过滤洗涤，得到粗铬渣；细铬渣浆液经压榨式过滤机过滤洗涤，得到细铬渣，用于冶炼含铬铸铁；将粗铬渣送至阳光暖棚储存；将储存时间达到6～24个月的粗铬渣烘干；烘干后磨至74微米以下，称为“返渣”，按比例返回铬盐回转窑焙烧。本发明的重要意义关键在于粗铬渣堆存风化一定期限后，可使铬盐回转窑铬的转化率由70%提高到80～85%，提高铬铁矿的利用率，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于铬盐行业，尤其是在无钙焙烧领域，具体地说是一种用无钙填料提高铬盐回转窑铬的转化率的方法。
背景技术
工业重铬酸钠的生产方法一般分为两种，有钙焙烧和无钙焙烧。两种方法都是将铬铁矿通过回转窑氧化焙烧使其中的Cr2O3与纯碱反应生成铬酸钠。因铬酸钠和纯碱熔点都较低（纯碱熔点为849℃，铬酸钠熔点为798℃），形成的低共熔物熔点仅为655℃，远低于回转窑的焙烧温度1100~1150℃，这种熔液覆盖在未反应的铬铁矿颗粒表面，即阻碍氧化反应继续进行，又使炉料严重烧结并粘附在回转窑内壁，形成炉瘤。
一般来说，炉料熔液含量超过30%时，大量炉瘤沉积在回转窑内壁，形成环状炉瘤——结圈，严重阻挡炉料前移，使焙烧过程无法继续进行。
填料又称熔液稀释剂或熔液分散剂，其作用一方面将炉料熔液含量降至30%，减少炉瘤生成，避免结圈；另一方面将大部分熔液分散在填料表面，使覆盖在未反应铬铁矿表面的液膜减薄，利于氧气到达未反应铬铁矿表面，促使氧化反应不断进行。
有钙焙烧的填料一般为含钙物质，如白云石、石灰石或者CaO；无钙焙烧的填料一般为熟料浸取分选出粗铬渣，不添加任何含钙物质。现有填料存在对回转窑炉瘤清除效果不好的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用无钙填料提高铬盐回转窑铬的转化率的方法，以解决现有填料存在的对回转窑炉瘤清除效果不好的问题。
本发明包括下列步骤：
A：分选
将铬铁矿、纯碱、无钙铬渣混匀，在回转窑内1焙烧4小时，焙烧温度1100℃~1150℃，所得熟料经破碎、湿磨浸取，磨至44~150微米，所得浆液经螺旋分级机分为粗铬渣浆液与细铬渣浆液，粗铬渣浆液经橡胶带式过滤机过滤洗涤，得到粒度在80~150微米的粗铬渣；粗铬渣占铬渣总量的60~65%。分选后的细铬渣浆液经压榨式过滤机过滤、洗涤，得到细铬渣，占铬渣总量的35~40%，细铬渣粒度在44~74微米，外排后的细铬渣用于冶炼含铬铸铁。
分选的目的是除去铬渣中铝硅酸镁钠和无定形物，回收高熔点的铬铁矿、镁铁矿作填料，如果铬渣不分选，直接作填料循环使用，铬渣中的铝硅酸镁钠易于配料中纯碱反应，生成硅酸钠熔液，增加了炉料熔液量，使炉料烧结、结圈的危险增加，使铬盐回转窑不能连续生产。所以无钙焙烧湿磨粗细铬渣的分选，是无钙焙烧铬盐回转窑能否正常运行的关键。
B：风化
将A步骤所得粗铬渣在封闭的阳光暖棚堆存风化6～24月；风化后的粗铬渣；
C：烘干
将B步骤风化后的粗铬渣大棚，在450℃～650℃烘干机烘干。
D: 配料
将C步骤烘干后的粗铬渣磨细至44~74微米，粗铬渣与铬铁矿、纯碱进入铬盐回转窑焙烧。
作为本发明的改进，所述步骤A中铬铁矿、纯碱、无钙铬渣粗铬渣的质量百分比为27:20：50～53。
作为本发明的改进，所述步骤A中焙烧的熟料按液固比65：35湿磨浸取。
作为本发明的改进，所述步骤C烘干后的粗铬渣水份的质量百分含量不大于2-5。
粗铬渣的主要成分为未反应的铬铁矿（分子式:Mg［Cr,Al,Fe］2O4）、镁铁矿（分子式:Mg［Fe, Al］2O4）和方镁石（分子式:MgO），其熔点分别为1700℃，1750℃，2800℃，均高于焙烧温度1100~1150℃，适宜作填料；细铬渣的主要成分为未反应的铬铁矿超细颗粒（分子式:Mg［Cr,Al,Fe］2O4）、铝硅酸镁钠（分子式:Na4MgAl2Si3O12）、无定形物（溶有Mg，Al，Fe 的Na2SiO3），铝硅酸镁钠熔点为1200℃，无定形物熔点为500℃，不宜作填料。
粗铬渣的化学成份见表一，细铬渣的化学成份见表二：
表一
表二
本发明的关键点在于将湿磨分选过滤所得粗铬渣经阳光暖棚堆存风化，作为填料返回铬盐回转窑焙烧，经过生产实践，粗铬渣在阳光暖棚中堆存过程中，随着时间的推移，粗铬渣缓慢失去部分水分，在空气当中逐渐风化，在回转窑烘干过程中，粗铬渣逐步释放水分和气体，使粗铬渣颗粒表面逐渐形成微孔，使粗铬渣进一步疏松，可达到填料的最佳效果。粗铬渣由粗铬渣经堆存风化、烘干、磨细所制，由于粗铬渣的储存期限的长短，直接影响无钙焙烧熟料铬的转化率提高，粗铬渣储存时间越久，返渣作为填料性能越好。具体表现在铬盐回转窑不结圈，回转窑可连续运行；无钙焙烧熟料水溶铬的可由12%提高至14~15%，可将无钙焙烧熟料中铬的转化率（三氧化二铬转化为铬酸钠的比率）由68%～72%提高到80%～85%，直接提高了铬铁矿的利用率，满足稳产高产的生产需求。
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
A:分选
按质量份数配料：铬铁矿27份、纯碱20份、无钙铬渣53份，混匀，在回转窑内1100℃焙烧4小时，所得熟料经破碎、按液固比65：35湿磨浸取，磨至44~150微米，所得浆液经螺旋分级机分为粗铬渣浆液与细铬渣浆液，粗铬渣浆液经橡胶带式过滤机过滤洗涤，得到粗铬渣，其粒度在150微米；
B：风化
将A步骤所得80~150微米粗铬渣在封闭的阳光暖棚堆存风化24月；
C：烘干
将B步骤风化后的粗铬渣大棚，在650℃烘干机烘干，水份为3w%；
D: 配料
将C步骤烘干后的粗铬渣磨细至74微米，粗铬渣作为填料返回铬盐回转窑与铬铁矿、纯碱焙烧。
本实施例铬铁矿、纯碱、无钙铬渣配料生产的粗铬渣储存时间见下表：
通过上表数据表明：刚产生的铬渣配料后，投入焙烧窑内烧制的熟料坚硬，水溶铬较低，铬转化率较低，烧过程中物料粘度较大，出现窑内结圈，不能用，随着放置时间的加长水溶铬升高，铬转化率升高，窑内物料疏松，利用焙烧。
实施例2
A:分选
按质量份数配料：铬铁矿27份、纯碱23份、无钙铬渣50份，混匀，在回转窑内1150℃焙烧4小时，所得熟料经破碎、按液固比65：35湿磨浸取，磨至44~150微米，所得浆液经螺旋分级机分为粗铬渣浆液与细铬渣浆液，粗铬渣浆液经橡胶带式过滤机过滤洗涤，得到粗铬渣，其粒度在80微米；
B：风化
将A步骤所得80~150微米粗铬渣在封闭的阳光暖棚堆存风化6月；
C：烘干
将B步骤风化后的粗铬渣大棚，在450℃烘干机烘干，水份为5w%；
D: 配料
将C步骤烘干后的粗铬渣磨细至44微米，粗铬渣作为填料返回铬盐回转窑与铬铁矿、纯碱焙烧。
本实施例铬铁矿、纯碱、无钙铬渣配料生产的粗铬渣储存时间见下表：
通过上表数据表明：刚产生的铬渣配料后，投入焙烧窑内烧制的熟料坚硬，水溶铬较低，铬转化率较低，烧过程中物料粘度较大，出现窑内结圈，不能用，随着放置时间的加长水溶铬升高，铬转化率升高，窑内物料疏松，利用焙烧。
实施例3
A:分选
按质量份数配料：铬铁矿27份、纯碱21份、无钙铬渣52份，混匀，在回转窑内1125℃焙烧4小时，所得熟料经破碎、按液固比65：35湿磨浸取，磨至44~150微米，所得浆液经螺旋分级机分为粗铬渣浆液与细铬渣浆液，粗铬渣浆液经橡胶带式过滤机过滤洗涤，得到粗铬渣，其粒度在110微米；
B：风化
将A步骤所得80~150微米粗铬渣在封闭的阳光暖棚堆存风化15个月；
C：烘干
将B步骤风化后的粗铬渣大棚，在550℃烘干机烘干，水份为4w%；
D: 配料
将C步骤烘干后的粗铬渣磨细至60微米，粗铬渣作为填料返回铬盐回转窑与铬铁矿、纯碱焙烧。
本实施例铬铁矿、纯碱、无钙铬渣配料生产的粗铬渣储存时间见下表：
通过上表数据表明：刚产生的铬渣配料后，投入焙烧窑内烧制的熟料坚硬，水溶铬较低，铬转化率较低，烧过程中物料粘度较大，出现窑内结圈，不能用，随着放置时间的加长水溶铬升高，铬转化率升高，窑内物料疏松，利用焙烧。
以上生产实践看出：橡胶带式过滤机所得粗铬渣在封闭的阳光暖棚中自然堆存风化6-24月，随着时间的推移，粗铬渣缓慢失去部分水分，在空气当中逐渐风化，变得疏松，在烘干时释放水分与气体，使铬渣颗粒中表面形成微孔，再经烘干，磨至44~74微米以下，作为填料返回铬盐回转窑，达到好的填料效果。从生产数据得出，以堆存期限达到0.5～2年粗铬渣作返渣，无钙焙烧熟料中铬的转化率（三氧化二铬转化为铬酸钠的比率）达到80～85%；以堆存期限不足0.5年粗铬渣作返渣，无钙焙烧熟料中铬的转化率（三氧化二铬转化为铬酸钠的比率）为68～72%。
Claims (2)
1.一种用无钙填料提高铬盐回转窑铬的转化率的方法，其特征在于它包括下列步骤：
A、分选
将铬铁矿、纯碱、无钙铬渣混匀，在回转窑内焙烧4小时，焙烧温度1100℃~1150℃，所得熟料经破碎、湿磨浸取，磨至44~150微米，所得浆液经螺旋分级机分为粗铬渣浆液与细铬渣浆液，粗铬渣浆液经橡胶带式过滤机过滤洗涤，得到粒度在80~150微米的粗铬渣；
B、风化
将A步骤所得粗铬渣在封闭的阳光暖棚堆存风化6～24月；
C、烘干
将B步骤阳光暖棚风化好的粗铬渣，在温度450℃～650℃下烘干，烘干后的粗铬渣水份的质量百分含量为2-5；
D、 配料
将C步骤烘干后的粗铬渣磨细至44~74微米，磨细的粗铬渣作为返渣与铬铁矿、纯碱进入铬盐回转窑焙烧；
所述步骤A中铬铁矿、纯碱、无钙铬渣的质量百分比为27:20：50～53。
2.根据权利要求1所述的一种用无钙填料提高铬盐回转窑铬的转化率的方法，其特征在于：所述步骤A中焙烧的熟料按液固比65：35湿磨浸取。
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