專利名稱：三段法無鈣焙燒生產鉻酸鈉及聯(lián)產含鉻鑄鐵的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無機鹽鉻鹽生產領域，涉及三段法無鈣焙燒生產鉻酸鈉及聯(lián)產含鉻鑄鐵的方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的鉻鹽生產工藝主要有有鈣焙燒工藝和無鈣焙燒工藝，無鈣焙燒和有鈣焙燒工藝最大的區(qū)別在于是否添加含鈣物質。無鈣焙燒工藝比較有鈣焙燒工藝，因排渣量小，浸取率高，渣中六價鉻含量低，使無鈣焙燒工藝在環(huán)保方面具有有鈣焙燒工藝無法比擬的優(yōu)勢。無鈣焙燒工藝，在不添加含鈣物質的前提下，為了降低窯內液相量成分，大量添加返渣。無鈣焙燒添加的返渣量一般占到整個配料質量的50%以上，一方面鉻礦氧化率不高，另一方面使焙燒效率大大降低，礦耗、堿耗較高，大量能耗損失。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種三段法無鈣焙燒生產鉻酸鈉及聯(lián)產含鉻鑄鐵的方法，以解決現(xiàn)有無鈣焙燒生產鉻鹽存在焙燒效率低、能耗損失大的問題。本發(fā)明三段法無鈣焙燒生產鉻酸鈉的方法包括以下步驟
A 一段焙燒混料將鉻鐵礦和純堿按比例混合。鉻礦和純堿混合比例按重量百分比計為鉻礦78 80%，純堿20 22% ；
B 一段焙燒將一段混料投入回轉窯內進行氧化焙燒，高溫帶溫度1100°C 1250°C， 物料高溫帶停留時間為90分鐘 120分鐘；
C 一段浸取及過濾焙燒得到的熟料經(jīng)冷卻到300 400°C時，進入濕式球磨機粉磨， 控制液固比為65 :35，浸取后的漿液直接經(jīng)帶式過濾機過濾，濾液即為一段鉻酸鈉堿性液。 過濾渣經(jīng)烘干后用作二段焙燒配料渣；
D 二段焙燒工藝經(jīng)烘干的一段焙燒烘干渣粉磨后，與純堿按比例混合，鉻礦和純堿混合比例按重量百分比計為烘干渣78 80%，純堿20 22%。混合后投入回轉窯進行二次氧化焙燒，二次氧化焙燒高溫帶溫度1100°C 1250°C，物料高溫帶滯留時間為90分鐘 120分鐘。二次焙燒后的熟料浸取同一次焙燒浸取，經(jīng)濕式球磨機粉磨浸取，帶式過濾機過濾，濾液為鉻酸鈉堿性液。E 三段焙燒工藝過濾渣經(jīng)烘干粉磨后第三次與純堿混合，三次混料鉻礦和純堿混合比例按重量百分比計為烘干渣83 85%，純堿15 17%。混合后投入回轉窯進行三次氧化焙燒，三次氧化焙燒高溫帶溫度1100°C 1250°C，物料高溫帶滯留時間為90分鐘 120分鐘。三次焙燒后的熟料浸取同一次、二次焙燒浸取，經(jīng)濕式球磨機粉磨浸取，帶式過濾機過濾，帶式過濾機過濾得三段焙燒的過濾鉻渣，最終鉻渣中總Cr2O3含量低于9%，總!^e2O3 含量55飛0%，是很好的含鉻鑄鐵冶煉原料；濾液為鉻酸鈉堿性液。作為本發(fā)明的另一個目的，用上述方法得到的三段焙燒的過濾鉻渣聯(lián)產含鉻鑄鐵的方法，將上述步驟E的三段焙燒的過濾鉻渣堆存烘干后，按鉻渣硅石石灰焦炭 =61. 2 74. 8: 9 11: 4. 5 5. 5: 15. 3 18. 7的比例混合后，用高溫電弧爐冶煉得含
鉻鑄鐵。本發(fā)明特點如下采用三段法無鈣焙燒工藝比較傳統(tǒng)的無鈣焙燒技術，礦耗、堿耗明顯減低，傳統(tǒng)無鈣焙燒工藝礦耗一般在1. 2(Tl. 25，堿耗1. 05^1. 08，而采用三段法無鈣焙燒技術可將礦耗降至1. 05^1. 1，堿耗降至1. 02^1. 05，明顯起到節(jié)能減排的效果；
本方法因物料在回轉窯中停留時間為90分鐘 120分鐘，且不需添加鉻渣，焙燒速率比較傳統(tǒng)無鈣焙燒工藝速率快，故本生產方法不需要大型回轉窯設備生產，一般的回轉窯設備即可進行生產，這使得將有鈣焙燒工藝改造成無鈣焙燒工藝更可行，使無鈣焙燒工藝得到進一步推廣。三段焙燒法生產工藝比較傳統(tǒng)的無鈣焙燒工藝具有以下幾點優(yōu)勢1、不添加返渣，焙燒效率大大提高，而最終渣排量比無鈣焙燒工藝更低(傳統(tǒng)無鈣焙燒工藝噸鉻鹽產品排渣量0. 8 1. 0噸，三段法無鈣焙燒技術噸鉻鹽產品排渣量0. 5^0. 7噸)，并能有效降低礦耗、堿耗，同時大量節(jié)省能耗；2、采用三段焙燒工藝，純堿分批次加入，不存在窯內液相成分大而造成造成窯體結瘤的現(xiàn)象；3、生產工況穩(wěn)定，不需要大型回轉窯設備生產，一般的回轉窯設備即可進行無鈣焙燒生產，焙燒工況易于掌控；4、鉻轉化率高，傳統(tǒng)無鈣焙燒工藝鉻轉化率一般在70 75%，而采用三段焙燒工藝，鉻轉化率能達到80%以上；5、最終外排渣中氧化鐵含量易于富集，經(jīng)三段焙燒后的外排渣中總鉻含量低于8. 5%，總!^e2O3含量可富集到 55飛0%，用于電弧爐冶煉鉻鐵，可降低綜合成本。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式
實施例1
Α、一段焙燒工序將1000噸南非鉻鐵礦(主要化學組分為=Cr2O3 42. 8%, Fe2O3 26.57%， MgO 8. 22%, Al2O3 18. 62%, SiO2 3. 46%, V2O5 0. 33% )研磨至 200 目通過率大于 95% 以上，與 250噸金昌純堿(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料準確度99%，
B、以每小時5噸的投料量投入回轉窯在1100°C溫度下焙燒，物料在窯內焙燒停留時間為120分鐘，物料不結壁。一段焙燒鉻轉化率42. 3%，
C、焙燒得到的熟料經(jīng)冷卻到300°C時，進入濕式球磨機粉磨，控制液固比為65:35，浸取后的漿液直接經(jīng)帶式過濾機過濾，濾液即為一段鉻酸鈉堿性液，共得到含量302g/l的鉻酸鈉堿性液1175m3，浸取率大于99%，堿性液進入后工序生產鉻鹽產品。過濾渣經(jīng)洗滌烘干后用作二段焙燒配料渣，共計796. 8噸，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、二段焙燒工序796. 8噸一段焙燒渣粉磨至200目通過率大于95%以上，與205 噸金昌純堿(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料準確度99%。以每小時4. 5噸的投料量投入2#回轉窯在1100°C溫度下焙燒，物料在窯內焙燒停留時間為120分鐘，物料不結壁。二段焙燒鉻轉化率58. 25%，焙燒后的熟料冷卻、浸取工藝同一段焙燒工藝，經(jīng)帶式過濾機過濾洗滌后，共得到含量^Og/l的堿性液973m3，浸取率大于99%，堿性液進入后工序生產鉻鹽產品。二段焙燒過濾渣經(jīng)烘干共計質量陽7噸，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、三段焙燒工藝610噸二段焙燒渣粉磨至200目通過率大于95%以上，與105噸金昌純堿(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料準確度99%。以每小時4噸的投料量投入3# 回轉窯在1100°C溫度下焙燒，物料在窯內焙燒停留時間為120分鐘，物料不結壁。三段焙燒鉻轉化率66. 5 ，焙燒后的熟料冷卻、浸取工藝同一段、二段工藝，經(jīng)帶式過濾機過濾洗滌后，共得到含量^Og/l的堿性液46 !!3,浸取率大于99%，堿性液進入后工序生產鉻鹽產品。三段焙燒的過濾鉻渣經(jīng)烘干共計質量410噸，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%。經(jīng)三段焙燒后共生產堿性液^33m3，堿性液含量四5. 8g/l，折合重鉻酸鈉產量778. 8噸，共計產生鉻渣 410噸。經(jīng)此三段焙燒后礦耗為1. 077，堿耗為1. 034。第三段焙燒后的鉻渣中Cr203、Fe2O3 含量總計67. 15%。實施例2
將實施例1步驟E的三段焙燒的過濾鉻渣堆存烘干后，按鉻渣硅石石灰焦炭 =68 10 5 17的比例混合后，按照現(xiàn)有工藝經(jīng)高溫電弧爐冶煉成含鉻鑄鐵，含鉻鑄鐵質量合格。冶煉后的鉻鐵渣六價鉻未檢出，鉻鐵渣堆存。實施例3
A、一段焙燒工序將1000噸南非鉻鐵礦(主要化學組分為=Cr2O3 42. 8%, Fe2O3 26.57%， MgO 8. 22%, Al2O3 18. 62%, SiO2 3. 46%, V2O5 0. 33% )研磨至 200 目通過率大于 95% 以上，與 266噸金昌純堿(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料準確度99%。B、以每小時5噸的投料量投入回轉窯在1250°C溫度下焙燒，物料在窯內焙燒停留時間為120分鐘，物料不結壁。一段焙燒鉻轉化率42. 93%，
C、焙燒得到的熟料經(jīng)冷卻到400°C時，進入濕式球磨機粉磨，控制液固比為65 :35，浸取后的漿液直接經(jīng)帶式過濾機過濾，濾液即為一段鉻酸鈉堿性液，共得到含量300g/l的鉻酸鈉堿性液1192m3，浸取率大于99%，堿性液進入后工序生產鉻鹽產品。過濾渣經(jīng)洗滌烘干后用作二段焙燒配料渣，共計781噸，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、二段焙燒工序781噸一段焙燒渣粉磨至200目通過率大于95%以上，與205噸金昌純堿(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料準確度99%。以每小時4. 5噸的投料量投入姊回轉窯在1250°C溫度下焙燒，物料在窯內焙燒停留時間為120分鐘，物料不結壁。二段焙燒鉻轉化率57. 86%，焙燒后的熟料冷卻、浸取工藝同一段焙燒工藝，經(jīng)帶式過濾機過濾洗滌后，共得到含量^Og/l的堿性液956m3，浸取率大于99%，堿性液進入后工序生產鉻鹽產品。 二段焙燒過濾渣經(jīng)烘干共計質量564噸，二段渣成分分析如下=Cr2O3含量18. 25%，F(xiàn)e2O3含量 45. 21%，MgO 15. 03%, Al2O3 13. 09%, SiO2 3. 97%, V2O5 0.41%。E、三段焙燒工藝564噸二段焙燒渣粉磨至200目通過率大于95%以上，與110噸金昌純堿(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料準確度99%。以每小時4噸的投料量投入3# 回轉窯在1250°C溫度下焙燒，物料在窯內焙燒停留時間為120分鐘，物料不結壁。三段焙燒鉻轉化率67. 82%，焙燒后的熟料冷卻、浸取工藝同一段、二段工藝，經(jīng)帶式過濾機過濾洗滌后，共得到含量^Og/l的堿性液47 !3,浸取率大于99%，堿性液進入后工序生產鉻鹽產品。 三段焙燒的過濾鉻渣經(jīng)烘干共計質量410噸，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%。經(jīng)三段焙燒后共生產堿性液^20m3，堿性液含量302g/l，折合重鉻酸鈉產量791噸，共計產生鉻渣410噸。經(jīng)此三段焙燒后礦耗為1. 061，堿耗為1. 040。第三段焙燒后的鉻渣中Cr203、F%03含量總計67. 68%。F、將實施例1步驟E的三段焙燒的過濾鉻渣堆存烘干后，按鉻渣硅石石灰焦炭=74. 8: 11: 5.5: 18.7的比例混合后，經(jīng)高溫電弧爐冶煉成含鉻鑄鐵，含鉻鑄鐵質量合格。冶煉后的鉻鐵渣六價鉻未檢出，鉻鐵渣堆存。實施例4
A、一段焙燒工序將1000噸南非鉻鐵礦(主要化學組分為=Cr2O3 42. 8%, Fe2O3 26.57%， MgO 8. 22%, Al2O3 18. 62%, SiO2 3. 46%, V2O5 0. 33% )研磨至 200 目通過率大于 95% 以上，與 282噸金昌純堿(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料準確度99%。B、以每小時5噸的投料量投入回轉窯在1200°C溫度下焙燒，物料在窯內焙燒停留時間為100分鐘，物料有結壁現(xiàn)象，運行時間長時，影響回轉窯生產。一段焙燒鉻轉化率 44. 2%,
C、焙燒得到的熟料經(jīng)冷卻到350°C時，進入濕式球磨機粉磨，控制液固比為65 :35，浸取后的漿液直接經(jīng)帶式過濾機過濾，濾液即為一段鉻酸鈉堿性液，共得到含量302g/l的鉻酸鈉堿性液12^m3，浸取率大于99%，堿性液進入后工序生產鉻鹽產品。過濾渣經(jīng)洗滌烘干后用作二段焙燒配料渣，共計775. 3噸，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、二段焙燒工序775. 3噸一段焙燒渣粉磨至200目通過率大于95%以上，與215 噸金昌純堿(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料準確度99%。以每小時4. 5噸的投料量投入2#回轉窯在1200°C溫度下焙燒，物料在窯內焙燒停留時間為100分鐘，物料易結壁而影響生產。二段焙燒鉻轉化率60. 03%，焙燒后的熟料冷卻、浸取工藝同一段焙燒工藝，經(jīng)帶式過濾機過濾洗滌后，共得到含量^Og/l的堿性液969m3，浸取率大于99%，堿性液進入后工序生產鉻鹽產品。二段焙燒過濾渣經(jīng)烘干共計質量540噸，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、三段焙燒工藝540噸二段焙燒渣粉磨至200目通過率大于95%以上，與115噸金昌純堿(Na2CO3含量98. 62%)混合均勻，混料準確度99%。以每小時4噸的投料量投入3# 回轉窯在1200°C溫度下焙燒，物料在窯內焙燒停留時間為100分鐘，物料結壁嚴重。三段焙燒鉻轉化率67. 89%，焙燒后的熟料冷卻、浸取工藝同一段、二段工藝，經(jīng)帶式過濾機過濾洗滌后，共得到含量的堿性液426m3，浸取率大于99%，堿性液進入后工序生產鉻鹽產品。三段焙燒的過濾鉻渣經(jīng)烘干共計質量387噸，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%。經(jīng)三段焙燒后共生產堿性液2623m3，堿性液含量300. 5g/l，折合重鉻酸鈉產量788. 2噸，共計產生鉻渣387噸。 經(jīng)此三段焙燒后礦耗為1. 061，堿耗為1. 040。第三段焙燒后的鉻渣中Cr203、Fe2O3含量總計 68. 17%οF、將實施例1步驟E的三段焙燒的過濾鉻渣堆存烘干后，按鉻渣硅石石灰焦炭=61.2: 9: 4.5: 15.3的比例混合后，經(jīng)高溫電弧爐冶煉成含鉻鑄鐵，含鉻鑄鐵質量合格。冶煉后的鉻鐵渣六價鉻未檢出，鉻鐵渣堆存。 實施例效果是焙燒溫度越高越好效果越好，即焙燒溫度為1250°C實施例3的效果最好，其它實施例次之。
權利要求
1.一種三段法無鈣焙燒生產鉻酸鈉的方法，其特征在于它包括以下步驟A、一段焙燒混料將鉻鐵礦和純堿按比例混合，鉻礦和純堿混合比例按重量百分比計為鉻礦78 80%，純堿20 22% ；B 一段焙燒將一段混料投入回轉窯內進行氧化焙燒，高溫帶溫度1100°C 1250°C， 物料高溫帶停留時間為90分鐘 120分鐘；C 一段浸取及過濾焙燒得到的熟料經(jīng)冷卻到300 400°C時，進入濕式球磨機粉磨， 控制液固比為65 :35，浸取后的漿液直接經(jīng)帶式過濾機過濾，濾液即為一段鉻酸鈉堿性液； 過濾渣經(jīng)洗滌烘干后用作二段焙燒配料渣；D 二段焙燒工藝經(jīng)烘干的一段焙燒烘干渣粉磨后，與純堿按比例混合，鉻礦和純堿混合比例按重量百分比計為烘干渣78 80%，純堿20 22% ；混合后投入回轉窯進行二次氧化焙燒，二次氧化焙燒高溫帶溫度1100°C 1250°C，物料高溫帶停留時間為90分鐘 120分鐘；二次焙燒后的熟料浸取工藝同一次焙燒浸取工藝，經(jīng)濕式球磨機粉磨浸取，帶式過濾機過濾，濾液為鉻酸鈉堿性液；E 三段焙燒工藝過濾渣經(jīng)烘干粉磨后第三次與純堿混合，三次混料鉻礦和純堿混合比例按重量百分比計為烘干渣83 85%，純堿15 17% ；混合后投入回轉窯進行三次氧化焙燒，三次氧化焙燒高溫帶溫度1100°C 1250°C，物料高溫帶停留時間為90分鐘 120分鐘；三次焙燒后的熟料浸取工藝同一、二次焙燒工藝，經(jīng)濕式球磨機粉磨浸取，帶式過濾機過濾得三段焙燒的過濾鉻渣，濾液為鉻酸鈉堿性液。
2.一種用權利要求1所述方法得到的三段焙燒的過濾鉻渣聯(lián)產含鉻鑄鐵的方法，其特征在于所述步驟E的三段焙燒的過濾鉻渣堆存烘干后，按鉻渣硅石石灰焦炭=61. 2 74.8: 9 11: 4. 5 5. 5: 15. 3 18. 7的比例混合后，用高溫電弧爐冶煉得含鉻鑄鐵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三段法無鈣焙燒生產鉻酸鈉及聯(lián)產含鉻鑄鐵的方法，以解決現(xiàn)有無鈣焙燒生產鉻鹽存在焙燒效率低、能耗損失大的問題。本發(fā)明三段法無鈣焙燒生產鉻酸鈉的方法包括以下步驟A一段焙燒混料將鉻鐵礦和純堿按比例混合。B一段焙燒將一段混料投入回轉窯內進行氧化焙燒，C一段浸取及過濾；D二段焙燒工藝。E三段焙燒工藝。三次焙燒后的熟料浸取同一次、二次焙燒浸取，經(jīng)濕式球磨機粉磨浸取，帶式過濾機過濾，帶式過濾機過濾得三段焙燒的過濾鉻渣，濾液為鉻酸鈉堿性液。本發(fā)明采用三段法無鈣焙燒工藝比較傳統(tǒng)的無鈣焙燒技術，礦耗、堿耗明顯減低，起到節(jié)能減排的效果。
文檔編號C01G37/14GK102557137SQ20121006827
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權日2012年3月15日
發(fā)明者張?zhí)烊? 張宏軍, 張忠元, 李元魁, 楊亮亮, 楊昆山, 牛永陽, 謝希智 申請人:甘肅錦世化工有限責任公司