专利名称：利用铬渣制备镁砂的方法
技术领域：
本发明属于废渣利用技术领域，更进一步说，是铬铁矿配加菱苦土和纯碱进行焙烧制取铬酸钠后的铬渣，再进行煅烧制备镁砂的工艺方法。
背景技术：
以铬铁矿制备铬酸钠，旧工艺是将铬铁矿配加适量碳酸钠，再配加一定量石灰石、白云石和返渣、混匀，在转窑中高温焙烧。熟料经浸取，铬酸钠进入溶液，达到制备铬酸钠的目的。这是有钙焙烧旧工艺制取铬酸钠的方法。
该工艺，由于加入了含有大量氧化钙的填料，在焙烧过程中，形成了六价铬的难溶固熔体及可水化的硅酸钙和铁铝酸钙等，这些物质在熟料浸取时，形成大量酸溶六价铬(铬铝酸钙等)造成铬渣六价铬带损严重。而这些酸溶六价铬在空气中二氧化碳和雨水的作用下，又变成水溶性六价铬，造成对环境的严重污染和对人的严重毒害。这种从酸溶六价铬变成水溶六价铬的过程速度较慢，因而是长期的。所以铬渣很难解毒，解毒的费用也较高。为了解决铬渣中六价铬的污染问题，开发了很多利用铬渣的办法，但因铬渣成分复杂难以实现。有钙焙烧旧工艺铬渣的主要成分CaO 20～35％；MgO 25～40％；Fe2O36～10％；SiO24～8％；Al2O33～6％；Cr2O33～6％(其中Cr+61～3％)。其主要物相组成为方镁石(MgO)；β-硅酸二钙(β-2CaO.SiO2)；铁铝酸钙(4CaO.Al2O3.Fe2O3)及酸溶铬(主要是铬铝酸钙3CaO.Ai2O3CaCrO4.12H2O)等。
该铬渣若用作水泥的原料时，则因其中的氧化镁含量高，影响水泥的质量，若单独利用其中的氧化镁，则氧化镁的含量又不足够高，另一方面，其他杂质又不容易分离，因此，有钙焙烧所产生的铬渣带来的污染，已成为国际公害，世界难题。
为解决铬铁矿有钙焙烧旧工艺带来的铬渣中六价铬的污染问题，单从解毒处理去考虑，或者从减少铬渣量去考虑，这种脚疼医脚，头疼医头的方法，不仅费用高，而且并不能彻底解决铬渣的污染问题。必须从污染的源头上加以解决。
为解决铬铁矿有钙焙烧工艺带来的铬渣六价铬污染问题，必须从焙烧的配方上去考虑。本发明人以前的专利发明(专利申请号02156477.9)将原来铬铁矿配加石灰石、白云石的有钙焙烧变成了铬铁矿配加菱苦土或菱镁矿的无钙焙烧，这样就使焙烧熟料浸取后的铬渣的成分和性能发生了根本性的变化，大大减少了六价铬的含量。该无钙焙烧工艺的铬渣成分为MgO 70～86％；Fe2O36～10％；SiO23～7％；Al2O33～5％；Cr2O30.02～0.5％(其中六价铬0.02～0.1％)；CaO 1～2％(并非绝对无钙)。
该铬渣虽然六价铬很少，造成的污染相应也减少了很多，但仍存在一定量的六价铬污染源，还需彻底加以解决。
发明内容
本发明就是为了彻底解决上述铬渣中六价铬的污染，并进而利用该铬渣，使铬渣这一废物变为可利用的镁砂产品。因为，该铬渣成分基本符合GB/T2273-1998规定的镁砂国家标准。可通过直接煅烧制取镁砂。当然，由于铬铁矿的产地不同，品质的不同，填料菱苦土或菱镁矿成分不同，生成的铬渣的成分也不同。因此，如果其他指标符合要求，只是MgO含量稍低，不符合要求时，可补加少量轻烧氧化镁(菱苦土)或者菱镁矿、水镁石矿、方镁石矿，也可以补加少量合成氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁等其他含MgO的物质，即能符合制取镁砂的要求。
本发明的目的，正在于彻底解决现有技术依然存在的六价铬铬渣的污染问题，特征在于开发了利用这些含六价铬铬渣，通过直接焙烧或添加其他含镁物质后焙烧，来制取工业镁砂耐火材料的工艺方法。不仅消除污染有利环保，而且变废为宝，产生效益。
本发明方法的工艺特点在于对于铬铁矿焙烧制取铬酸钠后，产生的铬渣，当其含量指标符合GB/T2273-1998制取镁砂的要求，而氧化镁含量等于或大于78％时，可直接将铬渣混匀、研磨，在1600℃-1800℃煅烧15分钟到60分钟，制取镁砂产品。
而当氧化镁含量低于78％时，可在铬渣中配加20-60％的菱苦土或菱镁矿、方镁石、水镁石或合成的氧化镁，氢氧化镁、碳酸镁等含镁化合物。使氧化镁含量达到GB/T2273-1998指标要求后，再将补镁铬渣混匀、研磨，在1600℃-1800℃煅烧15分钟到60分钟，制取镁砂产品。
本发明的优点和积极效果本发明可将铬铁矿焙烧制取铬酸钠所产生的铬渣，全部用作生产镁砂的原料，实现了铬渣的零排放和科学利用，彻底解决铬铁矿焙烧制取铬酸钠所产生的铬渣给环境带来的污染这一世界性难题，实现了绿色化工清洁生产的目的。
实施方式 为了更好的了解本发明的特点和功效，现举例说明实例一某铬铁矿，配加适量碳酸钠并填加适量菱苦土(MgO)和返渣，焙烧，浸取后所得铬渣的成分为MgO 83.5％；Fe2O36.6％；SiO23.8％；Al2O33.2％；Cr2O30.2％(其中六价铬0.02％)；CaO 1.6％。将其研磨，在1750℃高温炉中煅烧20分钟，可制得MS-83Ga普通镁砂。可用作补炉镁砂、用作捣打炉衬等。
实例二某铬铁矿，配加适量碳酸钠并填加一定量菱镁矿和返渣，焙烧，浸取后所得铬渣的成分为MgO 78.8％；Fe2O38.6％；SiO23.5％；Al2O33.7％；CaO 1.1％；Cr2O30.18％(其中六价铬0.04％)。在1700℃高温炉中煅烧30分钟，可制得MS-83Ga普通镁砂。可用作补炉镁砂、用作捣打炉衬等。
实例三某铬铁矿，配加适量碳酸钠并填加一定量菱镁矿和返渣，混匀，焙烧，浸取后所得铬渣的成分为MgO 76.8％；Fe2O38.1％；SiO25.5％；Al2O34.5％；Cr2O30.32％(其中六价铬0.02％)；CaO 1.9％。补加渣量40％的菱镁矿，再将补镁铬渣混匀、研磨，在1600℃煅烧55分钟，可制得普通镁砂，可用作补炉或制镁砖等。
权利要求
1.一种利用铬渣制取镁砂的方法。其特征在于对于铬铁矿焙烧制取铬酸钠后产生的铬渣，当其含量指标符合GB/T2273-1998制取镁砂的要求，而氧化镁含量等于或大于78％时，可直接将铬渣混匀、研磨，在1600℃-1800℃煅烧15分钟到60分钟，制取镁砂产品。而当氧化镁含量低于78％时，可在铬渣中配加20-60％的菱苦土或菱镁矿、方镁石、水镁石或合成的氧化镁，氢氧化镁、碳酸镁等含镁化合物。使氧化镁含量达到GB/T2273-1998指标要求后，再将补镁铬渣混匀、研磨，在1600℃-1800℃煅烧15分钟到60分钟，制取镁砂产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步特征在于所用铬渣当氧化镁含量低于78％时，可在铬渣中配加35-45％的菱苦土或菱镁矿、方镁石、水镁石或合成的氧化镁，氢氧化镁、碳酸镁等含镁化合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步特征在于，铬渣或补镁铬渣在1650℃-1700℃煅烧25分钟到50分钟，制取镁砂产品。
全文摘要
本发明涉及废渣利用技术领域。开发了利用含六价铬铬渣，通过直接焙烧或添加其他含镁物质后焙烧，来制取工业镁砂耐火材料的工艺方法。
文档编号C01F5/00GK1546379SQ20031010750
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月12日 优先权日2003年12月12日
发明者杨振祥, 蒋凌云, 章苏, 张永惠 申请人:天津化工研究设计院