專利名稱：鉻鐵礦兩段焙燒法的制作方法
技術領域：
本發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：
目前，鉻鐵礦氧化焙燒法幾乎是鉻鹽生產的唯一方法，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行焙燒，使礦石中的鉻轉化為水溶性的鉻酸鈉經浸出等后續處理獲得鉻鹽產品。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，成為鉻鹽生產的主流方法，對比文件 200710017747. 8公開了一種由鉻鐵礦經無鈣焙燒生產鉻酸鈉的方法，將鉻鐵礦、碳酸鈉和返渣混合，在回轉窯內進行氧化焙燒，該方法將混合物直接進行氧化焙燒，鉻尖晶石與純堿和氧氣直接反應生產鉻酸鈉，由于鉻尖晶石不易反應，導致整個反應速度進行慢，鉻鐵礦未能充分反應所以浸取率不高，國外有關文獻中有設想通過鉻鐵礦的兩段焙燒來提高反應效率，但是由于缺乏具體的操作方法而未能實現。
發明內容
針對上述現有技術的不足之處，本發明提供一種能加快鉻鐵礦焙燒反應速度的鉻鐵礦兩段焙燒法。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是
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；
C.有氧焙燒將步驟B中經過加熱的混料送入第二窯，通入空氣進行焙燒，高溫帶溫度1150°C，窯尾溫度500°C，煅燒2 3小時；
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中剩余鉻渣經分選后返回焙燒工序，尾渣解毒后綜合利用。本技術方案采用對混料的焙燒采用了兩段法，第一窯內對混料隔絕空氣進行加熱，鉻尖晶石在無氧條件加熱到500°C，使鉻尖晶石晶格發生畸變，勢能升高，易于反應，純堿主要與Cr2O3 ,Al2O3和Fii2O3反應得到Nai^e02、NaAW2和NaCrO2,混料繼續進入第二窯，通入空氣，NaCrO2氣與氧氣反應得到鉻酸鈉，NaAW2和NaCrO2起堿性作用，采用這樣的方法，鉻尖晶石能充分氧化，反應生成更多的鉻鹽，有利于提高浸取率。
作為優選，步驟A中鉻鐵礦磨細至200目通過70%以上，成品添加劑磨細至150目通過 90%，返渣磨細至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，提高反應速度。作為優選，步驟A和步驟B中產生的煙道氣經沉降室、廢熱鍋爐和靜電除塵器排放至空氣中；對廢氣進行處理，防止燃燒中產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使用，廢熱鍋的蒸汽可送入蒸汽管道進行利用。與現有技術相比，該發明的有益效果本發明采用兩段法焙燒鉻鐵礦生產鉻酸鈉， 鉻鐵礦氧化率高，反應速度更快，浸取率高，且返渣的利用節約了成本和減少了污染，因此在鉻鹽無鈣焙燒領域中，無論從環境保護、還是企業效益上來說都具有推廣應用價值。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。實施例1 本發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干燥、磨粉至200目通過70%以上，分選后的返渣經干燥、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混合，混合料均勻度達90%后經螺旋輸送機、提升機送至混合料倉。二、焙燒分為有氧階段和無氧階段，混料依次經過有氧階段和無氧階段； 焙燒中鉻鐵礦與純堿和氧發生的主反應為
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，窯內溫度500°C，當鉻尖晶石加熱至500°C時，Fe2+首先氧化為狗3+，從而使尖晶石晶格發生畸變，勢能升高，易于反應。純堿先同Ii2O3反應生成NaRO3,即亞鉻酸鈉(NaCrO2)，鋁酸鈉(NaAlO2)和鐵酸鈉 (NaFeO2)，所述反應式為
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入第二窯，通入空氣焙燒，窯內高溫帶溫度 1150°C，窯尾溫度500°C，煅燒3小時；在高溫氧化環境中，亞鉻酸鈉(NaCrO2)隨即同氧和純堿繼續反應生成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，焙燒中發生的副反應為=Na2CO3除同鉻鐵礦發生③、④、①的反應生成NaRO2和 Na2CrO4外，還同礦中雜質SiO2、V2O5反應生成溶點較低的產物(Na2SiO3、NaVO3) ；N2SiO3和 NaAlO2不僅可以提供鈉離子，使三價鉻發生⑥、⑨的反應轉變為鉻酸鈉，而且兩者還同氧化鎂發生復合反應生成鋁硅酸鎂鈉(Na4MgAl2Si3012)。
式⑧、⑨生成的Na2SiO3及NaAW2使熟料含水溶性硅、鋁，而其后按式 進一步反應轉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。焙燒產生的煙道氣經沉降室、廢熱鍋爐和靜電除塵器后氣體經煙囪排放至大氣中，除塵器中除塵下來的粉料經螺旋斗提送至窯灰倉中，并在配料的過程中使用，廢熱鍋爐產生的蒸汽送至蒸汽管網，供全廠使用。三、浸取和洗滌
混料經過焙燒后變成含鉻酸鈉的固體熟料，固體熟料經冷卻機冷卻至200°C，進入浸取車進行浸取和洗滌。四、鉻渣的處理
部分鉻渣經過干燥后用于焙燒，部分鉻渣經過棒磨、水選，粗渣經過帶式過濾機、干燥后作為返渣用于焙燒工序；
細渣經過廂式過濾機后，解毒后進行綜合利用，譬如煉鐵、生產水泥、制磚和玻璃著色劑等。以上所述僅為本發明較佳實施例的詳細說明，并非用來限制本發明，凡依本發明的創作精神所作的類似變化的實施例，皆應包含于本發明之中。
權利要求
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；C.有氧焙燒將步驟B中經過加熱的混料送入第二窯，通入空氣進行焙燒，高溫帶溫度 1150°C，窯尾溫度500°C，煅燒2 3小時；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中剩余鉻渣經分選后返回焙燒工序，尾渣解毒后綜合利用。
2.根據權利要求1所述的鉻鐵礦兩段焙燒法，其特征在于所述步驟A中鉻鐵礦磨細至200目通過70%以上，返渣磨細至200目通過70%以上。
3.根據權利要求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中產生的煙道氣經沉降室、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，在第一窯內隔絕氧氣進行加熱，再進入第二窯，通過空氣后加熱，所得的固體熟料進行浸取洗滌，經分選后的鉻渣返回混料階段，尾渣解毒后綜合利用；本發明對比現有技術，鉻鐵礦氧化率高，反應速度更快，浸取率高，且返渣的利用節約了成本和減少了污染，因此在鉻鹽無鈣焙燒領域中，無論從環境保護、還是企業效益上來說都具有推廣應用價值。
文檔編號C01G37/14GK102275992SQ201110144569
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月31日 優先權日2011年5月31日
發明者劉清華, 張金聰, 李小利, 袁代建 申請人:重慶民豐化工有限責任公司