一種含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法
2023-11-11 15:09:22 1
一種含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法
【專利摘要】本發明公開了一種含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法，所述方法包括以下步驟：首先將含鉀有毒鐵渣壓製成含鉀有毒鐵渣塊體，再將含鉀有毒鐵渣塊體埋入煤粉或置入於煤粉上方，然後將含鉀有毒鐵渣塊體和煤粉一起輸入高溫氣氛爐；將高溫氣氛爐升溫，含鉀有毒鐵渣塊體在爐內發生還原反應，生成鉀蒸汽與含單質鐵、低價鉻的鐵渣；鉀蒸汽進行回收，排出的尾氣通過鹼溶液，除去CO2氣體，未完全反應的CO氣體導出，並通過點燃方式為爐體提供部分熱源；含單質鐵、低價鉻的鐵渣直接進行煉鐵，或通過研磨、磁選，回收得鐵粉精礦，餘下的尾礦作為耐火材料、陶瓷或建築材料的原料。本方法解毒徹底，工藝穩定、可靠，有價元素鉀和鐵得到回收利用。
【專利說明】一種含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於鉻鹽工業中有毒廢渣的回收利用領域，具體地，本發明涉及一種含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法。
【背景技術】
[0002]鉻鹽工業是國家的重點行業，涉及國民經濟10%的商品品種，同時，鉻鹽工業又是一個高能耗、高汙染的行業，其產生的渣料是世界上最主要的重金屬工業汙染源之一。在我國，鉻鹽工業汙染長期被列為化學工業嚴重汙染之首。但是，由於市場驅動，近年我國鉻鹽有鈣焙燒工藝生產能力增長較快，已成為世界鉻化工大國，現有生產廠家達三十多家，遍及14個省區，不少企業甚至位於環境敏感區域，造成鉻汙染的嚴重加劇。近些年報導的癌症村等事件，不少就是鉻鹽工業中六價鉻汙染造成的，為群眾的生命安全造成巨大的傷害和隱患。為此，國家制定了鉻鹽工業中鉻渣排放量以及渣中水溶性六價鉻含量的標準(GB4280-84)，如表 I 所示。
[0003]表1.國家標準 GB4280-84
[0004]
【權利要求】
1.一種含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法，所述方法包括以下步驟: 1)鉻鹽工業中，所產生的含鉀有毒鐵渣壓製成含鉀有毒鐵渣塊體，再將含鉀有毒鐵渣塊體埋入煤粉或置入於煤粉上方，然後將含鉀有毒鐵渣塊體和煤粉一起輸入高溫氣氛爐內； 2)將高溫氣氛爐升至設定溫度並保溫，含鉀有毒鐵渣塊體在爐內還原氣氛中發生還原反應，生成鉀蒸汽與含單質鐵、低價鉻的鐵渣； 3)鉀蒸汽隨氣流進入收集器進行回收，排出的尾氣通過鹼溶液，除去CO2氣體，未完全反應的CO氣體導出，並通過點燃方式為高溫氣氛爐體提供熱源； 4)含單質鐵、低價鉻的鐵渣直接進行煉鐵；或通過研磨、磁選，將單質鐵粉回收得到鐵粉精礦，回收餘下的尾礦作為耐火材料、陶瓷或建築材料的原料。
2.如權利要求1所述的含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法，其特徵在於，所述的含鉀有毒鐵渣中含有六價鉻、鉀、鐵的氧化物、矽、鎂、鈣和鋁。
3.如權利要求1所述的含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法，其特徵在於，所述含鉀有毒 鐵渣塊體為柱狀塊或球狀塊。
4.如權利要求1所述的含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法，其特徵在於，所述步驟I)中含鉀有毒鐵渣塊體和煤粉的進料方式為間歇式，進料方向與氣流方向相反。
5.如權利要求1所述的含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法，其特徵在於，所述步驟2)中升溫速率是5°C /min-15°C /min，設定溫度是1150°C _1250°C，保溫時間為lh-3ho
6.如權利要求1所述的含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法，其特徵在於，所述步驟2)中爐內還原氣氛的主要組成是CO氣體。
7.如權利要求1或2所述的含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法，其特徵在於，所述步驟2)中發生的化學反應主要包括:
1)2C+02 — 2C0 和 2C02+C — 2C0 ； 2)分解出的K2O被還原:K20+C— 2K+C0 ； 3)鐵的氧化物被還原:Fe203+C/C0— Fe+C0/C02 ； 4)六價鉻被還原為低價鉻。
8.如權利要求1所述的含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法，其特徵在於，所述步驟3)中鉀蒸汽在隨氣流進入收集器過程中變為氧化鉀。
9.如權利要求1所述的含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法，其特徵在於，所述步驟4)的含單質鐵、低價鉻的鐵渣研磨為溼法研磨，磁選強度為50-200mT，回收的鐵粉精礦中的全鐵含量為90%-98%，單質Fe含量為85%_95%。
10.如權利要求1所述的含鉀有毒鐵渣的高溫還原解毒與回收利用方法，其特徵在於，所述步驟4)中的建築材料為牆體磚。
【文檔編號】C22B26/10GK103952559SQ201410143411
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】齊濤, 餘志輝, 褚穎, 李永利 申請人:中國科學院過程工程研究所