[发明专利]一种铬渣资源化清洁利用的方法

说明书

技术领域

本发明属于铬渣处理技术领域，尤其涉及一种铬渣资源化清洁利用的方法。

背景技术

铬盐工业一直面临着资源利用率低、能耗高、环境污染严重等问题。我国铬盐行业主要采用传统的有钙焙烧工艺，铬利用率只有76%，每生产1吨产品需排放2.5~3吨毒性铬渣。国外最先进的无钙焙烧工艺采用分选后的返渣替代含钙辅料作为填料，铬利用率率可提高至90%，每吨铬盐产品的铬渣排放量减少至0.8吨，但仍未能彻底解决铬渣的污染问题。

目前，有钙焙烧已被国家强制淘汰，少钙焙烧为国家限制类技术，无钙焙烧为国家鼓励类技术。原料来源不同，所采用的生产技术不同，所得到的铬渣成分也不相同。铬渣中的有害成分是水溶性铬酸钠，酸活性铬酸钙中德六价铬离子，当铬渣遇水后，其中的六价铬离子流失扩散而构成对生态环境的污染危害，是一种严重的铬污染源，铬渣的另一个危害是碱性危害，它的化合物具有很强的氧化作用，对人体的消化道、呼吸道、皮肤和粘膜都有危害，甚至有致癌作用。

铬渣解毒是一个世界性的难题，为了解决铬渣的污染问题，国内外相关企业和学者都做过大量研究，目前常用的方法有封存、湿法处理、用于水泥原料、生物直接解毒等，但这些方法均属于“末端治理”，有的因为处理不彻底，有的因为处理成本太高都难以大面积推广应用。

目前对铬渣进行处理主要有以下两种方法：一种是采用火法将六价铬转为稳定的、毒性较小的三价铬；另一种是采用湿法将铬渣中水溶性和酸溶性的六价铬溶解，加入还原剂将其还原成三价铬。其中，火法处理存在成本高且极易二次污染的问题，湿法处理存在成本高、处理量少，均未能实现规模化应用。

中国专利CN101397607A提出了一种高炉还原法铬渣处理工艺，采用高炉直接加入法加入到具有还原性气氛的高炉内进行冶炼，得到的高炉渣可作为建材应用，实现铬渣的解毒作用。该方法目的仅仅是为了实现铬渣的解毒，但铬渣中的铬资源未能回收利用；且高炉冶炼流程中产生的高炉渣在自然环境中依然存在被二次氧化污染环境的隐患，转炉炼钢流程中在氧化性的气氛中铬组分进入钢渣，钢渣中的铬也存在二次污染的隐患，不能实现铬渣的彻底解毒及利用。

另一方面，我国又是一个铬资源严重缺乏的国家，铬资源对外依存度达到90%；而我国的钒钛磁铁矿种富含有大量铬资源，总储量达到900万吨。钒、铬在冶炼过程中共同进入钒渣形成含铬钒渣，推动含铬钒渣中钒铬高效清洁同步提取技术研发及产业化工程示范，可充分利用钒钛磁铁矿中的铬资源，解决我国铬铁矿资源匮乏的问题。并利用钒钛磁铁矿冶炼企业炼钢流程对铬渣的消纳能力，将含铬废渣通过炼铁流程解毒，实现铬盐清洁生产，形成以钢铁钒钛产业为依托的铬盐行业发展新模式，推动重污染铬盐行业的绿色产业化升级。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种铬渣清洁利用的方法。为解决上述技术问题，本发明采取下述工艺步骤：

（1）配烧结矿：将铬渣用于钒钛磁铁矿的配矿烧结过程，制作成铬渣烧结矿，所述铬渣含水率为0~20%，-120目粒度占50~90%；

（2）高炉冶炼：铬渣烧结矿用于高炉炼铁流程，冶炼含铬钒铁水；

（3）转炉吹钒铬：含铬钒铁水经过提钒转炉吹氧，得到高铬钒渣；

（4）亚熔盐法提铬：高铬钒渣经过亚熔盐法氧化分解，得到钒酸钠、铬酸钠产品。

本发明所述步骤（1）中的配矿烧结过程为氧化烧结过程，所述氧化烧结过程的条件为：混合料中CaO含量为3~13%，MgO含量为1~3%，熔剂A含量为0.1~1%，碳粉含量为1~10%；所述熔剂A为石灰石、白云石、萤石、硅石、锰矿中的任意一种或几种。

本发明所述步骤（2）中的高炉炼铁流程温度为1400~1550℃。

本发明所述步骤（3）中所述提钒转炉吹氧工艺条件为：温度1340℃~1420℃，吹氧压力5~15公斤，吹氧量5~15m³/t铁水，所述高铬钒渣中Cr₂O₃品位>10%。

本发明所述步骤（1）中的配矿烧结过程铬渣配加量为1-100kg/t矿。

本发明所述步骤（4）中所述的亚熔盐法氧化分解工艺条件为：高铬钒渣破碎粒度为-120目占80~100%，NaOH浓度为40~60wt%，分解温度为100-200℃。

本发明所述步骤（4）中钒酸钠与铬酸钠的分离工艺为：NaOH浓度为200~400g/L冷却结晶钒酸钠，NaOH浓度为500~800g/L蒸发结晶铬酸钠。