CN1104258A - 无钙造粒焙烧铬盐生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是一种无钙焙烧造粒加工铬铁矿的工艺 方法。是将铬铁矿、纯碱、铬渣混匀，加入促进剂硝酸 钠，喷上碱溶液造粒，粒料烘干后进行焙烧，浸取过滤 后，铬渣不经任何分选70％直接返回配料工序做填 料使用。本发明排渣量＜0.8吨渣/吨产品，渣中六 价铬＜0.2％。

Description

本发明为无钙造粒焙烧加工铬铁矿的生产工艺方法。

当今铬盐生产均以钙质填料（石灰石和白云石）同铬铁矿、纯碱及少部分铬渣混合粉料焙烧（简称传统工艺）。该工艺生产铬盐排渣量大（大约2.5～3吨渣/吨产品），铬渣中含有水不溶的铬酸钙，并含有六价铬高达2～3%（以三氧化二铬计）。大量铬渣中的六价铬难以解毒治理，造成对环境的严重污染。

为解决铬盐生产严重污染环境的问题，对有钙焙烧的传统工艺做了大量研究。美国和日本做了少加钙质填料的少钙焙烧研究，使铬渣排放量减少到2吨渣/吨产品左右，但渣中含铬酸钙和六价铬的问题没有解决。目前西方国家仍达不到铬渣无毒排放。

中国研究无钙焙烧铬铁矿加工生产铬盐的专利（85102681）解决了铬渣中含铬酸钙的问题，并可以减少铬渣排放量，降低铬渣中六价铬的含量。但该专利方法采用的是粉料焙烧工艺，在1200℃焙烧2～3小时，铬氧化率仍超不过90%，铬矿资源利用率不高。该工艺能耗高，并且以粉料形式在回转窑中焙烧，炉料部分熔融为液相，易使炉料结壁，至使焙烧设备不仅复杂，而且难以操作，工业生产流程不易打通。另外，该专利铬渣还需经过分选（如酸选、重选、磁选）处理才能返回做填料使用。为此，对铬铁矿的无钙焙烧工艺应进一步改进。

本发明的目的是进一步对铬铁矿的焙烧工艺进行改进，达到焙烧不结圈（即不结壁），提高铬氧化率和铬矿资源利用率，缩短焙烧时间，降低能耗，铬渣排放量少，/铬渣中六价铬含量低并易解毒处理，使铬盐生产污染环境的问题得到控制和有效的处理。

本发明以铬铁矿、纯碱、铬渣（不需经任何分选方法处理的铬渣）为炉料，加入促进剂硝酸钠，并以碱溶液为造粒剂，将炉料造粒，粒料经烘干后，在回转窑中焙烧。焙烧后的炉料（称为熟料）冷却、破碎，加含铬洗水进行湿滤浸取，浆液过滤，滤液再经加工制成铬盐产品;滤渣即铬渣不用经任何分选，直接将其中70%（wt）返回做填料使用，余下30%的铬渣不含铬酸钙成份，六价铬含量＜0.2%，极易用湿法解毒。

本发明所用的浸取过滤后的铬渣不需要经过任何分选措施如酸选、重选、磁选等，直接可返回焙烧工序做填料使用。返回做填料使用的铬渣一般占滤出铬渣总量的70%（重量），这部分铬渣需磨细至过100目筛，与铬铁矿的细度相同，然后才能与铬铁矿、纯碱混合造粒。铬铁矿、纯碱、铬渣的配比需要控制在100∶75～80∶210～240（重量）范围内，在造粒前三种物料要充分混合均匀。

促进剂硝酸钠的使用量一般为炉料的总重量的1～5%（重量），它可以直接混于炉料中，也可以与烧碱一起配制成混合溶液，在造粒时喷于炉料中。

烧碱溶液的浓度一般控制在5～8%（重量）范围内，它可以单独使用，在造粒时喷于炉料中起造粒剂的作用;也可以与促进剂硝酸钠溶液混合，还可以与碳酸钠溶液混合或者三种溶液同时混合，造粒时喷于炉料中。碳酸钠溶液浓度一般控制在1.5～2.5%（重量）范围内。

本发明将炉料造粒，要求控制粒料的粒径在φ5～8mm范围内。成粒后在100～400℃下烘干，干粒应保持有足够的强度，使之在回转窑中焙烧中不至于粉碎。干粒料的强度一般控制在4～15Kg/粒范围内为宜。

本发明由于采用粒料焙烧，焙烧的最高温度不超过1150℃，一般控制在1000～1150℃，焙烧时间10～20分钟即可。

采用本发明的焙烧工艺，可以降低焙烧温度，缩短焙烧时间，进而显著降低能耗。炉料焙烧时不结圈，使焙烧操作易于控制;铬氧化率可以达到90～96%，提高了铬矿资源的利用率。排放的铬渣中不含铬酸钙，排放量＜0.8吨渣/吨产品，铬渣中六价戈含量＜0.2%，并易解毒。

实例1

铬铁矿（Cr₂O₃≥45%）粉碎至100目，纯碱、铬渣磨细至100目，硝酸钠四种物料混合均匀，其物料配比为铬铁矿∶纯碱∶铬渣∶硝酸钠＝100∶76∶215∶4（重量）。用10%的烧碱溶液喷雾造粒（＞25℃），粒径φ5～8mm，在200℃下烘干，干粒强度8～15Kg/粒，粒料在1150℃回转窑中焙烧10分钟，不结圈。熟料铬氧化率94%。经浸取过滤，铬渣中不含铬酸钙，六价铬浸出率在99.7%以上。可将其中70%的铬渣返回做填料使用，剩余铬渣用湿法解毒排放。

实例2

原料同实例1。铬铁矿∶纯碱∶铬渣＝100∶78∶238，用8%的烧碱和5%的硝酸钠混合溶液喷雾造粒，粒径φ5～8mm，在250℃下烘干，干粒强度6～10Kg/粒，粒料在1050℃回转窑中焙烧20分钟，不结圈。铬氧化率≥95%，六价铬浸出率＞99.5%。

实例3

配料条件同实例2。用含6%的烧碱、2.5%的硝酸钠和1.5%的碳酸钠混合溶液喷雾造粒，其余条件同实例1。铬氧化率92%，六价铬浸出率＞99.6%。

实例4

原料同实例1。铬铁矿∶纯碱∶铬渣∶硝酸钠＝100∶78∶236∶5。先将纯碱和硝酸钠混合，再同铬铁矿混合，最后同铬渣混合。用含6.5%的烧碱和2%碳酸钠混合溶液喷雾造粒，焙烧条件同实例1，粒料不结圈。铬氧化率94%，六价铬浸出率＞99.6%。

以上实例中所用铬渣全部为没经任何分选的铬渣。

Claims (4)

1、一种无钙焙烧加工铬铁矿的工艺方法，是以铬铁矿、纯碱、铬渣混合为炉料进行焙烧，其特征是在炉料中加入促进剂硝酸钠，并以碱溶液为造粒剂，将炉料造粒，烘干，然后在1100～1150℃焙烧，熟料浸取过滤后，铬渣不经分选70%返回配料使用。

2、一种如权利要求1所述的方法，其特征是炉料的组成配比为铬铁矿∶纯碱∶铬渣＝100∶75～80∶210～240。

3、一种如权利要求1所述的方法，其特征是促进剂硝酸钠的使用量为炉料总重量的1～15%，它可以直接混于炉料中，也可以与烧碱配成混合溶液在造粒时喷于炉料中。

4、一种如权利要求1所述的方法，其特征是烧碱溶液的浓度为重量百分浓度的5～10%，它可以单独使用，也可以与硝酸钠、碳酸钠配成混合溶液一起使用。