【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿物加工领域，具体涉及一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法。
技术介绍
1、铬渣是一种固体废弃物，产生于以铬铁矿为原料制备铬化合物的过程中。这些废渣的主要危害来自其毒性、碱性以及水化膨胀特性。铬渣中包含铬酸钠和铬酸钙，这两种化合物是其毒性的基本成分。首先，这些化合物中的六价铬(cr(ⅵ))具有强氧化性，对生物体产生腐蚀和破坏作用，因而具有毒性。其次，铬酸钙还被认为具有致癌性。
2、铬渣通常被露天堆放，受到雨雪淋浸的影响，导致其中的六价铬被溶出并渗入地下水，或者进入河流和湖泊，从而污染环境。在受污染严重的地区，水中的六价铬浓度可能高达每升数十毫克，远远超过饮用水标准。六价铬、铬化合物和铬化合物气溶胶等以多种形式危害人畜健康。另外，通过风化作用，土壤中的铬可能氧化成可溶性的复合阴离子，然后通过淋洗进入地面水或地下水。高浓度的土壤铬会抑制有机物质的硝化作用，并在植物体内积累。三价铬和六价铬对水生生物都具有致死作用。在水体中，三价铬主要吸附在固体物质上，存在于底泥中，而六价铬则多溶于水中。六价铬在水中相对稳定，但在缺氧条件下可还原为三价铬。三价铬的盐类可在中性或弱碱性溶液中水解，生成不溶于水的氢氧化铬并沉积在水底。一般来说，天然水中只含有微量的铬，通过河流流入海洋后会沉积到海底。海水中的铬浓度通常不到1ppb。实验表明，当水中铬浓度为1ppm时，会刺激作物生长；1～10ppm时会减缓作物生长；而当浓度达到100ppm时，几乎会使作物停止生长，处于临死状态。废水中含有铬化合物会降低废水的生化处理效率
3、铬元素在诸多行业具有广泛的应用前景，铬铁矿是化工产业的主要原材料，通过加工制造，可以生产各种铬盐。铬盐是无机盐中的重要类别之一，其用途广泛，涵盖了多个领域。主要应用包括电镀、皮革鞣制、纺织印染、医药制备、燃料添加剂、催化剂制备、氧化剂、火柴制造以及金属缓蚀剂等。
4、此外，金属铬也被视为电镀金属中的关键材料之一。在许多情况下，金属零件需要表面覆盖一层铬薄膜，这成为最外层的保护层。铬薄膜越薄，越能够紧密附着在金属表面上。举例来说，一些火炮筒和枪管内壁的铬镀层可能仅有几千分之五毫米的厚度。尽管在发射数百次炮弹或子弹后，这些铬层会经历极高的应力和磨损，但它们仍然保持在零件表面。如果没有这层铬镀层提供的物理性能，零件将会因磨损和腐蚀等原因而大大缩短使用寿命。铬酸和铬酸盐用作氧化剂，可以在有机合成中将某些化合物氧化为更高级别的产物。此外，铬盐还用于催化剂的制备，促进各种重要反应的进行，如氧化、加氢和氢气化反应。铬盐可以用于制备某些药物的中间体，还可以用作药物的稳定剂和颜色修正剂。
5、此外，不锈钢和其他合金中的铬含量提高了医疗器械的耐腐蚀性和生物相容性，使其成为手术器械和植入物的常见材料。铬盐可以用于污水处理，用来去除废水中的重金属离子和其他污染物。通过沉淀、离子交换或还原等方法，铬盐可以帮助净化废水，使其达到环保标准，同时还可以回收和回用铬。铬盐被广泛用于制备防腐蚀涂料和金属缓蚀剂。这些涂料和添加剂可以保护金属表面免受大气氧气、水和化学物质的腐蚀，从而延长金属制品的使用寿命。
6、铬盐也在能源领域发挥作用。铬酸盐和铬酸铅用于生产电池，如铅酸电池，用于备用电源和储能系统。铬盐在食品工业中用作食品添加剂，主要用于调节食品的颜色和稳定性。铬还是一些酶的辅助因子，对于一些生物体系中的生物化学过程至关重要。因此，充分利用铬资源对于社会发展和人民生活具有重要的作用。铬渣解毒是将渣中有毒的六价铬还原成无毒的三价铬或零价铬，主要有干法解毒、湿法解毒和微生物解毒等技术。其中干法解毒技术主要使用煤、硫磺等还原剂在高温气固条件下对铬渣进行解毒；湿法解毒技术主要使用硫酸亚铁、硫化钠等还原剂在液固浆态加热条件下对铬渣进行解毒；微生物解毒技术则是利用耐氧化、耐碱、耐盐的微生物对铬渣进行解毒。
技术实现思路
1、本专利技术针对工业生产中产生的铬渣难以有效利用，危害环境的问题，提出通过悬浮焙烧系统中的还原性气氛，可以将铬渣中的cr6+转化成无毒性的cr3+或cr，同时整个反应在一个高温环境之中，可以有效降低除铬渣的碱性，实现将危废铬渣转化成传统固废。同时，悬浮焙烧预还原电炉熔炼工艺将铬渣中的大量铁和铬元素进行回收利用，可以生产制备低铬铁产品和无害冶炼渣，实现铬渣的最大资源化利用，避免资源浪费同时增加工艺收益。
2、一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法，具体包括以下步骤：
3、(1)将铬渣破碎至-1mm以下，通过螺旋给料器给入到旋风预热器中进行预热，得到预热后的物料；原矿中被旋风分离器排出的烟尘经冷却器冷却、由布袋收尘器收尘后给入悬浮焙烧炉，烟气通过烟囱排出；
4、(2)预热后的物料给入悬浮焙烧炉，向炉体内部通入n2气体，此时体系内物料在高温的作用下发生脱水；
5、(3)向悬浮焙烧炉中通入h2和n2，物料在上升气流作用下处于悬浮状态，还原焙烧温度为700～900℃，时间为15～30min，得到焙烧产物焙砂；
6、(4)将焙砂通过管道直接给入电炉中进行熔分，得到铬铁合金和尾渣，电炉温度为1000～1200℃，焙砂停留1～2h；
7、(5)电炉熔分后的铬铁合金进入冷却塔中冷却后存放于储料仓中，尾渣进入渣池冷却后置于储渣仓中。
8、其中：
9、所述步骤(1)中，铬渣中的成分按重量百分比计：cr2o6 2.5～3.8％，tfe 18～23％，sio212～24％，al2o3 6～9％，mgo 28～36％。
10、所述步骤(1)中，旋风分离器气固分离后的高温烟气给入旋风预热器预热物料。
11、所述步骤(2)中，经旋风预热器预热后的物料温度为400～600℃。
12、所述步骤(2)中，物料在悬浮焙烧炉中发生脱水的温度为700～900℃，脱水反应持续的时间为5～10min。
13、所述步骤(3)中，物料在悬浮焙烧炉中主要发生的化学反应式为：
14、cr2o6+3h2(g)＝cr2o3+3h2o(g)
15、所述步骤(5)中，经冷却塔和渣池后的物料温度20～50℃。
16、采用本方法所制得的铬铁合金，按重量百分比计：cr2o3含量为9～12％、fe2o3含量为35～40％、sio2含量为2～4％、al2o3含量为30～36％、mgo含量为12～15％。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
18、(1)本专利技术在悬浮焙烧系统中的预热过程所需热源可以充分利用工厂中已存在的高温气体，避免能源浪费。
19、(2)本专利技术所提供的悬浮磁化焙烧技术具有气、固接触面积大的特点，极大地缩短了焙烧时间，提高了焙烧效率，降低成本。
20、(3)本专利技术在焙烧过程中，采用高温焙砂入炉，降低了电炉能耗。
21、(4)本专利技术在电炉生产制备的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，铬渣中的成分按重量百分比计：Cr2O6 2.5～3.8％，TFe 18～23％，SiO2 12～24％，Al2O3 6～9％，MgO 28～36％。
3.根据权利要求1所述的一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，旋风分离器气固分离后的高温烟气给入旋风预热器预热物料。
4.根据权利要求1所述的一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，经旋风预热器预热后的物料温度为400～600℃。
5.根据权利要求1所述的一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，物料在悬浮焙烧炉中发生脱水的温度为700～900℃，脱水反应持续的时间为5～10min。
6.根据权利要求1所述的一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法，
7.根据权利要求1所述的一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法，其特征在于，所制得的铬铁合金，按重量百分比计：Cr2O3含量为9～12％、Fe2O3含量为35～40％、SiO2含量为2～4％、Al2O3含量为30～36％、MgO含量为12～15％。
...【技术特征摘要】
1.一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，铬渣中的成分按重量百分比计：cr2o6 2.5～3.8％，tfe 18～23％，sio2 12～24％，al2o3 6～9％，mgo 28～36％。
3.根据权利要求1所述的一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，旋风分离器气固分离后的高温烟气给入旋风预热器预热物料。
4.根据权利要求1所述的一种铬渣悬浮焙烧预还原-电炉熔炼制备铬铁合金的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，经旋风预热器预热后的物...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭，
申请(专利权)人：上海逢石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。