专利名称：铬铁矿两段焙烧法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铬铁矿的无钙焙烧工艺，特别涉及一种铬铁矿的无钙两段焙烧法。
背景技术：
目前，铬铁矿氧化焙烧法几乎是铬盐生产的唯一方法，其中分为有钙焙烧法和无钙焙烧法，其共同之处在于都是将铬铁矿与纯碱在高温氧化条件下进行焙烧，使矿石中的铬转化为水溶性的铬酸钠经浸出等后续处理获得铬盐产品。无钙焙烧法使用返渣代替含钙填料，铬渣排放量大大降低且不含高毒铬酸钙，成为铬盐生产的主流方法，对比文件 200710017747. 8公开了一种由铬铁矿经无钙焙烧生产铬酸钠的方法，将铬铁矿、碳酸钠和返渣混合，在回转窑内进行氧化焙烧，该方法将混合物直接进行氧化焙烧，铬尖晶石与纯碱和氧气直接反应生产铬酸钠，由于铬尖晶石不易反应，导致整个反应速度进行慢，铬铁矿未能充分反应所以浸取率不高，国外有关文献中有设想通过铬铁矿的两段焙烧来提高反应效率，但是由于缺乏具体的操作方法而未能实现。
发明内容
针对上述现有技术的不足之处，本发明提供一种能加快铬铁矿焙烧反应速度的铬铁矿两段焙烧法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是
A.混料将铬铁矿、分选得到的返渣和纯碱按百分比X:Y:Z混合，均勻度达到90 110%，其中 X 为 100，Y 为 70 90，Z 为 140 300 ；
B.无氧焙烧将步骤A中得到的混料在第一窑隔绝空气加热，煅烧温度为500°C，煅烧 1小时；
C.有氧焙烧将步骤B中经过加热的混料送入第二窑，通入空气进行焙烧，高温带温度1150°C，窑尾温度500°C，煅烧2 3小时；
D.浸取将步骤C中得到的固体熟料冷却后至200°C 300°C，送入下一工序浸取洗
涤；
E.铬渣的处理步骤D中剩余铬渣经分选后返回焙烧工序，尾渣解毒后综合利用。本技术方案采用对混料的焙烧采用了两段法，第一窑内对混料隔绝空气进行加热，铬尖晶石在无氧条件加热到500°C，使铬尖晶石晶格发生畸变，势能升高，易于反应，纯碱主要与Cr2O3 ,Al2O3和Fii2O3反应得到Nai^e02、NaAW2和NaCrO2,混料继续进入第二窑，通入空气，NaCrO2气与氧气反应得到铬酸钠，NaAW2和NaCrO2起碱性作用，采用这样的方法，铬尖晶石能充分氧化，反应生成更多的铬盐，有利于提高浸取率。
作为优选，步骤A中铬铁矿磨细至200目通过70%以上，成品添加剂磨细至150目通过 90%，返渣磨细至200目通过70%以上；这样减小了各原料的颗粒粒度，使各原料接触面增大，提高反应速度。作为优选，步骤A和步骤B中产生的烟道气经沉降室、废热锅炉和静电除尘器排放至空气中；对废气进行处理，防止燃烧中产生的有毒气体直接排放至空气造成污染，除尘器收集的粉料可再次循环使用，废热锅的蒸汽可送入蒸汽管道进行利用。与现有技术相比，该发明的有益效果本发明采用两段法焙烧铬铁矿生产铬酸钠， 铬铁矿氧化率高，反应速度更快，浸取率高，且返渣的利用节约了成本和减少了污染，因此在铬盐无钙焙烧领域中，无论从环境保护、还是企业效益上来说都具有推广应用价值。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例1 本发明公开了一种铬铁矿两段焙烧法，其步骤如下
一、原料的混合铬铁矿经干燥、磨粉至200目通过70%以上，分选后的返渣经干燥、磨粉至200目通过70%以上，将百分比为100 70 140的铬铁矿、返渣和纯碱送入双轴搅拌机混合，混合料均勻度达90%后经螺旋输送机、提升机送至混合料仓。二、焙烧分为有氧阶段和无氧阶段，混料依次经过有氧阶段和无氧阶段； 焙烧中铬铁矿与纯碱和氧发生的主反应为
Cr2O3 + 2Na2C03 + 1.5 = 2Na2Cr04 +2 CO2 + Q①
1、无氧阶段皮带秤将混料螺旋送入第一窑，铬铁矿与纯碱的混合物在隔绝氧气的条件下煅烧1小时，窑内温度500°C，当铬尖晶石加热至500°C时，Fe2+首先氧化为狗3+，从而使尖晶石晶格发生畸变，势能升高，易于反应。纯碱先同Ii2O3反应生成NaRO3,即亚铬酸钠(NaCrO2)，铝酸钠(NaAlO2)和铁酸钠 (NaFeO2)，所述反应式为
Cr203+Na2C03 = 2NaCr02 + CO2②
Al2O3 + Na2CO3 = 2NaA102 + CO2③
Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFe02 + CO2④
2、有氧阶段从无氧阶段出来的混料进入第二窑，通入空气焙烧，窑内高温带温度 1150°C，窑尾温度500°C，煅烧3小时；在高温氧化环境中，亚铬酸钠(NaCrO2)随即同氧和纯碱继续反应生成Na2CrO4 ；铝酸钠(NaAlO2)和铁酸钠(NaFeO2)也起着碱性作用，使NaCiO2氧化为 Nii2CrO4。2NaCr02 + Na2CO3 + 1. 502 = 2Na2Cr04 + CO2 + Q⑤ 2NaCr02 + 2NaA102 + 1. 502 = 2Na2Cr04+ Al2O3 + Q ⑥ 2NaCr02 + NaFeO2 + 1. 502 = 2Na2Cr04+ Fe2O3+ Q ⑦
其中，焙烧中发生的副反应为=Na2CO3除同铬铁矿发生③、④、①的反应生成NaRO2和 Na2CrO4外，还同矿中杂质SiO2、V2O5反应生成溶点较低的产物(Na2SiO3、NaVO3) ；N2SiO3和 NaAlO2不仅可以提供钠离子，使三价铬发生⑥、⑨的反应转变为铬酸钠，而且两者还同氧化镁发生复合反应生成铝硅酸镁钠(Na4MgAl2Si3012)。
式⑧、⑨生成的Na2SiO3及NaAW2使熟料含水溶性硅、铝，而其后按式 进一步反应转变成铬酸钠生成不溶于水的铝硅酸镁钠，则可降低水溶性硅、铝。焙烧产生的烟道气经沉降室、废热锅炉和静电除尘器后气体经烟囱排放至大气中，除尘器中除尘下来的粉料经螺旋斗提送至窑灰仓中，并在配料的过程中使用，废热锅炉产生的蒸汽送至蒸汽管网，供全厂使用。三、浸取和洗涤
混料经过焙烧后变成含铬酸钠的固体熟料，固体熟料经冷却机冷却至200°C，进入浸取车进行浸取和洗涤。四、铬渣的处理
部分铬渣经过干燥后用于焙烧，部分铬渣经过棒磨、水选，粗渣经过带式过滤机、干燥后作为返渣用于焙烧工序；
细渣经过厢式过滤机后，解毒后进行综合利用，譬如炼铁、生产水泥、制砖和玻璃着色剂等。以上所述仅为本发明较佳实施例的详细说明，并非用来限制本发明，凡依本发明的创作精神所作的类似变化的实施例，皆应包含于本发明之中。
权利要求
1..铬铁矿两段焙烧法，其特征在于它包括以下步骤A.混料将铬铁矿、分选得到的返渣和纯碱按百分比X:Y:Z混合，均勻度达到90 110%，其中 X 为 100，Y 为 70 90，Z 为 140 300 ；B.无氧焙烧将步骤A中得到的混料在第一窑隔绝空气加热，煅烧温度为500°C，煅烧 1小时；C.有氧焙烧将步骤B中经过加热的混料送入第二窑，通入空气进行焙烧，高温带温度 1150°C，窑尾温度500°C，煅烧2 3小时；D.浸取将步骤C中得到的固体熟料冷却后至200°C 300°C，送入下一工序浸取洗涤；E.铬渣的处理步骤D中剩余铬渣经分选后返回焙烧工序，尾渣解毒后综合利用。
2.根据权利要求1所述的铬铁矿两段焙烧法，其特征在于所述步骤A中铬铁矿磨细至200目通过70%以上，返渣磨细至200目通过70%以上。
3.根据权利要求1所述的铬铁矿两段焙烧法，其特征在于所述步骤A和步骤B中产生的烟道气经沉降室、废热锅炉和静电除尘器排放至空气中。
全文摘要
本发明公开了一种铬铁矿两段焙烧法，特别涉及一种铬铁矿的无钙两段焙烧法；将铬铁矿、分选后的返渣、纯碱混料后送入第一窑，在第一窑内隔绝氧气进行加热，再进入第二窑，通过空气后加热，所得的固体熟料进行浸取洗涤，经分选后的铬渣返回混料阶段，尾渣解毒后综合利用；本发明对比现有技术，铬铁矿氧化率高，反应速度更快，浸取率高，且返渣的利用节约了成本和减少了污染，因此在铬盐无钙焙烧领域中，无论从环境保护、还是企业效益上来说都具有推广应用价值。
文档编号C01G37/14GK102275992SQ201110144569
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者刘清华, 张金聪, 李小利, 袁代建 申请人:重庆民丰化工有限责任公司