[发明专利]一种铬铁矿无钙焙烧提取铬的方法

说明书

本发明公开了一种铬铁矿无钙焙烧提取铬的方法，包括以下步骤：将铬铁矿、纯碱、添加剂按一定比例混合均匀；将混匀后的物料加氢氧化钠的水溶液造球；将制好的球布入转底炉或辊道窑中，在富氧条件下进行焙烧；将焙烧后的熟料经过湿磨、过滤、洗涤，得到铬酸钠浸出液和残渣。本发明选用的添加剂廉价易得，能显著提高铬的转化率；没有引入新的成分进入残渣，同时使铁元素在残渣中富集。采用本技术后，残渣中Cr₂O₃和Fe₂O₃的含量分别可以达到2wt％以下和60wt％以上，可直接与铁矿石混合作为炼钢原料，使残渣的资源化利用价值大大增加。

技术领域

本发明属于无机盐生产技术领域，具体涉及一种铬铁矿无钙焙烧提取铬的方法。

背景技术

在铬盐生产领域里，六价铬对环境的污染以及对从业人员的危害一直是行业内急待解决的难题。随着环保要求的提升和绿色化学理念的不断推进，近几年在国内先进的无钙焙烧技术已经基本取代了传统的有钙焙烧工艺。无钙焙烧排渣量小，同时避免了生成具有致癌危险的铬酸钙，成为铬盐工业发展的必然趋势。但是从现有工业化技术来看，无钙焙烧工艺还存在一些需要改进的地方。一方面，在防止烧结的处理方式上，虽然采用返渣代替了钙质填料，但是从根本上还是无法解决生产效率低、能源消耗过大的问题；同时由于反应原料被大量填料给稀释，降低了反应物之间的有效接触面积，进而影响了铬的氧化率，使有效资源没有得到充分的利用；再者，在残渣的回收利用上，由于原料中铬元素没有充分反应，内部的化学结构没有完全破坏、分解，导致残渣中各成分分布复杂，各元素之间分离难度大，可利用的铁元素未得到有效富集，资源化利用难度大，一些企业甚至需要额外的费用对其进行无害化处理。另一方面，传统的焙烧工艺使用的设备为回转窑，铬铁矿、纯碱、返渣以粉料的形式在窑内不断翻转进行反应，由于三者比重上存在较大差异，不可避免的会发生一定程度的偏析，导致物料混合不均匀，最终也会影响到铬的氧化率。整体而言，无钙焙烧中铬的转化率还处在较低的水平，通常在70～80％左右，资源利用率有待提高，而且返渣对生产效率的限制以及能源的消耗制约了产能的提高和成本的控制，另外对于残渣的处理还没有形成一套经济可行的工业化方案，因而在此基础上，无钙焙烧工艺还有很大的提升空间。

其中，有一类改进的方法是在反应物料中加入添加剂。一方面可以降低反应温度节约能耗，另一方面能促进铬组分的氧化，提高转化率，如中国专利CN201210127841.X、中国专利CN201710712467.2等。但是在上述技术中，没有考虑实际回转窑生产中常见的偏析问题，混合粉料发生偏析后，添加剂发挥的作用大打折扣。

还有一类方法是改变反应物料的形态，即将传统的粉料改为无填料造粒、压球等，如中国专利CN201410299115.5。通过此类方式可以在无填料的情况下避免液相量的析出，提高了生产效率；其次，跟粉料相比，造粒、压球后的物料成分更稳定、均匀，有效避免了偏析。但是由于技术条件和工艺要求的限制，球团的抗压强度有限，在回转窑内焙烧的过程中势必会有一定程度的破损，形成粉料，最终还是会产生烧结、结圈的问题，影响生产的持续进行。

综上所述，现有技术关于铬铁矿无钙焙烧工艺上的改进，均处于小试或中试阶段，从经济性、实用性、可行性还未达到工业化的要求，在各方面都存在一定的缺陷。因而亟待开发一种能大规模工业化的，低成本、高转化率、高生产率的无钙焙烧新工艺，以实现资源的高效利用，同时使铬渣的回收利用更具经济价值。

发明内容

本发明目的在于提供一种铬铁矿无钙焙烧提取铬的方法，同时实现大规模工业化、低成本、高转化率、高生产效率的无钙焙烧工艺；本发明的另一目的是大幅度降低铬渣中铬元素的含量，在提铬的同时实现铬渣中铁元素的富集，彻底解决铬渣的资源化处理问题。

为实现上述目的，采用技术方案如下：

一种铬铁矿无钙焙烧提取铬的方法，包括以下步骤：

(1)将铬铁矿、纯碱、添加剂按一定比例混合均匀；