專利名稱：利用鉻渣制備鎂砂的方法
技術領域：
本發明屬于廢渣利用技術領域，更進一步說，是鉻鐵礦配加菱苦土和純堿進行焙燒制取鉻酸鈉后的鉻渣，再進行煅燒制備鎂砂的工藝方法。
背景技術：
以鉻鐵礦制備鉻酸鈉，舊工藝是將鉻鐵礦配加適量碳酸鈉，再配加一定量石灰石、白云石和返渣、混勻，在轉窯中高溫焙燒。熟料經浸取，鉻酸鈉進入溶液，達到制備鉻酸鈉的目的。這是有鈣焙燒舊工藝制取鉻酸鈉的方法。
該工藝，由于加入了含有大量氧化鈣的填料，在焙燒過程中，形成了六價鉻的難溶固熔體及可水化的硅酸鈣和鐵鋁酸鈣等，這些物質在熟料浸取時，形成大量酸溶六價鉻(鉻鋁酸鈣等)造成鉻渣六價鉻帶損嚴重。而這些酸溶六價鉻在空氣中二氧化碳和雨水的作用下，又變成水溶性六價鉻，造成對環境的嚴重污染和對人的嚴重毒害。這種從酸溶六價鉻變成水溶六價鉻的過程速度較慢，因而是長期的。所以鉻渣很難解毒，解毒的費用也較高。為了解決鉻渣中六價鉻的污染問題，開發了很多利用鉻渣的辦法，但因鉻渣成分復雜難以實現。有鈣焙燒舊工藝鉻渣的主要成分CaO 20～35％；MgO 25～40％；Fe2O36～10％；SiO24～8％；Al2O33～6％；Cr2O33～6％(其中Cr+61～3％)。其主要物相組成為方鎂石(MgO)；β-硅酸二鈣(β-2CaO.SiO2)；鐵鋁酸鈣(4CaO.Al2O3.Fe2O3)及酸溶鉻(主要是鉻鋁酸鈣3CaO.Ai2O3CaCrO4.12H2O)等。
該鉻渣若用作水泥的原料時，則因其中的氧化鎂含量高，影響水泥的質量，若單獨利用其中的氧化鎂，則氧化鎂的含量又不足夠高，另一方面，其他雜質又不容易分離，因此，有鈣焙燒所產生的鉻渣帶來的污染，已成為國際公害，世界難題。
為解決鉻鐵礦有鈣焙燒舊工藝帶來的鉻渣中六價鉻的污染問題，單從解毒處理去考慮，或者從減少鉻渣量去考慮，這種腳疼醫腳，頭疼醫頭的方法，不僅費用高，而且并不能徹底解決鉻渣的污染問題。必須從污染的源頭上加以解決。
為解決鉻鐵礦有鈣焙燒工藝帶來的鉻渣六價鉻污染問題，必須從焙燒的配方上去考慮。本發明人以前的專利發明(專利申請號02156477.9)將原來鉻鐵礦配加石灰石、白云石的有鈣焙燒變成了鉻鐵礦配加菱苦土或菱鎂礦的無鈣焙燒，這樣就使焙燒熟料浸取后的鉻渣的成分和性能發生了根本性的變化，大大減少了六價鉻的含量。該無鈣焙燒工藝的鉻渣成分為MgO 70～86％；Fe2O36～10％；SiO23～7％；Al2O33～5％；Cr2O30.02～0.5％(其中六價鉻0.02～0.1％)；CaO 1～2％(并非絕對無鈣)。
該鉻渣雖然六價鉻很少，造成的污染相應也減少了很多，但仍存在一定量的六價鉻污染源，還需徹底加以解決。
發明內容
本發明就是為了徹底解決上述鉻渣中六價鉻的污染，并進而利用該鉻渣，使鉻渣這一廢物變為可利用的鎂砂產品。因為，該鉻渣成分基本符合GB/T2273-1998規定的鎂砂國家標準。可通過直接煅燒制取鎂砂。當然，由于鉻鐵礦的產地不同，品質的不同，填料菱苦土或菱鎂礦成分不同，生成的鉻渣的成分也不同。因此，如果其他指標符合要求，只是MgO含量稍低，不符合要求時，可補加少量輕燒氧化鎂(菱苦土)或者菱鎂礦、水鎂石礦、方鎂石礦，也可以補加少量合成氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂等其他含MgO的物質，即能符合制取鎂砂的要求。
本發明的目的，正在于徹底解決現有技術依然存在的六價鉻鉻渣的污染問題，特征在于開發了利用這些含六價鉻鉻渣，通過直接焙燒或添加其他含鎂物質后焙燒，來制取工業鎂砂耐火材料的工藝方法。不僅消除污染有利環保，而且變廢為寶，產生效益。
本發明方法的工藝特點在于對于鉻鐵礦焙燒制取鉻酸鈉后，產生的鉻渣，當其含量指標符合GB/T2273-1998制取鎂砂的要求，而氧化鎂含量等于或大于78％時，可直接將鉻渣混勻、研磨，在1600℃-1800℃煅燒15分鐘到60分鐘，制取鎂砂產品。
而當氧化鎂含量低于78％時，可在鉻渣中配加20-60％的菱苦土或菱鎂礦、方鎂石、水鎂石或合成的氧化鎂，氫氧化鎂、碳酸鎂等含鎂化合物。使氧化鎂含量達到GB/T2273-1998指標要求后，再將補鎂鉻渣混勻、研磨，在1600℃-1800℃煅燒15分鐘到60分鐘，制取鎂砂產品。
本發明的優點和積極效果本發明可將鉻鐵礦焙燒制取鉻酸鈉所產生的鉻渣，全部用作生產鎂砂的原料，實現了鉻渣的零排放和科學利用，徹底解決鉻鐵礦焙燒制取鉻酸鈉所產生的鉻渣給環境帶來的污染這一世界性難題，實現了綠色化工清潔生產的目的。
實施方式 為了更好的了解本發明的特點和功效，現舉例說明實例一某鉻鐵礦，配加適量碳酸鈉并填加適量菱苦土(MgO)和返渣，焙燒，浸取后所得鉻渣的成分為MgO 83.5％；Fe2O36.6％；SiO23.8％；Al2O33.2％；Cr2O30.2％(其中六價鉻0.02％)；CaO 1.6％。將其研磨，在1750℃高溫爐中煅燒20分鐘，可制得MS-83Ga普通鎂砂。可用作補爐鎂砂、用作搗打爐襯等。
實例二某鉻鐵礦，配加適量碳酸鈉并填加一定量菱鎂礦和返渣，焙燒，浸取后所得鉻渣的成分為MgO 78.8％；Fe2O38.6％；SiO23.5％；Al2O33.7％；CaO 1.1％；Cr2O30.18％(其中六價鉻0.04％)。在1700℃高溫爐中煅燒30分鐘，可制得MS-83Ga普通鎂砂。可用作補爐鎂砂、用作搗打爐襯等。
實例三某鉻鐵礦，配加適量碳酸鈉并填加一定量菱鎂礦和返渣，混勻，焙燒，浸取后所得鉻渣的成分為MgO 76.8％；Fe2O38.1％；SiO25.5％；Al2O34.5％；Cr2O30.32％(其中六價鉻0.02％)；CaO 1.9％。補加渣量40％的菱鎂礦，再將補鎂鉻渣混勻、研磨，在1600℃煅燒55分鐘，可制得普通鎂砂，可用作補爐或制鎂磚等。
權利要求
1.一種利用鉻渣制取鎂砂的方法。其特征在于對于鉻鐵礦焙燒制取鉻酸鈉后產生的鉻渣，當其含量指標符合GB/T2273-1998制取鎂砂的要求，而氧化鎂含量等于或大于78％時，可直接將鉻渣混勻、研磨，在1600℃-1800℃煅燒15分鐘到60分鐘，制取鎂砂產品。而當氧化鎂含量低于78％時，可在鉻渣中配加20-60％的菱苦土或菱鎂礦、方鎂石、水鎂石或合成的氧化鎂，氫氧化鎂、碳酸鎂等含鎂化合物。使氧化鎂含量達到GB/T2273-1998指標要求后，再將補鎂鉻渣混勻、研磨，在1600℃-1800℃煅燒15分鐘到60分鐘，制取鎂砂產品。
2.根據權利要求1所述的方法，其進一步特征在于所用鉻渣當氧化鎂含量低于78％時，可在鉻渣中配加35-45％的菱苦土或菱鎂礦、方鎂石、水鎂石或合成的氧化鎂，氫氧化鎂、碳酸鎂等含鎂化合物。
3.根據權利要求1所述的方法，其進一步特征在于，鉻渣或補鎂鉻渣在1650℃-1700℃煅燒25分鐘到50分鐘，制取鎂砂產品。
全文摘要
本發明涉及廢渣利用技術領域。開發了利用含六價鉻鉻渣，通過直接焙燒或添加其他含鎂物質后焙燒，來制取工業鎂砂耐火材料的工藝方法。
文檔編號C01F5/00GK1546379SQ20031010750
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月12日 優先權日2003年12月12日
發明者楊振祥, 蔣凌云, 章蘇, 張永惠 申請人:天津化工研究設計院