專利名稱：鉻鐵礦兩段焙燒法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉻鐵礦的無鈣焙燒工藝，特別涉及一種鉻鐵礦的無鈣兩段焙燒法。
背景技術(shù)：
目前，鉻鐵礦氧化焙燒法幾乎是鉻鹽生產(chǎn)的唯一方法，其中分為有鈣焙燒法和無鈣焙燒法，其共同之處在于都是將鉻鐵礦與純堿在高溫氧化條件下進(jìn)行焙燒，使礦石中的鉻轉(zhuǎn)化為水溶性的鉻酸鈉經(jīng)浸出等后續(xù)處理獲得鉻鹽產(chǎn)品。無鈣焙燒法使用返渣代替含鈣填料，鉻渣排放量大大降低且不含高毒鉻酸鈣，成為鉻鹽生產(chǎn)的主流方法，對(duì)比文件 200710017747. 8公開了一種由鉻鐵礦經(jīng)無鈣焙燒生產(chǎn)鉻酸鈉的方法，將鉻鐵礦、碳酸鈉和返渣混合，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行氧化焙燒，該方法將混合物直接進(jìn)行氧化焙燒，鉻尖晶石與純堿和氧氣直接反應(yīng)生產(chǎn)鉻酸鈉，由于鉻尖晶石不易反應(yīng)，導(dǎo)致整個(gè)反應(yīng)速度進(jìn)行慢，鉻鐵礦未能充分反應(yīng)所以浸取率不高，國外有關(guān)文獻(xiàn)中有設(shè)想通過鉻鐵礦的兩段焙燒來提高反應(yīng)效率，但是由于缺乏具體的操作方法而未能實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種能加快鉻鐵礦焙燒反應(yīng)速度的鉻鐵礦兩段焙燒法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
A.混料將鉻鐵礦、分選得到的返渣和純堿按百分比X:Y:Z混合，均勻度達(dá)到90 110%，其中 X 為 100，Y 為 70 90，Z 為 140 300 ；
B.無氧焙燒將步驟A中得到的混料在第一窯隔絕空氣加熱，煅燒溫度為500°C，煅燒 1小時(shí)；
C.有氧焙燒將步驟B中經(jīng)過加熱的混料送入第二窯，通入空氣進(jìn)行焙燒，高溫帶溫度1150°C，窯尾溫度500°C，煅燒2 3小時(shí)；
D.浸取將步驟C中得到的固體熟料冷卻后至200°C 300°C，送入下一工序浸取洗
滌；
E.鉻渣的處理步驟D中剩余鉻渣經(jīng)分選后返回焙燒工序，尾渣解毒后綜合利用。本技術(shù)方案采用對(duì)混料的焙燒采用了兩段法，第一窯內(nèi)對(duì)混料隔絕空氣進(jìn)行加熱，鉻尖晶石在無氧條件加熱到500°C，使鉻尖晶石晶格發(fā)生畸變，勢能升高，易于反應(yīng)，純堿主要與Cr2O3 ,Al2O3和Fii2O3反應(yīng)得到Nai^e02、NaAW2和NaCrO2,混料繼續(xù)進(jìn)入第二窯，通入空氣，NaCrO2氣與氧氣反應(yīng)得到鉻酸鈉，NaAW2和NaCrO2起堿性作用，采用這樣的方法，鉻尖晶石能充分氧化，反應(yīng)生成更多的鉻鹽，有利于提高浸取率。
作為優(yōu)選，步驟A中鉻鐵礦磨細(xì)至200目通過70%以上，成品添加劑磨細(xì)至150目通過 90%，返渣磨細(xì)至200目通過70%以上；這樣減小了各原料的顆粒粒度，使各原料接觸面增大，提高反應(yīng)速度。作為優(yōu)選，步驟A和步驟B中產(chǎn)生的煙道氣經(jīng)沉降室、廢熱鍋爐和靜電除塵器排放至空氣中；對(duì)廢氣進(jìn)行處理，防止燃燒中產(chǎn)生的有毒氣體直接排放至空氣造成污染，除塵器收集的粉料可再次循環(huán)使用，廢熱鍋的蒸汽可送入蒸汽管道進(jìn)行利用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用兩段法焙燒鉻鐵礦生產(chǎn)鉻酸鈉， 鉻鐵礦氧化率高，反應(yīng)速度更快，浸取率高，且返渣的利用節(jié)約了成本和減少了污染，因此在鉻鹽無鈣焙燒領(lǐng)域中，無論從環(huán)境保護(hù)、還是企業(yè)效益上來說都具有推廣應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例1 本發(fā)明公開了一種鉻鐵礦兩段焙燒法，其步驟如下
一、原料的混合鉻鐵礦經(jīng)干燥、磨粉至200目通過70%以上，分選后的返渣經(jīng)干燥、磨粉至200目通過70%以上，將百分比為100 70 140的鉻鐵礦、返渣和純堿送入雙軸攪拌機(jī)混合，混合料均勻度達(dá)90%后經(jīng)螺旋輸送機(jī)、提升機(jī)送至混合料倉。二、焙燒分為有氧階段和無氧階段，混料依次經(jīng)過有氧階段和無氧階段； 焙燒中鉻鐵礦與純堿和氧發(fā)生的主反應(yīng)為
Cr2O3 + 2Na2C03 + 1.5 = 2Na2Cr04 +2 CO2 + Q①
1、無氧階段皮帶秤將混料螺旋送入第一窯，鉻鐵礦與純堿的混合物在隔絕氧氣的條件下煅燒1小時(shí)，窯內(nèi)溫度500°C，當(dāng)鉻尖晶石加熱至500°C時(shí)，F(xiàn)e2+首先氧化為狗3+，從而使尖晶石晶格發(fā)生畸變，勢能升高，易于反應(yīng)。純堿先同Ii2O3反應(yīng)生成NaRO3,即亞鉻酸鈉(NaCrO2)，鋁酸鈉(NaAlO2)和鐵酸鈉 (NaFeO2)，所述反應(yīng)式為
Cr203+Na2C03 = 2NaCr02 + CO2②
Al2O3 + Na2CO3 = 2NaA102 + CO2③
Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFe02 + CO2④
2、有氧階段從無氧階段出來的混料進(jìn)入第二窯，通入空氣焙燒，窯內(nèi)高溫帶溫度 1150°C，窯尾溫度500°C，煅燒3小時(shí)；在高溫氧化環(huán)境中，亞鉻酸鈉(NaCrO2)隨即同氧和純堿繼續(xù)反應(yīng)生成Na2CrO4 ；鋁酸鈉(NaAlO2)和鐵酸鈉(NaFeO2)也起著堿性作用，使NaCiO2氧化為 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，焙燒中發(fā)生的副反應(yīng)為=Na2CO3除同鉻鐵礦發(fā)生③、④、①的反應(yīng)生成NaRO2和 Na2CrO4外，還同礦中雜質(zhì)SiO2、V2O5反應(yīng)生成溶點(diǎn)較低的產(chǎn)物(Na2SiO3、NaVO3) ；N2SiO3和 NaAlO2不僅可以提供鈉離子，使三價(jià)鉻發(fā)生⑥、⑨的反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殂t酸鈉，而且兩者還同氧化鎂發(fā)生復(fù)合反應(yīng)生成鋁硅酸鎂鈉(Na4MgAl2Si3012)。
式⑧、⑨生成的Na2SiO3及NaAW2使熟料含水溶性硅、鋁，而其后按式 進(jìn)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)變成鉻酸鈉生成不溶于水的鋁硅酸鎂鈉，則可降低水溶性硅、鋁。焙燒產(chǎn)生的煙道氣經(jīng)沉降室、廢熱鍋爐和靜電除塵器后氣體經(jīng)煙囪排放至大氣中，除塵器中除塵下來的粉料經(jīng)螺旋斗提送至窯灰倉中，并在配料的過程中使用，廢熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送至蒸汽管網(wǎng)，供全廠使用。三、浸取和洗滌
混料經(jīng)過焙燒后變成含鉻酸鈉的固體熟料，固體熟料經(jīng)冷卻機(jī)冷卻至200°C，進(jìn)入浸取車進(jìn)行浸取和洗滌。四、鉻渣的處理
部分鉻渣經(jīng)過干燥后用于焙燒，部分鉻渣經(jīng)過棒磨、水選，粗渣經(jīng)過帶式過濾機(jī)、干燥后作為返渣用于焙燒工序；
細(xì)渣經(jīng)過廂式過濾機(jī)后，解毒后進(jìn)行綜合利用，譬如煉鐵、生產(chǎn)水泥、制磚和玻璃著色劑等。以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明，并非用來限制本發(fā)明，凡依本發(fā)明的創(chuàng)作精神所作的類似變化的實(shí)施例，皆應(yīng)包含于本發(fā)明之中。
權(quán)利要求
1..鉻鐵礦兩段焙燒法，其特征在于它包括以下步驟A.混料將鉻鐵礦、分選得到的返渣和純堿按百分比X:Y:Z混合，均勻度達(dá)到90 110%，其中 X 為 100，Y 為 70 90，Z 為 140 300 ；B.無氧焙燒將步驟A中得到的混料在第一窯隔絕空氣加熱，煅燒溫度為500°C，煅燒 1小時(shí)；C.有氧焙燒將步驟B中經(jīng)過加熱的混料送入第二窯，通入空氣進(jìn)行焙燒，高溫帶溫度 1150°C，窯尾溫度500°C，煅燒2 3小時(shí)；D.浸取將步驟C中得到的固體熟料冷卻后至200°C 300°C，送入下一工序浸取洗滌；E.鉻渣的處理步驟D中剩余鉻渣經(jīng)分選后返回焙燒工序，尾渣解毒后綜合利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻鐵礦兩段焙燒法，其特征在于所述步驟A中鉻鐵礦磨細(xì)至200目通過70%以上，返渣磨細(xì)至200目通過70%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻鐵礦兩段焙燒法，其特征在于所述步驟A和步驟B中產(chǎn)生的煙道氣經(jīng)沉降室、廢熱鍋爐和靜電除塵器排放至空氣中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉻鐵礦兩段焙燒法，特別涉及一種鉻鐵礦的無鈣兩段焙燒法；將鉻鐵礦、分選后的返渣、純堿混料后送入第一窯，在第一窯內(nèi)隔絕氧氣進(jìn)行加熱，再進(jìn)入第二窯，通過空氣后加熱，所得的固體熟料進(jìn)行浸取洗滌，經(jīng)分選后的鉻渣返回混料階段，尾渣解毒后綜合利用；本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，鉻鐵礦氧化率高，反應(yīng)速度更快，浸取率高，且返渣的利用節(jié)約了成本和減少了污染，因此在鉻鹽無鈣焙燒領(lǐng)域中，無論從環(huán)境保護(hù)、還是企業(yè)效益上來說都具有推廣應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C01G37/14GK102275992SQ201110144569
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者劉清華, 張金聰, 李小利, 袁代建 申請人:重慶民豐化工有限責(zé)任公司