本发明涉及铬盐生产领域，具体涉及一种无钙富氧或纯氧焙烧生产铬酸钠的方法，在原有无钙焙烧工艺基础上，根据焙烧反应机理，通过在焙烧高温带鼓入富氧或者纯氧，使焙烧反应转化速率加快，达到提高反应速率和焙烧转化速率，降低喷煤量和排渣量，提高生产效率、降低生产成本的目的。
背景技术：
目前，国内外的铬盐无钙焙烧回转窑生产中普遍存在工艺指标较差、生产成本较高。而目前针对无钙焙烧生产铬盐的技术通过采用在焙烧物料中加入催化剂如铬酐、独居石或者锰矿石，达到提高焙烧效率的目的，但是添加添加剂容易在后续的返渣中引入杂质。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种无钙富氧或纯氧焙烧生产铬酸钠的方法，不添加任何添加剂，完全按照焙烧反应机理，直接性使用富氧或者纯氧焙烧，反应更直接，焙烧效率更高，且对后续返渣成分无任何影响。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种无钙富氧或纯氧焙烧生产铬酸钠的方法，包括如下步骤：
S1将喷氧管架设在回转窑的窑头的高温带；
S2按照质量比铬铁矿：纯碱：返渣＝25:15:60在回转窑的窑尾投料；所述返渣是指上一次焙烧中得到的返渣；
S3在窑头用喷煤枪喷煤燃烧，物料在回转窑内从窑尾向窑头运行，依次经过预热带、中温带、高温带；
同时，窑头的高温带位置透过喷氧管吹入氧气浓度为40％-50％的富氧或者氧气浓度大于95％的纯氧；
S4焙烧后熟料经破碎、浸取、固液分离；得到的液体为铬酸钠碱性液；得到的固体渣则经旋液分流器进行分流，得到的比重较大的部分晾干后作为下一次焙烧中的返渣，分离得到比重轻的部分为铬渣，经电弧炉冶炼生产含铬铸铁。
进一步地，步骤S3中，回转窑的窑尾为预热带，焙烧温度为400-600℃，回转窑的中间部分为中温带，焙烧温度为600-900℃，回转窑的窑头为高温带，焙烧温度900-1100℃。
进一步地，预热带、中温带和高温带各占回转窑总长的三分之一。
进一步地，步骤S3中，物料在回转窑内运行总时长为2.5-3小时。
本发明的有益效果在于：本发明在无钙焙烧工艺基础上，通过在窑头高温带位置吹入富氧或纯氧，使焙烧反应更迅速，并能降低焙烧温度，同时能达到铬转化率更高、排渣量更少的效果，且不会在后续返渣中引入杂质。
具体实施方式
以下将对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
一种无钙富氧或纯氧焙烧生产铬酸钠的方法，包括如下步骤：
S1将喷氧管架设在回转窑的窑头(即高温带)；喷氧管可以采用耐高温的钨钢管，并连通到富氧站或者纯氧站；
S2按照质量比铬铁矿：纯碱：返渣＝25:15:60在回转窑的窑尾(即预热带)投料。
返渣是指上一次焙烧过程中产生的返渣。无钙焙烧比较有钙焙烧优势主要在于填料中不加入白云石等钙质填料，使铬渣中没有钙成分，最终产生的固体渣的80％以上返回到焙烧系统作为焙烧填料，可以实现提高物料熔点，防止碱性物质在1100℃高温温度下液相成分增大，造成回转窑内结圈的生产事故。
焙烧后产生的渣相中主要成分有铝硅酸镁钠(Na4MgAl2Si3O12)、镁铁矿即铁酸镁和铝酸镁的固溶体[Mg(Fe·Al)2O4]、方镁石(即以游离态MgO形式存在)、氧化铁(Fe2O3)、钒酸钠NaVO3、铬尖晶石(MgO·Cr2O3)、铬酸钠(Na2CrO4·4H2O)及未反应的铬铁矿(FeO·Cr2O3)、游离碱、灼碱等。通过旋液分流器分流，比重大的渣中镁铁矿、方镁石、氧化铁(Fe2O3)及未反应的铬铁矿(FeO·Cr2O3)等高熔点物质成分较多，返渣熔点一般达到1300℃以上，返回回转窑作为焙烧填料可起到稀释窑内液相成分的效果，使回转窑液相成分低于30％以下，达到防止回转窑结圈的效果，同时有效提高铬渣综合利用效率；比重轻的渣相中则含铝硅酸镁钠及无定性物等低熔点物质成分较多，应熔点低(一般在1000℃左右)，不适合做为焙烧填料返回生产系统，故作为铬渣外排，经过电弧炉冶炼方法生产含铬铸铁，最终实现全部铬渣的零排放。
本发明是在原无钙焙烧生产铬酸钠方法的基础上所作的改进，因此在首次采用本发明方法时，采用原无钙焙烧生产系统的固体渣分流得到的比重大的部分作为返渣即可。
S3在窑头用喷煤枪喷煤燃烧，物料在回转窑内由窑尾向窑头运行，即依次经过预热带、中温带、高温带，总时长为2.5-3小时。
无钙焙烧工艺采用大型回转窑生产系统，回转窑长径比达到20:1(即回转窑总窑长至少是回转窑直径的20倍以上)。回转窑尾(总长三分之一)为预热带，焙烧温度约400-600℃，中间部分(总长三分之一)为中温带，焙烧温度约600-900℃，窑头(总长三分之一)为高温带，焙烧温度900-1100℃。焙烧生产采用窑尾投料，窑头喷煤燃烧的方式进行生产。
同时，窑头高温带位置透过喷氧管吹入氧气浓度为40％-50％的富氧或者氧气含量大于95％的纯氧。
传统无钙焙烧生产铬酸钠在回转窑内焙烧停留时间约为4-5小时，在本发明的技术方案中，由于在窑头的高温带鼓入富氧或纯氧，提高了焙烧效率，当采用富氧焙烧时，物料回转窑内停留时间约为3小时，采用纯氧焙烧时，物料在回转窑内停留时间约为2.5小时，大大提高了焙烧生产效率，增加了生产产量；
S4焙烧后熟料经破碎、浸取、固液分离。
固液分离得到的液体为铬酸钠碱性液。得到的铬酸钠碱性液可用于后续铬盐工序生产。传统铬盐生产将生产的铬酸钠碱性液经除杂、酸化、蒸发、结晶等工序，最终生产商品红矾钠，后续继续生产铬酸酐、氧化铬绿等下游铬盐产品。采用本发明方法进行焙烧得到的熟料中，水溶性铬酸钠成分采用富氧焙烧时达到14-15％，采用纯氧焙烧时水溶性铬酸钠含量到15-16％，比较传统无钙焙烧工艺得到的水溶性铬酸钠平均含量11.5-12.5％有了很大提升，且焙烧过程中回转窑内物料不结圈。
固液分离得到的固体渣则经旋液分流器进行分流，得到的比重较大的部分(约占80％)晾干后重新作为无钙焙烧的返渣返回焙烧工序，剩余比重较轻的部分(约占20％)目前经电弧炉冶炼生产含铬铸铁，最终实现全部铬渣的零排放。
返渣与铬渣主要成分如表1所示：
表1
实施例1
按照铬铁矿：纯碱：返渣＝25:15:60的质量比配料后投入回转窑的窑尾，物料窑内停留时间约3小时，窑头喷煤，喷煤量按照吨产品0.8吨量喷煤燃烧，窑头高温带鼓入富氧空气(氧气含量40-50％)，鼓风量按照吨燃烧煤鼓入富氧空气5.8吨(鼓风量通过压力表及流量表计量)。焙烧后熟料水溶性铬酸钠14.8％，窑内不结圈，计算铬转化率为88.6％。经过破碎、湿式浸取，最终计算排渣量为吨产品0.66吨。
对比传统无钙焙烧生产工艺(窑头鼓风为空气)，吨产品燃烧喷煤量为1.0吨，物料在回转窑内停留时间达到5小时，铬转化率仅有70％，吨产品排渣量平均0.85吨。经过富氧焙烧改造，吨产品耗煤量降低0.2吨，排渣量减少0.19吨，产量提高30％，铬转化率提高15％以上，具有非常明显的技术、环保、成本优势。
实施例2
按照铬铁矿：纯碱：返渣＝25:15:60的质量比配料后投入回转窑的窑尾，物料窑内停留时间约2.5小时，窑头喷煤，喷煤量按照吨产品0.75吨量喷煤燃烧，窑头高温带鼓入纯氧(氧气含量大于95％)，鼓风量按照吨燃烧煤鼓入纯氧2吨(鼓风量通过压力表及流量表计量)。焙烧后熟料水溶性铬酸钠15.2％，窑内不结圈，计算铬转化率为90.4％。经过破碎、湿式浸取，最终计算排渣量为吨产品0.62吨。
对比传统无钙焙烧生产工艺(窑头鼓风为空气)，吨产品燃烧喷煤量为1.0吨，物料在回转窑内停留时间达到5小时，铬转化率仅有70％，吨产品排渣量平均0.85吨。经过纯氧焙烧改造，吨产品耗煤量降低0.25吨，排渣量减少0.23吨，产量提高50％，铬转化率提高20％以上，技术、环保、成本优势将更明显。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，作出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。