一种铬渣干法还原解毒工艺的制作方法

文档序号:3342285阅读:371来源:国知局
专利名称:一种铬渣干法还原解毒工艺的制作方法
技术领域
本发明属于有毒工业废渣处理再利用的方法,具体涉及一种铬渣干法还原解毒工艺。
背景技术
固体废弃物对环境造成的污染及资源的浪费,是当今世界环境与资源保护的重要问题之一。铬的常见化合物有三价形态和六价形态,金属铬及其合金以及三价铬化合物对人体无害,三价铬是生物体内必须的微量元素之一,适量的三价铬对人体和植物有益。六价铬对人体的危害与该化合物的水溶性有关,可溶性的六价铬引起黏膜发炎、溃疡,甚至鼻穿孔;皮肤湿疹,形成难以愈合的“铬疮”;引起喘息性支气管炎;误服将引起胃黏膜充血,甚至内脏出血,其成人致死量为3-5克,铬中毒主要是指六价铬。铬渣作为毒性较强的危险废弃物,是世界上重金属污染源之一,被我国列入47种危险固体废弃物之列。而在国民经济中,10%的商品品种与铬盐产品有关,因此铬盐在国际上又被列为最具有竞争力的8种资源性原材料产品之一。但应用我国现有生产技术,每生产I吨铬盐要排出2. 5 3. O吨铬渣,含Cr(VI)O. 5% 2. 0%,国内历年堆存量已达300万吨。铬渣中含有水溶性和酸溶性的六价铬对人、畜及农作物都有极大危害,是国际公认的3种致癌金属物之一,多年来对周围环境造成了严重污染,成为国家一项急需治理的环境工程。国内外治理及综合利用铬渣的方法可分为3大类固化法、还原法和络合法。国外主要采用固化填埋方法,但须加入大量水泥、动力消耗大,不适合我国国情。我国铬渣治理方法也已达20余种,主要有铬渣高炉炼铁、湿法硫酸亚铁还原铬渣、铬渣制钙镁磷肥、煤炭干法还原铬渣、在高温旋风炉中还原处理铬渣等等,其中一些已经在生产中得到应用,还有一些技术上可行,治理效果较好,但治理费用高。固相还原法以还原剂与铬渣进行高温熔融反应,使铬渣中的Cr ( VI)还原成Cr (III),最终以玻璃态或尖晶石形态存在,解毒彻底、稳定,是铬渣资源化处理的首选方法。但该法一般需要高温条件,工业化生产能耗大,成本高,在铬渣治理应用上受到一定限制。近年来,一些研究人员积极探索资源化利用铬渣新途径,选取其他固体废弃物为原料,降低能耗,以废治废,成为还原法处理铬渣的发展方向。

发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题,本发明提供一种铬渣干法还原解毒工艺,简单可行,最终产物为高品位铁精砂以及无毒铬渣,是铬渣无害化、资源化处理的有效途径。为了解决上述技术问题,本发明的技术方案如下
一种铬渣干法还原解毒工艺,将铬渣与煤粉充分混合,在密闭条件下,将所得混合料通过给料器均匀给入反应炉,完成以下过程
O脱水混合料在翻动状态下,控制中性或氧化性气氛,在20(TC 30(TC温度进行脱水干燥5 10分钟;2)预热脱水干燥后的混合料在翻动状态下,在温度300°C 500°C下,利用预热还原废气,预还原10 15 min ;
3)焙烧预热后的混合料在还原气氛下进行焙烧,预热后的混合料在翻动状态下,在500 900 1下,还原 20 40 min ;
4)冷却、淬冷焙烧后的混合料在还原气氛中继续还原并冷却;冷却后的混合料在料封和水封双重保护条件下排入水池淬冷;
5 )磨矿、磁选淬冷后的混合料进行粉磨,然后进行磁选分离,得到铁精砂和无毒铬渣。按上述方案,所述煤粉与铬渣的质量比是(2 3) :100。按上述方案,所述铬渣的粒径为Imm O. 05 mm,水分的质量含量彡15%。
按上述方案,所述的铬渣中Fe的质量含量为15% 35%。按上述方案,所述煤粉为粒径小于3 mm。按上述方案,预热、焙烧、冷却所述的还原气氛均为CO还原气氛,CO的体积百分含量为O. O 7. 5%,反应炉内压力控制在-IOPa +IOPa0按上述方案,所述冷却在温度750-600°C的条件下进行。按上述方案,所述的反应炉为多级高温还原炉,脱水、预热、焙烧、冷却均在同一多层反应炉内完成。按上述方案,所述给料器为螺旋给料器或者星型给料器中的一种。按上述方案,所述磁选分离米用的弱磁选设备,磁感应强度是800 20000e (奥斯特)。多级高温还原炉为竖式圆筒形炉,9个隔板11将筒体的空腔分隔成10层炉腔,靠近给料口的为第I层炉腔,依此类推,筒体的底部为第10层炉腔;隔板的中部开有主轴孔,旋转主轴从筒体的底端穿过9个隔板的主轴孔,旋转主轴的上下端部分别由轴承与筒体相连(旋转主轴能旋转,带动扒臂旋转,扒臂对物料进行翻动;旋转主轴的转速在O. 5 3. O转/min之间进行调节,原矿粒度粗(I. O 3. Omm)则用较低速度,原矿粒度细(O I. Omm)则用较高速度,带动扒臂翻动(扒动)矿石;第I层炉腔至第10层炉腔内均设有2个扒臂(本实施例采用2个,可采用2、3或4个),扒臂与旋转主轴固定连接,扒臂的上端为齿状(或称扒齿),扒臂上开有扒齿孔(为保证物料充分翻动和混合,扒臂上设有大小不一的扒齿孔),单层为内向型耙齿,双层为外向型耙齿,以保证物料依次通过炉膛;单层隔板的下料孔设在中部(靠近旋转主轴),双层隔板上均设有10 15个下料周边孔(第10层为I个终端排料口),粉状铬渣从给料口进入,依次层层降落,这种降落是通过下料孔实现的;底端设有出料口通过螺旋密封与水池;矿石在上层炉腔扒至中心下落,下层炉腔就被扒到隔板的周边缘(即炉壁周缘)下落,如此交错进行,产品从最底层炉腔排出炉外。还原炉从上至下第I层炉腔为脱水段,第2 3层炉腔为预热段,第4 8层炉腔为焙烧段,第9 10层炉腔为冷却段;还原炉第4层、第6层、第8层和第10层分别设有3个燃烧室;通过调节燃烧室的进风量,使煤气或其他气体燃料在燃烧室进行不完全燃烧,以产生磁化焙烧需要的热量和还原剂(CO),以实现对焙烧炉内CO气体含量的准确控制,燃烧废气送入炉内,尾气从引风口、引风机进入除尘系统后以回收粉尘(总给料量的5%),并返回给料系统重复利用,废气由烟囱排空。多层还原炉的优点是对原料适应性强,物料在降落和翻动过程中不断发生混合作用,表层和中心及底部的物料不断变换位置,使全部物料与空气接触充分,反应较完全,还原率在95%以上。铬渣多级还原焙烧优选工艺参数如表I所示。
权利要求
1.一种铬渣干法还原解毒エ艺,其特征在于将铬渣与煤粉充分混合,在密闭条件下,将所得混合料通过给料器均匀给入反应炉,完成以下过程 I)脱水混合料在翻动状态下,控制中性或氧化性气氛,在200°c 300°C温度进行脱水干燥5 10分钟; 2 )预热脱水干燥后的混合料在翻动状态下,在温度300 V 500 V下,利用预热还原废气,预还原10 15 min ; 3)焙烧预热后的混合料在还原气氛下进行焙烧,预热后的混合料在翻动状态下,在500 900 °C下,还原 20 40 min ; 4)冷却、淬冷焙烧后的混合料在还原气氛中继续还原并冷却;冷却后的混合料在料封和水封双重保护条件下排入水池淬冷; 5)磨矿、磁选淬冷后的混合料进行粉磨,然后进行磁选分离,得到铁精砂和无毒铬渣。
2.根据权利要求I所述的ー种铬渣干法还原解毒エ艺,其特征在于所述铬渣的粒径为Imm O. 05 mm,水分的质量含量彡15%。
3.根据权利要求I所述的ー种铬渣干法还原解毒エ艺,其特征在于所述的铬渣中Fe的质量含量为15% 35%。
4.根据权利要求I所述的ー种铬渣干法还原解毒エ艺,其特征在于所述煤粉粒径小亍 3 mm。
5.根据权利要求I所述的ー种铬渣干法还原解毒エ艺,其特征在于预热、焙烧、冷却所述的还原气氛均为CO还原气氛,CO的体积百分含量为O. O 7. 5%,反应炉内压カ控制在-IOPa +10Pa。
6.根据权利要求I所述的ー种铬渣干法还原解毒エ艺,其特征在于所述冷却在温度750-600°C的条件下进行。
7.根据权利要求I所述的ー种铬渣干法还原解毒エ艺,其特征在于所述的反应炉为多级高温还原炉,脱水、预热、焙烧、冷却均在同一多层反应炉内完成。
8.根据权利要求I所述的ー种铬渣干法还原解毒エ艺,其特征在于所述给料器为螺旋给料器或者星型给料器中的ー种。
9.根据权利要求I所述的ー种铬渣干法还原解毒エ艺,其特征在于所述磁选分离采用的弱磁选设备,磁感应强度是800 20000e。
全文摘要
本发明一种铬渣干法还原解毒工艺,其特征在于将铬渣与煤粉充分混合,在密闭、还原气氛条件下,将所得混合料通过给料器均匀给入反应炉,通过合理调整气氛,经过脱水、预热、焙烧还原、冷却、淬冷、磨矿、磁选,得到铁精砂和无毒铬渣。本发明简单可行,最终产物为高品位铁精砂以及无毒铬渣,是铬渣无害化、资源化处理的有效途径。
文档编号C22B1/00GK102978376SQ20121051414
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者张汉泉, 何东升, 张翼 申请人:武汉工程大学
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