[发明专利]利用冶金烧结和高炉对铬渣进行无害化处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金炼铁和铬渣环保处理领域。

背景技术

目前，对铬渣的无害化处理有化学法、物理/化学法、熔烧法和固化/稳定法四种方法，其中熔烧法最为彻底。熔烧法是将有毒物质在高温下通过添加助剂对六价铬解毒的过程。铬渣的熔烧无害化处理技术主要有碳还原法、烧结矿法、干式还原法和旋风炉熔烧法。

烧结矿法因其之后还有一步高炉法，因此是解毒最彻底的方法。同时，因为此法是在冶金企业现有的装置，正常的生产过程中附带进行的方法，因此它也是最经济的方法。此外，铬渣中的有价元素还能得到充分的利用，如金属铬、铁、钙、镁的价值部分转移到烧结、炼铁生产之中。

高炉炼铁时，为将铁矿石和焦炭中的杂质SiO₂、Al₂O₃以熔液形式从高炉排出，必须加入含CaO、MgO的白云石作熔剂，与SiO₂、Al₂O生成熔点较低的共熔物从而达到液态排出的目的。而铬渣中的CaO、MgO含量与白云石中两者的含量相当，固可用铬渣替代部分白云石作为烧结炼铁的熔剂。铬渣的熔烧无害化处理技术的烧结矿法就是利用烧结高温还原铬渣中的六价铬还原为三价铬(半程还原-或高价解毒还原)，以及在高炉炼铁时又将三价铬还原为单质铬(全程还原-或低价利用还原)，从而实现铬渣的无害化处理。该技术主要包括两个过程：

一是以铬渣为碱性熔剂及含铬原料，配入铁矿石粉等含铁原料和燃料(煤)，经烧结制成含铬的烧结矿；

二是以该烧结矿为主要原料，经高炉冶炼，制成含铬生铁(2.5-4％)或炼钢用生铁。

国内已在使用的铬渣制作自熔性烧结矿的烧结工艺是，以铬渣为碱性熔剂，替代常规使用的石灰与含铁原料及燃料混配，并在烧结造块的同时，制造较强的还原气氛，使铬渣残留的六价铬与还原剂C及CO等充分作用，半程还原转化为三价铬(以Cr₂O₃的形式存在)，兼而达到还原解毒的目的。

在该技术中，铬渣中的六价铬在烧结过程中被C、CO等半程还原为三价铬，还原率可达96％以上。再经高炉冶炼后，由烧结料到高炉渣，六价铬还原率为99.5％以上，剩余的三价铬以Cr₂O₃的形式进入高炉渣，液态高炉渣经水淬激冷粒化处理后可作为制水泥的原料。

而常规的烧结工艺的要求是保证在氧化气氛下进行烧结，以确保烧结矿的质量指标(强度、还原性好；FeO含量低)。因此，国内已在使用的铬渣制作自熔性烧结矿的烧结工艺存在以下缺点：

其整体改变了烧结机内的气氛，将原有的强氧化气氛变为了还原气氛，在还原气氛下，FeO含量将明显增加，烧结矿的还原性将变差，FeO增加1个百分点，进入高炉后，高炉的焦比将上升1.5个百分点，铁水产量将下降1.5个百分点；因此得不偿失，很难在大高炉、大烧结推广。

同时，这种方法需要改变烧结工艺条件来实现铬渣的处理，在规模化生产的冶金行业内，是不现实的。

可见，利用冶金企业的烧结机、高炉对铬渣进行预处理和彻底处理，是一种行之有效的安全经济的方法。但是，铬渣中的有毒物质六价铬，必须在高温、还原气氛下才能被有效彻底的处理。高炉是高温还原气氛，烧结是高温氧化气氛，要在烧结中处理有毒物质六价铬，靠改变烧结的整体气氛来实现是不经济，也是不适用的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种新的利用冶金烧结和高炉对铬渣进行无害化处理的方法，在不改变冶金烧结的氧化气氛的状态下，也不改变冶金烧结和高炉的常规工艺过程，实现对铬渣的解毒处理。

本发明的技术方案如下：

一种利用冶金烧结和高炉的生产过程对铬渣进行处理的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)以铬渣为原料、以煤粉和/或焦粉或重力除尘灰为还原剂，另以粘接剂为添加剂，制作成球核；

(2)将所述球核与生产烧结矿的原料和粘接剂一起制成以烧结矿原料为球壳的复合小球，进入烧结机进行烧结，形成烧结矿；或将所述球核进入球团矿生产线与球团矿原料和粘接剂一起制成以为球团矿原料为球壳的复合小球，进入球团培烧炉形成球团矿；在焙烧或烧结过程中，用无数个小球内核的还原气氛小环境来实现铬渣的解毒处理；

(3)所述烧结矿或球团矿再送入高炉，作为高炉原料进行炼铁，对铬渣进行彻底处理。