[发明专利]铬矿少碱焙烧生产铬酸钠的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铬矿少碱焙烧生产铬酸钠的方法。

背景技术

用回转窑焙烧铬矿时，如果炉料中的液相量(即熔融物)大于30％，炉料将 严重烧结使生产无法正常进行。因此，铬盐的生产方法主要有有钙焙烧工艺(铬 矿和纯碱焙烧添加钙质填料)和无钙焙烧工艺(铬矿和纯碱焙烧，返渣作为填料)。 有钙焙烧是利用添加钙质填料的方法提高焙烧温度，控制熔融物含量。无钙焙烧 是利用加入焙烧返渣来提高温度，控制熔融物含量。以上两种焙烧方法都是在足 碱量的条件下进行的，也就是纯碱的用量基本达到理论计算用量，而且纯碱是一 次性全部加入与铬矿焙烧。因此，在足碱焙烧时，如果没有钙质填料或返渣，则 炉窑内的液相量就会大大超出30％，影响铬盐生产的顺利进行。铬铁矿中的硅、 铝、镁与碱主要生成铝硅酸镁钠，因此，造成这两种方法中的碱耗量很大。

以铬铁矿制取铬酸钠，一般是将铬铁矿配加适量的碳酸钠，再配加适量的石 灰石、白云石和返渣做填料，混匀。在回转窑中于1100℃～1200℃高温焙烧， 铬矿中的三氧化二铬与碱反应生成可溶性铬酸钠。熟料经浸取，铬酸钠转入溶液， 固液分离达到制取铬酸钠的目的。传统工艺认为，铬铁矿焙烧时，每次配加的纯 碱量必须接近经验公式计算的量，按照经验公式计算的纯碱用量为是铬矿中的三 氧化二铬质量的1.4倍。若纯碱的用量不足时，铬铁矿的氧化率就会降低，进而 直接影响铬收率。但是上述方法，由于加入了含大量氧化钙的填料，在焙烧时就 会生成六价铬的难溶固体及大量可水化的硅酸钙和铁铝酸钙，在浸取时，形成大 量酸溶铬(铬铝酸钙等)，浸取时，酸溶铬与铬酸钠同时被浸取，这就造成铬酸钠 浸取率的降低，而且过滤、洗涤困难，铬渣带损严重，使铬铁矿利用率降低。而 这些渣中的酸溶铬在空气中二氧化碳和阳光的作用下，又会变成水溶铬，易为雨 水或地表水溶解，造成铬渣对环境的严重污染。由于渣量大，这种铬渣解毒很难 彻底，治理费用相当高。目前，一些铬盐厂由于铬渣的污染问题而被迫停产。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种耗碱量少，可充分利 用铬矿的少碱焙烧生产铬酸钠的方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

铬矿少碱焙烧生产铬酸钠的方法，其特征在于，将铬矿、纯碱混合，纯碱的 加入量为与铬矿中的三氧化二铬完全反应所需理论量的35％～45％；然后加入回 转窑进行第一次焙烧，窑内高温带物料温度为1000℃～1050℃，熟料经冷却、 浸出后，得到铬酸钠浸出液和一次铬渣；一次铬渣进行烘干、粉碎后与新加入的 纯碱进行第二次焙烧，纯碱用量为与一次铬渣中的三氧化二铬完全反应所需理论 量的30％～50％；经焙烧及浸取工艺后可得到铬酸钠浸出液和二次铬渣，二次铬 渣与石灰石和再次加入的纯碱第三次焙烧，第三次焙烧中纯碱用量为与二次铬渣 中的三氧化二铬完全反应所需理论量的35％～75％，石灰石的用量为二次铬渣、 纯碱与石灰石三种原料质量之和的2％～5％；浸取后得到铬酸纳浸出液和三次铬 渣。

优选地是，第一次焙烧时，在1000℃～1050℃焙烧35～75分钟。

优选地是，混合时，混料均匀度为95％～97％。

优选地是，第二次焙烧在回转窑内进行，第二次焙烧窑内高温带物料温度 1000℃～1050℃，焙烧时间35～65分钟。

优选地是，第三次焙烧在回转窑内进行，第三次焙烧窑内高温带物料温度 1000℃～1050℃，焙烧时间40～75分钟。

优选地是，每次焙烧前，均将需焙烧物料粉碎，粉碎后过200目筛，通过率 大于90％。

本发明中的一次铬渣，是指第一次焙烧后产生的铬渣；二次铬渣，是指第二 次焙烧后产生的铬渣；三次铬渣，是指第三次焙烧后产生的铬渣。

少碱焙烧化学反应机理：

铬铁矿同纯碱和氧气的基本反应方程式可以简化为：

Cr₂O₃+2Na₂CO₃+1.5O₂＝2Na₂CrO₄+2CO₂            (1)