一種焙燒溼法—火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法

2023-05-29 19:58:06 2

專利名稱：：一種焙燒溼法—火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法
技術領域：
：本發明涉及一種生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法，尤其涉及一種將生產鉻鹽的焙燒溼法與生產鉻鐵合金的火法有機結合起來以生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法。
背景技術：
：鉻鹽的生產方法主要包括有鈣焙燒工藝(鉻礦與鈣質填料和純鹼焙燒)和無鈣焙燒工藝(鉻礦與返渣和純鹼焙燒)。這其中，有鈣焙燒產生的有毒鉻渣量大(2.53噸渣/噸產品)，鉻渣中六價鉻含量達23%(以三氧化二鉻計)，由於鉻渣中的組分不適合綜合利用，因此對環境造成的嚴重汙染。無鈣焙燒工藝是改善有鈣焙燒對環境的汙染而發展起來的新技術，該技術排出的鉻渣量是有鈣焙燒的30%左右。雖然，有毒鉻渣的排出量大大減少，卻依然沒能實現鉻鹽生產的有毒物的零排放。以前的文獻中有提及到高爐處理鉻渣煉鐵的內容，但是這些方法處理的鉻渣是鉻鹽生產中沒有考慮到冶煉要求的鉻渣，該鉻渣成分複雜，也不穩定，例如鉻渣含鈉成分高，這給實際的冶煉帶來很多困難，缺乏實用價值。
發明內容本發明針對現有技術存在的缺欠，將傳統的有鈣鉻鹽焙燒與無鈣鉻鹽焙燒技術與鉻鐵合金的火法冶煉有機地結合起來，用最實用的方法，在生產鉻鹽及鉻鐵合金的同時實現工業生產意義上的真正的有毒鉻渣、廢液零排放的目的。本發明所述的焙燒溼法_火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法，包括以下步驟步驟一，將粗鉻鐵礦粉經機械輸送設備送入球磨機磨成直徑小於0.08mm的細鉻鐵礦粉；步驟二，將細鉻鐵礦粉與碳酸鈉混合為混合料，且所述碳酸鈉的質量為所述細鉻鐵礦粉中三氧化二鉻的理論量的0.560.60倍；步驟三，將上述混合料傳送至迴轉窯中，在1150°C120(TC的條件下焙燒形成一次焙燒熟料，並使鉻鐵礦粉中的三氧化二鉻轉化成鉻酸鈉；步驟四，在所述一次焙燒熟料中加入反覆循環的液體，以浸取出呈鹼性的一次鉻酸鈉液，並獲得剩餘的一次鉻渣；步驟五，將所述一次鉻渣與一次鉻酸鈉液通過壓濾機分離，將一次鉻渣烘乾粉碎成直徑小於0.07mm的一次鉻渣粉，再將所述一次鉻渣粉與碳酸鈉混合為混合物，且所述碳酸鈉的質量為所述一次鉻渣粉中三氧化二鉻的理論量的0.620.69倍；步驟六，將上述一次鉻渣粉與碳酸鈉的混合物傳送至迴轉窯中，在1180°C120(TC的條件下焙燒150160分鐘，以形成二次焙燒熟料；步驟七，在二次焙燒熟料中加入反覆循環的液體，以再次浸取出呈鹼性的二次鉻酸鈉液，並獲得剩餘的二次鉻渣；步驟八，將前述呈鹼性的一次鉻酸鈉液和二次鉻酸鈉液混合，並在其中加入酸性液進行中和，以使所述鉻酸鈉液的HI值介於66.5之間；步驟九，將上述經過中和的鉻酸鈉液澄清、濃縮，並且加入重鉻酸鈉，使得由此生成的鉻酸鈉_重鉻酸鈉液中三氧化二鉻的含量介於30%32%之間；步驟十，所述鉻酸鈉_重鉻酸鈉液用硫酸調整酸化形成重鉻酸鈉液，隨後蒸發分離出重鉻酸鈉晶體；步驟^^一，將二次鉻渣、鐵礦粉與焦粉、造渣劑按質量比為二次鉻渣40-70%，鐵礦粉20-50%，焦粉5-6%，其餘為造渣劑的比例混合，用燒結機燒結成燒結礦；步驟十二，將燒結礦與焦碳按每噸燒結礦加入焦炭O.81噸的比例加入高爐，在高爐中冶煉出鉻含量在5_12%的鉻鐵合金。本發明所述的焙燒溼法-火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法中，將冶金過程的溼法和火法有機地結合起來，使投入原料的有用成份，全部轉化為紅礬鈉、低鉻鐵、高碳鉻鐵、硫化鹼等產品，有毒廢渣、廢水實現零排放。其中，少鹼焙燒產生的鉻渣是第一步溼法提取鉻過程的中間產品，是第二步火法提取鉻和鐵的主要原料，把溼法和火法聯產作為一個整體來看就實現了真正意義上的有毒鉻渣的零排放。圖1為本發明所述焙燒溼法-火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法的流程示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步說明，以使本領域普通技術人員參照本說明書後能夠據以實施。如圖1所示，本發明所述焙燒溼法_火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法，包括如下步驟步驟101，將粗鉻鐵礦粉經機械輸送設備送入球磨機磨成直徑小於0.08mm的細鉻鐵礦粉。步驟102，將細鉻鐵礦粉與碳酸鈉混合為混合料，且所述碳酸鈉的質量為所述細鉻鐵礦粉中三氧化二鉻的理論量的0.560.60倍。步驟103，將上述混合料傳送至迴轉窯中，在1150°C120(TC的條件下焙燒形成一次焙燒熟料，並使鉻鐵礦粉中的三氧化二鉻轉化成鉻酸鈉。本步驟中，可另焙燒溫度進一步限定在1170°C118(TC之間，而以在119(TC的條件下焙燒為最佳。其化學反應方程式為(Fe.Cr03)+8Na2C03+702=8Na2Cr04+2Fe203+8C02步驟104，在所述一次焙燒熟料中加入反覆循環的液體，以浸取出呈鹼性的一次鉻酸鈉液，並獲得剩餘的一次鉻渣。本步驟中，所加入的反覆循環的液體為反覆循環的水。步驟105，將所述一次鉻渣與一次鉻酸鈉液通過壓濾機分離，將一次鉻渣烘乾粉碎成直徑小於0.07mm的一次鉻渣粉，再將所述一次鉻渣粉與碳酸鈉混合為混合物，且所述碳酸鈉的重量為所述一次鉻渣粉中三氧化二鉻的理論量的0.620.69倍。步驟106，將上述一次鉻渣粉與碳酸鈉的混合物傳送至迴轉窯中，在1180°C120(TC的條件下焙燒150160分鐘，以形成二次焙燒熟料。步驟107，在二次焙燒熟料中加入反覆循環的液體，以再次浸取出呈鹼性的二次鉻酸鈉液，並獲得剩餘的二次鉻渣。本步驟中，所加入的反覆循環的液體為反覆循環的水。步驟108，將前述呈鹼性的一次鉻酸鈉液和二次鉻酸鈉液混合，並在其中加入酸性液進行中和，以使所述鉻酸鈉液的ra值介於66.5之間。其反應化學方程式為2Na2Cr04+H2S04===Na2Cr207+Na2S04+H20步驟109，將上述經過中和的鉻酸鈉液澄清、濃縮，並且加入重鉻酸鈉，使得由此生成的鉻酸鈉_重鉻酸鈉液中三氧化二鉻的含量介於30%32%之間。本步驟中，加入的重鉻酸鈉的質量為鉻酸鈉的質量的0.2-0.3倍，並以加入的重鉻酸鈉的質量為鉻酸鈉的質量的O.24倍為最佳。步驟IIO，所述鉻酸鈉-重鉻酸鈉液用硫酸調整酸化形成重鉻酸鈉液，隨後蒸發分離出重鉻酸鈉晶體。在上述過程中，加入的鉻鐵礦粉是過剩的，這樣加入的鹼能充分完成化學反應。經迴轉窯焙燒後的熟料經冷卻浸出後，得到鉻酸鈉浸出液和鉻渣，浸出液經淨化後用於生產氧化鉻，鉻渣烘乾粉碎，成分為tableseeoriginaldocumentpage6步驟111，將二次鉻渣、鐵礦粉與焦粉、石灰按質量比為二次鉻渣40-70%，鐵礦粉20-50%，焦粉5-6%，其餘為石灰的比例混合，用燒結機燒結成燒結礦。本步驟中，所述的混合是通過震動混煉造粒機將所述二次鉻渣、鐵礦粉與焦粉、石灰製成顆粒，其中，在二次鉻渣的表面上利用鐵礦粉形成第一披覆層，所述鐵礦粉的氣孔率介於25%30%之間，進一步的，所述鐵礦粉的氣孔率可介於27%29%之間，通過焦粉和石灰形成第二披覆層。所述燒結礦的成分為tableseeoriginaldocumentpage6燒結礦用於高爐冶煉鉻鐵合金。步驟112，將燒結礦與焦碳按每噸燒結礦加入焦炭0.81噸的比例加入高爐，在高爐中冶煉出鉻含量在5_12%的鉻鐵合金。本步驟中，渣子中的鉻、鐵在還原劑下被還原成金屬鉻鐵，利用鉻鐵的比重與鉻渣的比重不同。鉻鐵沉在高爐下部，還原反應中止後，先出鉻鐵後出浮渣，少量混於產品中的渣子冷卻後自然分離。焦炭在高溫下具有很強的還原性，鉻渣中的六價鉻在燒結過程和冶煉過程中可被焦炭和一氧化碳還原。其反應原理可用如下方程式來表示formulaseeoriginaldocumentpage7本發明所述方案遵循循環經濟的模式，將冶金過程的溼法和火法有機地結合起來，使投入原料的有用成份，全部轉化為紅礬鈉、低鉻鐵、高碳鉻鐵、硫化鹼等產品，有毒廢渣、廢水實現零排放。其中，少鹼焙燒產生的鉻渣是第一步溼法提取鉻過程的中間產品，是第二步火法提取鉻和鐵的主要原料，把溼法和火法聯產作為一個整體來看就實現了真正意義上的有毒鉻渣的零排放。儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。權利要求一種焙燒溼法—火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法，其特徵在於，包括以下步驟步驟一，將粗鉻鐵礦粉經機械輸送設備送入球磨機磨成直徑小於0.08mm的細鉻鐵礦粉；步驟二，將細鉻鐵礦粉與碳酸鈉混合為混合料，且所述碳酸鈉的重量為所述細鉻鐵礦粉中三氧化二鉻的理論量的0.56～0.60倍；步驟三，將上述混合料傳送至迴轉窯中，在1150℃～1200℃的條件下焙燒形成一次焙燒熟料，並使鉻鐵礦粉中的三氧化二鉻轉化成鉻酸鈉；步驟四，在所述一次焙燒熟料中加入反覆循環的液體，以浸取出呈鹼性的一次鉻酸鈉液，並獲得剩餘的一次鉻渣；步驟五，將所述一次鉻渣與一次鉻酸鈉液通過壓濾機分離，將一次鉻渣烘乾粉碎成直徑小於0.07mm的一次鉻渣粉，再將所述一次鉻渣粉與碳酸鈉混合為混合物，且所述碳酸鈉的重量為所述一次鉻渣粉中三氧化二鉻的理論量的0.62～0.69倍；步驟六，將上述一次鉻渣粉與碳酸鈉的混合物傳送至迴轉窯中，在1180℃～1200℃的條件下焙燒150～160分鐘，以形成二次焙燒熟料；步驟七，在二次焙燒熟料中加入反覆循環的液體，以再次浸取出呈鹼性的二次鉻酸鈉液，並獲得剩餘的二次鉻渣；步驟八，將前述呈鹼性的一次鉻酸鈉液和二次鉻酸鈉液混合，並在其中加入酸性液進行中和，以使所述鉻酸鈉液的PH值介於6～6.5之間；步驟九，將上述經過中和的鉻酸鈉液澄清、濃縮，並且加入重鉻酸鈉，使得由此生成的鉻酸鈉—重鉻酸鈉液中三氧化二鉻的含量介於30％～32％之間；步驟十，所述鉻酸鈉—重鉻酸鈉液用硫酸調整酸化形成重鉻酸鈉液，隨後蒸發分離出重鉻酸鈉晶體；步驟十一，將二次鉻渣、鐵礦粉與焦粉、造渣劑按質量比為二次鉻渣40-70％，鐵礦粉20-50％，焦粉5-6％，其餘為石灰的比例混合，用燒結機燒結成燒結礦；步驟十二，將燒結礦與焦碳按每噸燒結礦加入焦炭0.8～1噸的比例加入高爐，在高爐中冶煉出鉻含量在5-12％的鉻鐵合金。2.如權利要求1所述的焙燒溼法一火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法，其特徵在於，在步驟四和步驟七中加入的反覆循環的液體為反覆循環的水。3.如權利要求1所述的焙燒溼法一火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法，其特徵在於，在步驟九中加入的重鉻酸鈉的質量為鉻酸鈉的質量的0.2-0.3倍。4.如權利要求3所述的焙燒溼法一火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法，其特徵在於，在步驟九中加入的重鉻酸鈉的質量為鉻酸鈉的質量的0.24倍。5.如權利要求1所述的焙燒溼法一火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法，其特徵在於，在所述步驟十一中，所述混合是通過震動混煉造粒機將所述二次鉻渣、鐵礦粉與焦粉、石灰製成顆粒，其中，在二次鉻渣的表面上利用鐵礦粉形成第一披覆層，所述鐵礦粉的氣孔率介於25%30%之間，通過焦粉和石灰形成第二披覆層。6.如權利要求5所述的焙燒溼法一火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法，其特徵在於，在所述步驟十一中，所述鐵礦粉的氣孔率介於27%29%之間。7.如權利要求1所述的焙燒溼法一火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法，其特徵在於，在歩驟三中，所述混合物在1190°C的條件下焙燒。8.如權利要求1所述的焙燒溼法一火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法，其特徵在於，在步驟三中，所述混合物在1170°C118(TC的條件下焙燒。全文摘要本發明公開了一種焙燒溼法—火法聯產生產鉻鹽、鉻鐵合金的方法，步驟包括將粗鉻鐵礦粉磨成細鉻鐵礦粉；將細鉻鐵礦粉與碳酸鈉混合為混合料，並焙燒形成一次焙燒熟料；在所述一次焙燒熟料中浸取出一次鉻酸鈉液，並獲得剩餘的一次鉻渣；分離並將一次鉻渣烘乾粉碎成一次鉻渣粉，再將所述一次鉻渣粉與碳酸鈉混合為混合物並焙燒以形成二次焙燒熟料；在二次焙燒熟料中再次浸取出呈鹼性的二次鉻酸鈉液，並獲得剩餘的二次鉻渣；將所述鉻酸鈉液加入酸性液進行中和；將上述鉻酸鈉液加入重鉻酸鈉並用硫酸調整酸化形成重鉻酸鈉液，隨後分離出重鉻酸鈉晶體；將二次鉻渣、鐵礦粉與焦粉、輔料混合併燒結成燒結礦；將燒結礦與焦碳混合在高爐中冶煉出鉻鐵合金。文檔編號C01G37/00GK101709369SQ20091016306公開日2010年5月19日申請日期2009年8月21日優先權日2009年8月21日發明者關振波,劉順,孫久赫,戈寶武,柳宏偉,董達申請人:新疆沈宏集團股份有限公司