CN112661186A - 一种铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法 - Google Patents

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马顺友
白礼太
刘阳
高翔
李泰辰
樊诗贤
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Abstract

本发明公开了一种铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，包括：将喷氧管架在回转窑中温区和高温区底部；将铬铁矿、纯碱和铬渣按比例加入到回转窑中，同时加入添加剂；启动回转窑，使混合物料依次经过低温区、中温区、高温区，混合物料经过中温区和高温区时，均用喷氧管鼓入65～90％的富氧；焙烧后的物料经过湿磨、旋流器分级、固液分离得到铬酸钠碱性液和铬渣。本发明在无钙富氧焙烧的工艺的基础，添加一种添加剂，扩大铬原料来源的同时增加有价元素的提取量；较低的碱加入量会导致铬酸钠中游离碱量降低；在中温区和高温区从底部鼓入氧气，能使氧气更好的与熔融态亚铬酸钠接触反应生成铬酸钠，使焙烧反应更加彻底，迅速，提高铬转化率，减少排渣量。

Description

一种铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法
技术领域
本发明涉及到一种铬铁矿焙烧的方法，尤其涉及到一种铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法。
背景技术
铬铁矿是铬和铁的氧化物矿物，化学组成为(Mg，Fe)Cr2O4，质黑，硬度大，半金属光泽，外表像磁铁矿。在化学工业上主要用来生产重铬酸钾，进而制取其它铬化合物，用于颜料、纺织、电镀、制革等工业。铬铁矿无钙焙烧工艺是在氧气和碳酸钠的条件下，以循环返渣作为填料，对铬铁矿进行焙烧。
专利201611060495.2中叙述了一种富氧或纯氧焙烧的方法，在高温区鼓入95％以上的氧气。此方法在无钙焙烧的基础上，只在回转窑的高温区鼓入氧气，原料比例及其它生产工艺均未改变。由于鼓入氧气是从窑上方鼓入，容易造成氧气与原料不能充分接触，导致反应不完全；同时，只在高温区鼓入氧气，也会造成第二阶段反应不充分。
底吹富氧低碱焙烧是在无钙富氧焙烧的基础上发展起来的，继承了无钙富氧焙烧工艺的优点，同时可以节约能源，提高热效率，更加经济。因此，底吹富氧低碱焙烧是一种有优势和发展前景的铬铁矿焙烧工艺。
发明内容
在铬铁矿无钙焙烧的基础上，本发明旨在提供一种铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，添加一种氧化剂，按照无钙焙烧机理，改变现有原料的比例和氧气鼓入方式，提高铬转化率，生产效率，降低生产成本。
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，包括以下步骤：
步骤一、将喷氧管架在回转窑中温区和高温区底部；
步骤二、将铬铁矿、纯碱和铬渣按比例加入到回转窑中，同时加入添加剂；
步骤三、启动回转窑，使步骤二的混合物料依次经过低温区、中温区、高温区，混合物料经过中温区和高温区时，均用喷氧管鼓入65～90％的富氧；
步骤四、焙烧后的物料经过湿磨、旋流器分级、固液分离得到铬酸钠碱性液和铬渣。
优选的是，所述喷氧管安装在回转窑中间的底部和窑头的底部。
优选的是，所述铬铁矿、纯碱和铬渣的质量比为1:0.5～0.7:1.8～2.2。
优选的是，所述添加剂为提钒铬渣或铬钒污泥，所述提钒铬渣或铬钒污泥中铬含量以Cr2O3为5～45wt％；所述添加剂的用量为铬铁矿质量的0.05～50％。
优选的是，所述回转窑的窑尾为低温区，中间为中温区，窑头为高温区。
优选的是，所述低温区的温度为400～550℃，中温区温度为550～800℃，高温区温度为800～1200℃。
优选的是，所述混合物料经过回转窑的时间为2～4h。
优选的是，所述步骤四中，得到的铬渣经过湿磨、旋流器分流、烘干处理后得到下一次反应的铬渣。
优选的是，所述步骤二中的过程替换为：将铬铁矿、纯碱、铬渣和添加剂加入低温搅拌球磨机的球磨罐中，然后加入氧化锆磨球，以液氮为球磨介质进行球磨，将球磨后的混合物料加入到回转窑中；在球磨过程中使铬铁矿、纯碱、铬渣和添加剂全部浸没在液氮中，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定，搅拌球磨机转速为800～1000r/min，球料比12～15：1，球磨时间为3～5h
本发明至少包括以下有益效果：本发明在无钙富氧焙烧的工艺的基础，添加一种添加剂，扩大铬原料来源的同时增加有价元素的提取量；较低的碱加入量会导致铬酸钠中游离碱量降低；在中温区和高温区从底部鼓入氧气，能使氧气更好的与熔融态亚铬酸钠接触反应生成铬酸钠，使焙烧反应更加彻底，迅速，提高铬转化率，减少排渣量，降低生产成本。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1：
一种铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，包括以下步骤：
步骤一、将喷氧管架在回转窑中温区和高温区底部；
步骤二、将270g磨成200目的铬铁矿、270g铬渣和200g碳酸钠搅拌混合后放置给料螺旋装置中，并加入到回转窑中，同时加入提钒铬渣0.27g；所述提钒铬渣中铬含量以Cr2O3为22.5wt％；
步骤三、启动回转窑，使步骤二的混合物料依次经过低温区、中温区、高温区，混合物料经过中温区时，在中温区底部鼓入60％的氧气，经过高温区时，在高温区底部鼓入90％的氧气；低温区的温度为455℃，中温区温度为800℃，高温区温度为1100℃；
步骤四、反应完成物料与570L水湿磨，旋流器分流，过滤，分别得到铬酸钠料液和铬渣；检测铬的转化率达到92.03％。
实施例2：
一种铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，包括以下步骤：
步骤一、将喷氧管架在回转窑中温区和高温区底部；
步骤二、将270kg磨成200目的铬铁矿、270kg铬渣和200kg碳酸钠搅拌混合后放置给料螺旋装置中，并加入到回转窑中，同时加入提钒铬渣0.27kg；所述提钒铬渣中铬含量以Cr2O3为22.5wt％；
步骤三、启动回转窑，使步骤二的混合物料依次经过低温区、中温区、高温区，混合物料经过中温区时，在中温区底部鼓入60％的氧气，经过高温区时，在高温区底部鼓入90％的氧气；低温区的温度为455℃，中温区温度为800℃，高温区温度为1100℃；
步骤四、反应完成物料与570L水湿磨，旋流器分流，过滤，分别得到铬酸钠料液和铬渣；检测铬的转化率达到91.98％。
实施例3：
一种铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，包括以下步骤：
步骤一、将喷氧管架在回转窑中温区和高温区底部；
步骤二、将270kg磨成200目的铬铁矿、270kg铬渣和200kg碳酸钠搅拌混合后放置给料螺旋装置中，并加入到回转窑中，同时加入提钒铬渣0.15kg；所述提钒铬渣中铬含量以Cr2O3为22.5wt％；
步骤三、启动回转窑，使步骤二的混合物料依次经过低温区、中温区、高温区，混合物料经过中温区时，在中温区底部鼓入71％的氧气，经过高温区时，在高温区底部鼓入90％的氧气；低温区的温度为455℃，中温区温度为750℃，高温区温度为1200℃；
步骤四、反应完成物料与570L水湿磨，旋流器分流，过滤，分别得到铬酸钠料液和铬渣；检测铬的转化率达到92.34％。
实施例4：
一种铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，包括以下步骤：
步骤一、将喷氧管架在回转窑中温区和高温区底部；
步骤二、将270g磨成200目的铬铁矿、200g碳酸钠、270g铬渣和0.27g提钒铬渣加入低温搅拌球磨机的球磨罐中，然后加入氧化锆磨球，以液氮为球磨介质进行球磨，将球磨后的混合物料加入到回转窑中；在球磨过程中使铬铁矿、纯碱、铬渣和添加剂全部浸没在液氮中，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定，搅拌球磨机转速为1000r/min，球料比15：1，球磨时间为5h；所述提钒铬渣中铬含量以Cr2O3为22.5wt％；
步骤三、启动回转窑，使步骤二的混合物料依次经过低温区、中温区、高温区，混合物料经过中温区时，在中温区底部鼓入60％的氧气，经过高温区时，在高温区底部鼓入90％的氧气；低温区的温度为455℃，中温区温度为800℃，高温区温度为1100℃；
步骤四、反应完成物料与570L水湿磨，旋流器分流，过滤，分别得到铬酸钠料液和铬渣；检测铬的转化率达到95.24％。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。

Claims (9)

1.一种铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将喷氧管架在回转窑中温区和高温区底部；
步骤二、将铬铁矿、纯碱和铬渣按比例加入到回转窑中，同时加入添加剂；
步骤三、启动回转窑，使步骤二的混合物料依次经过低温区、中温区、高温区，混合物料经过中温区和高温区时，均用喷氧管鼓入65～90％的富氧；
步骤四、焙烧后的物料经过湿磨、旋流器分级、固液分离得到铬酸钠碱性液和铬渣。
2.根据权利要求1所述的铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，其特征在于，所述喷氧管安装在回转窑中间的底部和窑头的底部。
3.根据权利要求1所述的铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，其特征在于，所述铬铁矿、纯碱和铬渣的质量比为1:0.5～0.7:1.8～2.2。
4.根据权利要求1所述的铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，所述添加剂为提钒铬渣或铬钒污泥，所述提钒铬渣或铬钒污泥中铬含量以Cr2O3为5～45wt％；所述添加剂的用量为铬铁矿质量的0.05～50％。
5.根据权利要求1所述的铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，其特征在于，所述回转窑的窑尾为低温区，中间为中温区，窑头为高温区。
6.根据权利要求1所述的铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，其特征在于，所述低温区的温度为400～550℃，中温区温度为550～800℃，高温区温度为800～1200℃。
7.根据权利要求1所述的铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，其特征在于，所述混合物料经过回转窑的时间为2～4h。
8.根据权利要求1所述的铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，其特征在于，所述步骤四中，得到的铬渣经过湿磨、旋流器分流、烘干处理后得到下一次反应的铬渣。
9.根据权利要求1所述的铬铁矿底吹富氧低碱焙烧的方法，其特征在于，所述步骤二中的过程替换为：将铬铁矿、纯碱、铬渣和添加剂加入低温搅拌球磨机的球磨罐中，然后加入氧化锆磨球，以液氮为球磨介质进行球磨，将球磨后的混合物料加入到回转窑中；在球磨过程中使铬铁矿、纯碱、铬渣和添加剂全部浸没在液氮中，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定，搅拌球磨机转速为800～1000r/min，球料比12～15：1，球磨时间为3～5h。
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