专利名称：三段法无钙焙烧生产铬酸钠及联产含铬铸铁的方法
技术领域：
本发明属于无机盐铬盐生产领域，涉及三段法无钙焙烧生产铬酸钠及联产含铬铸铁的方法。
背景技术：
传统的铬盐生产工艺主要有有钙焙烧工艺和无钙焙烧工艺，无钙焙烧和有钙焙烧工艺最大的区别在于是否添加含钙物质。无钙焙烧工艺比较有钙焙烧工艺，因排渣量小，浸取率高，渣中六价铬含量低，使无钙焙烧工艺在环保方面具有有钙焙烧工艺无法比拟的优势。无钙焙烧工艺，在不添加含钙物质的前提下，为了降低窑内液相量成分，大量添加返渣。无钙焙烧添加的返渣量一般占到整个配料质量的50%以上，一方面铬矿氧化率不高，另一方面使焙烧效率大大降低，矿耗、碱耗较高，大量能耗损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种三段法无钙焙烧生产铬酸钠及联产含铬铸铁的方法，以解决现有无钙焙烧生产铬盐存在焙烧效率低、能耗损失大的问题。本发明三段法无钙焙烧生产铬酸钠的方法包括以下步骤
A 一段焙烧混料将铬铁矿和纯碱按比例混合。铬矿和纯碱混合比例按重量百分比计为铬矿78 80%，纯碱20 22% ；
B 一段焙烧将一段混料投入回转窑内进行氧化焙烧，高温带温度1100°C 1250°C， 物料高温带停留时间为90分钟 120分钟；
C 一段浸取及过滤焙烧得到的熟料经冷却到300 400°C时，进入湿式球磨机粉磨， 控制液固比为65 :35，浸取后的浆液直接经带式过滤机过滤，滤液即为一段铬酸钠碱性液。 过滤渣经烘干后用作二段焙烧配料渣；
D 二段焙烧工艺经烘干的一段焙烧烘干渣粉磨后，与纯碱按比例混合，铬矿和纯碱混合比例按重量百分比计为烘干渣78 80%，纯碱20 22%。混合后投入回转窑进行二次氧化焙烧，二次氧化焙烧高温带温度1100°C 1250°C，物料高温带滞留时间为90分钟 120分钟。二次焙烧后的熟料浸取同一次焙烧浸取，经湿式球磨机粉磨浸取，带式过滤机过滤，滤液为铬酸钠碱性液。E 三段焙烧工艺过滤渣经烘干粉磨后第三次与纯碱混合，三次混料铬矿和纯碱混合比例按重量百分比计为烘干渣83 85%，纯碱15 17%。混合后投入回转窑进行三次氧化焙烧，三次氧化焙烧高温带温度1100°C 1250°C，物料高温带滞留时间为90分钟 120分钟。三次焙烧后的熟料浸取同一次、二次焙烧浸取，经湿式球磨机粉磨浸取，带式过滤机过滤，带式过滤机过滤得三段焙烧的过滤铬渣，最终铬渣中总Cr2O3含量低于9%，总!^e2O3 含量55飞0%，是很好的含铬铸铁冶炼原料；滤液为铬酸钠碱性液。作为本发明的另一个目的，用上述方法得到的三段焙烧的过滤铬渣联产含铬铸铁的方法，将上述步骤E的三段焙烧的过滤铬渣堆存烘干后，按铬渣硅石石灰焦炭 =61. 2 74. 8: 9 11: 4. 5 5. 5: 15. 3 18. 7的比例混合后，用高温电弧炉冶炼得含
铬铸铁。本发明特点如下采用三段法无钙焙烧工艺比较传统的无钙焙烧技术，矿耗、碱耗明显减低，传统无钙焙烧工艺矿耗一般在1. 2(Tl. 25，碱耗1. 05^1. 08，而采用三段法无钙焙烧技术可将矿耗降至1. 05^1. 1，碱耗降至1. 02^1. 05，明显起到节能减排的效果；
本方法因物料在回转窑中停留时间为90分钟 120分钟，且不需添加铬渣，焙烧速率比较传统无钙焙烧工艺速率快，故本生产方法不需要大型回转窑设备生产，一般的回转窑设备即可进行生产，这使得将有钙焙烧工艺改造成无钙焙烧工艺更可行，使无钙焙烧工艺得到进一步推广。三段焙烧法生产工艺比较传统的无钙焙烧工艺具有以下几点优势1、不添加返渣，焙烧效率大大提高，而最终渣排量比无钙焙烧工艺更低(传统无钙焙烧工艺吨铬盐产品排渣量0. 8 1. 0吨，三段法无钙焙烧技术吨铬盐产品排渣量0. 5^0. 7吨)，并能有效降低矿耗、碱耗，同时大量节省能耗；2、采用三段焙烧工艺，纯碱分批次加入，不存在窑内液相成分大而造成造成窑体结瘤的现象；3、生产工况稳定，不需要大型回转窑设备生产，一般的回转窑设备即可进行无钙焙烧生产，焙烧工况易于掌控；4、铬转化率高，传统无钙焙烧工艺铬转化率一般在70 75%，而采用三段焙烧工艺，铬转化率能达到80%以上；5、最终外排渣中氧化铁含量易于富集，经三段焙烧后的外排渣中总铬含量低于8. 5%，总!^e2O3含量可富集到 55飞0%，用于电弧炉冶炼铬铁，可降低综合成本。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
Α、一段焙烧工序将1000吨南非铬铁矿(主要化学组分为=Cr2O3 42. 8%, Fe2O3 26.57%， MgO 8. 22%, Al2O3 18. 62%, SiO2 3. 46%, V2O5 0. 33% )研磨至 200 目通过率大于 95% 以上，与 250吨金昌纯碱(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料准确度99%，
B、以每小时5吨的投料量投入回转窑在1100°C温度下焙烧，物料在窑内焙烧停留时间为120分钟，物料不结壁。一段焙烧铬转化率42. 3%，
C、焙烧得到的熟料经冷却到300°C时，进入湿式球磨机粉磨，控制液固比为65:35，浸取后的浆液直接经带式过滤机过滤，滤液即为一段铬酸钠碱性液，共得到含量302g/l的铬酸钠碱性液1175m3，浸取率大于99%，碱性液进入后工序生产铬盐产品。过滤渣经洗涤烘干后用作二段焙烧配料渣，共计796. 8吨，一渣成分分析如下Cr2O3含量31.06%，！^e2O3含量 30. 86%, MgO 10. 31%, Al2O3 18. 54%, SiO2 3. 22%, V2O5 0.42%。D、二段焙烧工序796. 8吨一段焙烧渣粉磨至200目通过率大于95%以上，与205 吨金昌纯碱(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料准确度99%。以每小时4. 5吨的投料量投入2#回转窑在1100°C温度下焙烧，物料在窑内焙烧停留时间为120分钟，物料不结壁。二段焙烧铬转化率58. 25%，焙烧后的熟料冷却、浸取工艺同一段焙烧工艺，经带式过滤机过滤洗涤后，共得到含量^Og/l的碱性液973m3，浸取率大于99%，碱性液进入后工序生产铬盐产品。二段焙烧过滤渣经烘干共计质量阳7吨，二段渣成分分析如下Cr2O3含量18.52%， Fe2O3 含量 44. 17%, MgO 14. 55%, Al2O3 15. 25%, SiO2 4. 67%, V2O5 0. 38%。E、三段焙烧工艺610吨二段焙烧渣粉磨至200目通过率大于95%以上，与105吨金昌纯碱(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料准确度99%。以每小时4吨的投料量投入3# 回转窑在1100°C温度下焙烧，物料在窑内焙烧停留时间为120分钟，物料不结壁。三段焙烧铬转化率66. 5 ，焙烧后的熟料冷却、浸取工艺同一段、二段工艺，经带式过滤机过滤洗涤后，共得到含量^Og/l的碱性液46 !!3,浸取率大于99%，碱性液进入后工序生产铬盐产品。三段焙烧的过滤铬渣经烘干共计质量410吨，三段渣成分分析如下=Cr2O3含量 8. 29%, Fe2O3 含量 58. 86%, MgO 20. 05%, Al2O3 10. 28%, Si027 . 09%, V2O5 0. 49%。经三段焙烧后共生产碱性液^33m3，碱性液含量四5. 8g/l，折合重铬酸钠产量778. 8吨，共计产生铬渣 410吨。经此三段焙烧后矿耗为1. 077，碱耗为1. 034。第三段焙烧后的铬渣中Cr203、Fe2O3 含量总计67. 15%。实施例2
将实施例1步骤E的三段焙烧的过滤铬渣堆存烘干后，按铬渣硅石石灰焦炭 =68 10 5 17的比例混合后，按照现有工艺经高温电弧炉冶炼成含铬铸铁，含铬铸铁质量合格。冶炼后的铬铁渣六价铬未检出，铬铁渣堆存。实施例3
A、一段焙烧工序将1000吨南非铬铁矿(主要化学组分为=Cr2O3 42. 8%, Fe2O3 26.57%， MgO 8. 22%, Al2O3 18. 62%, SiO2 3. 46%, V2O5 0. 33% )研磨至 200 目通过率大于 95% 以上，与 266吨金昌纯碱(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料准确度99%。B、以每小时5吨的投料量投入回转窑在1250°C温度下焙烧，物料在窑内焙烧停留时间为120分钟，物料不结壁。一段焙烧铬转化率42. 93%，
C、焙烧得到的熟料经冷却到400°C时，进入湿式球磨机粉磨，控制液固比为65 :35，浸取后的浆液直接经带式过滤机过滤，滤液即为一段铬酸钠碱性液，共得到含量300g/l的铬酸钠碱性液1192m3，浸取率大于99%，碱性液进入后工序生产铬盐产品。过滤渣经洗涤烘干后用作二段焙烧配料渣，共计781吨，一渣成分分析如下=Cr2O3含量31. 43%，！^e2O3含量 31. 53%, MgO 10. 86%, Al2O3 17. 49%, SiO2 2. 98%, V2O5 0.44%。D、二段焙烧工序781吨一段焙烧渣粉磨至200目通过率大于95%以上，与205吨金昌纯碱(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料准确度99%。以每小时4. 5吨的投料量投入姊回转窑在1250°C温度下焙烧，物料在窑内焙烧停留时间为120分钟，物料不结壁。二段焙烧铬转化率57. 86%，焙烧后的熟料冷却、浸取工艺同一段焙烧工艺，经带式过滤机过滤洗涤后，共得到含量^Og/l的碱性液956m3，浸取率大于99%，碱性液进入后工序生产铬盐产品。 二段焙烧过滤渣经烘干共计质量564吨，二段渣成分分析如下=Cr2O3含量18. 25%，Fe2O3含量 45. 21%，MgO 15. 03%, Al2O3 13. 09%, SiO2 3. 97%, V2O5 0.41%。E、三段焙烧工艺564吨二段焙烧渣粉磨至200目通过率大于95%以上，与110吨金昌纯碱(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料准确度99%。以每小时4吨的投料量投入3# 回转窑在1250°C温度下焙烧，物料在窑内焙烧停留时间为120分钟，物料不结壁。三段焙烧铬转化率67. 82%，焙烧后的熟料冷却、浸取工艺同一段、二段工艺，经带式过滤机过滤洗涤后，共得到含量^Og/l的碱性液47 !3,浸取率大于99%，碱性液进入后工序生产铬盐产品。 三段焙烧的过滤铬渣经烘干共计质量410吨，三段渣成分分析如下=Cr2O3含量8.06%，狗203 含量 59. 62%，Mg0 21. 21%, Al2O3 9. 29%, SiO2 6. 48%, V2O5 0.46%。经三段焙烧后共生产碱性液^20m3，碱性液含量302g/l，折合重铬酸钠产量791吨，共计产生铬渣410吨。经此三段焙烧后矿耗为1. 061，碱耗为1. 040。第三段焙烧后的铬渣中Cr203、F%03含量总计67. 68%。F、将实施例1步骤E的三段焙烧的过滤铬渣堆存烘干后，按铬渣硅石石灰焦炭=74. 8: 11: 5.5: 18.7的比例混合后，经高温电弧炉冶炼成含铬铸铁，含铬铸铁质量合格。冶炼后的铬铁渣六价铬未检出，铬铁渣堆存。实施例4
A、一段焙烧工序将1000吨南非铬铁矿(主要化学组分为=Cr2O3 42. 8%, Fe2O3 26.57%， MgO 8. 22%, Al2O3 18. 62%, SiO2 3. 46%, V2O5 0. 33% )研磨至 200 目通过率大于 95% 以上，与 282吨金昌纯碱(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料准确度99%。B、以每小时5吨的投料量投入回转窑在1200°C温度下焙烧，物料在窑内焙烧停留时间为100分钟，物料有结壁现象，运行时间长时，影响回转窑生产。一段焙烧铬转化率 44. 2%,
C、焙烧得到的熟料经冷却到350°C时，进入湿式球磨机粉磨，控制液固比为65 :35，浸取后的浆液直接经带式过滤机过滤，滤液即为一段铬酸钠碱性液，共得到含量302g/l的铬酸钠碱性液12^m3，浸取率大于99%，碱性液进入后工序生产铬盐产品。过滤渣经洗涤烘干后用作二段焙烧配料渣，共计775. 3吨，一渣成分分析如下一渣成分分析如下=Cr2O3含量 30. 82%, Fe2O3 含量 31. 45%, MgO 9. 91%, Al2O3 16. 85%, SiO2 4. 32%, V2O5 0. 40%。D、二段焙烧工序775. 3吨一段焙烧渣粉磨至200目通过率大于95%以上，与215 吨金昌纯碱(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料准确度99%。以每小时4. 5吨的投料量投入2#回转窑在1200°C温度下焙烧，物料在窑内焙烧停留时间为100分钟，物料易结壁而影响生产。二段焙烧铬转化率60. 03%，焙烧后的熟料冷却、浸取工艺同一段焙烧工艺，经带式过滤机过滤洗涤后，共得到含量^Og/l的碱性液969m3，浸取率大于99%，碱性液进入后工序生产铬盐产品。二段焙烧过滤渣经烘干共计质量540吨，二段渣成分分析如下=Cr2O3含量 17. 68%, Fe2O3 含量 46. 28%, MgO 13. 38%, Al2O3 14. 35%, SiO2 5. 20%, V2O5 0. 41%。E、三段焙烧工艺540吨二段焙烧渣粉磨至200目通过率大于95%以上，与115吨金昌纯碱(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料准确度99%。以每小时4吨的投料量投入3# 回转窑在1200°C温度下焙烧，物料在窑内焙烧停留时间为100分钟，物料结壁严重。三段焙烧铬转化率67. 89%，焙烧后的熟料冷却、浸取工艺同一段、二段工艺，经带式过滤机过滤洗涤后，共得到含量的碱性液426m3，浸取率大于99%，碱性液进入后工序生产铬盐产品。三段焙烧的过滤铬渣经烘干共计质量387吨，三段渣成分分析如下Cr2O3含量7.92%， Fe2O3 含量 60. 25%, MgO 22. 135%, Al2O3 8. 86%, Si025 . 35%, V2O5 0. 55%。经三段焙烧后共生产碱性液2623m3，碱性液含量300. 5g/l，折合重铬酸钠产量788. 2吨，共计产生铬渣387吨。 经此三段焙烧后矿耗为1. 061，碱耗为1. 040。第三段焙烧后的铬渣中Cr203、Fe2O3含量总计 68. 17%οF、将实施例1步骤E的三段焙烧的过滤铬渣堆存烘干后，按铬渣硅石石灰焦炭=61.2: 9: 4.5: 15.3的比例混合后，经高温电弧炉冶炼成含铬铸铁，含铬铸铁质量合格。冶炼后的铬铁渣六价铬未检出，铬铁渣堆存。 实施例效果是焙烧温度越高越好效果越好，即焙烧温度为1250°C实施例3的效果最好，其它实施例次之。
权利要求
1.一种三段法无钙焙烧生产铬酸钠的方法，其特征在于它包括以下步骤A、一段焙烧混料将铬铁矿和纯碱按比例混合，铬矿和纯碱混合比例按重量百分比计为铬矿78 80%，纯碱20 22% ；B 一段焙烧将一段混料投入回转窑内进行氧化焙烧，高温带温度1100°C 1250°C， 物料高温带停留时间为90分钟 120分钟；C 一段浸取及过滤焙烧得到的熟料经冷却到300 400°C时，进入湿式球磨机粉磨， 控制液固比为65 :35，浸取后的浆液直接经带式过滤机过滤，滤液即为一段铬酸钠碱性液； 过滤渣经洗涤烘干后用作二段焙烧配料渣；D 二段焙烧工艺经烘干的一段焙烧烘干渣粉磨后，与纯碱按比例混合，铬矿和纯碱混合比例按重量百分比计为烘干渣78 80%，纯碱20 22% ；混合后投入回转窑进行二次氧化焙烧，二次氧化焙烧高温带温度1100°C 1250°C，物料高温带停留时间为90分钟 120分钟；二次焙烧后的熟料浸取工艺同一次焙烧浸取工艺，经湿式球磨机粉磨浸取，带式过滤机过滤，滤液为铬酸钠碱性液；E 三段焙烧工艺过滤渣经烘干粉磨后第三次与纯碱混合，三次混料铬矿和纯碱混合比例按重量百分比计为烘干渣83 85%，纯碱15 17% ；混合后投入回转窑进行三次氧化焙烧，三次氧化焙烧高温带温度1100°C 1250°C，物料高温带停留时间为90分钟 120分钟；三次焙烧后的熟料浸取工艺同一、二次焙烧工艺，经湿式球磨机粉磨浸取，带式过滤机过滤得三段焙烧的过滤铬渣，滤液为铬酸钠碱性液。
2.一种用权利要求1所述方法得到的三段焙烧的过滤铬渣联产含铬铸铁的方法，其特征在于所述步骤E的三段焙烧的过滤铬渣堆存烘干后，按铬渣硅石石灰焦炭=61. 2 74.8: 9 11: 4. 5 5. 5: 15. 3 18. 7的比例混合后，用高温电弧炉冶炼得含铬铸铁。
全文摘要
本发明公开了一种三段法无钙焙烧生产铬酸钠及联产含铬铸铁的方法，以解决现有无钙焙烧生产铬盐存在焙烧效率低、能耗损失大的问题。本发明三段法无钙焙烧生产铬酸钠的方法包括以下步骤A一段焙烧混料将铬铁矿和纯碱按比例混合。B一段焙烧将一段混料投入回转窑内进行氧化焙烧，C一段浸取及过滤；D二段焙烧工艺。E三段焙烧工艺。三次焙烧后的熟料浸取同一次、二次焙烧浸取，经湿式球磨机粉磨浸取，带式过滤机过滤，带式过滤机过滤得三段焙烧的过滤铬渣，滤液为铬酸钠碱性液。本发明采用三段法无钙焙烧工艺比较传统的无钙焙烧技术，矿耗、碱耗明显减低，起到节能减排的效果。
文档编号C01G37/14GK102557137SQ20121006827
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者张天仁, 张宏军, 张忠元, 李元魁, 杨亮亮, 杨昆山, 牛永阳, 谢希智 申请人:甘肃锦世化工有限责任公司