[發(fā)明專利]鉻渣與冶金廢料無害化處理及再生利用的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010273143.1
• 申請日: 2010-09-06
• 公開（公告）號: CN101942571A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李秉正;鄧勇
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶瑞帆再生資源開發(fā)有限公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B1/02;C22B1/11;B09B3/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金煉鐵和鉻渣環(huán)保處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，對鉻渣的無害化處理有化學(xué)法、物理/化學(xué)法、熔燒法和固化/穩(wěn)定法四種方法，其中熔燒法最為徹底。熔燒法是將有毒物質(zhì)在高溫下通過添加助劑對六價鉻解毒的過程。鉻渣的熔燒無害化處理技術(shù)主要有碳還原法、燒結(jié)礦法、干式還原法和旋風(fēng)爐熔燒法。

燒結(jié)礦法因其之后還有一步高爐法，因此是解毒最徹底的方法。同時，因為此法是在冶金企業(yè)現(xiàn)有的裝置，正常的生產(chǎn)過程中附帶進行的方法，因此它也是最經(jīng)濟的方法。此外，鉻渣中的有價元素還能得到充分的利用，如金屬鉻、鐵、鈣、鎂的價值部分轉(zhuǎn)移到燒結(jié)、煉鐵生產(chǎn)之中。

高爐煉鐵時，為將鐵礦石和焦炭中的雜質(zhì)SiO₂、Al₂O₃以熔液形式從高爐排出，必須加入含CaO、MgO的白云石作熔劑，與SiO₂、Al₂O生成熔點較低的共熔物從而達到液態(tài)排出的目的。而鉻渣中的CaO、MgO含量與白云石中兩者的含量相當，固可用鉻渣替代部分白云石作為燒結(jié)煉鐵的熔劑。鉻渣的熔燒無害化處理技術(shù)的燒結(jié)礦法就是利用燒結(jié)高溫還原鉻渣中的六價鉻還原為三價鉻(半程還原-或高價解毒還原)，以及在高爐煉鐵時又將三價鉻還原為單質(zhì)鉻（全程還原-或低價利用還原），從而實現(xiàn)鉻渣的無害化處理。該技術(shù)主要包括兩個過程：

一是以鉻渣為堿性熔劑及含鉻原料，配入鐵礦石粉等含鐵原料和燃料（煤），經(jīng)燒結(jié)制成含鉻的燒結(jié)礦；

二是以該燒結(jié)礦為主要原料，經(jīng)高爐冶煉，制成含鉻生鐵（2.5-4%）或煉鋼用生鐵。

國內(nèi)已在使用的鉻渣制作自熔性燒結(jié)礦的燒結(jié)工藝是，以鉻渣為堿性熔劑，替代常規(guī)使用的石灰與含鐵原料及燃料混配，并在燒結(jié)造塊的同時，制造較強的還原氣氛，使鉻渣殘留的六價鉻與還原劑C及CO等充分作用，半程還原轉(zhuǎn)化為三價鉻（以Cr₂O₃的形式存在），兼而達到還原解毒的目的。

在該技術(shù)中，鉻渣中的六價鉻在燒結(jié)過程中被C、CO等半程還原為三價鉻，還原率可達96%以上。再經(jīng)高爐冶煉后，由燒結(jié)料到高爐渣，六價鉻還原率為99.5%以上，剩余的三價鉻以Cr₂O₃的形式進入高爐渣，液態(tài)高爐渣經(jīng)水淬激冷粒化處理后可作為制水泥的原料。

而常規(guī)的燒結(jié)工藝的要求是保證在氧化氣氛下進行燒結(jié)，以確保燒結(jié)礦的質(zhì)量指標(強度、還原性好；FeO含量低)。因此，國內(nèi)已在使用的鉻渣制作自熔性燒結(jié)礦的燒結(jié)工藝存在以下缺點：

其整體改變了燒結(jié)機內(nèi)的氣氛，將原有的強氧化氣氛變?yōu)榱诉€原氣氛，在還原氣氛下，F(xiàn)eO含量將明顯增加，燒結(jié)礦的還原性將變差，F(xiàn)eO增加1個百分點，進入高爐后，高爐的焦比將上升1.5個百分點，鐵水產(chǎn)量將下降1.5個百分點；因此得不償失，很難在大高爐、大燒結(jié)推廣。

同時，這種方法需要改變燒結(jié)工藝條件來實現(xiàn)鉻渣的處理，在規(guī)模化生產(chǎn)的冶金行業(yè)內(nèi)，是不現(xiàn)實的。

可見，利用冶金企業(yè)的燒結(jié)機、高爐對鉻渣進行預(yù)處理和徹底處理，是一種行之有效的安全經(jīng)濟的方法。但是，鉻渣中的有毒物質(zhì)六價鉻，必須在高溫、還原氣氛下才能被有效徹底的處理。高爐是高溫還原氣氛，燒結(jié)是高溫氧化氣氛，要在燒結(jié)中處理有毒物質(zhì)六價鉻，靠改變燒結(jié)的整體氣氛來實現(xiàn)是不經(jīng)濟，也是不適用的。

另外，冶金含鐵廢料中的除塵灰本是可以再利用的冶金廢料（冶金廢料除塵灰靜電除塵方式搜集的除塵灰中的部分重金屬超標，必須進行處理利用），現(xiàn)在大多數(shù)鋼鐵企業(yè)是把除塵灰直接添加在燒結(jié)混勻料中進行回收利用，但由于冶金除塵灰親水性及活性較差，在燒結(jié)臺車上溫度升高過程中又會生成細粉狀，而使得燒結(jié)透氣性變差，部分除塵灰細粉被負壓抽風(fēng)再次進入除塵器，形成除塵惡性循環(huán)，對除塵器增加除塵負荷，對燒結(jié)過程產(chǎn)生很多不利影響。就高爐重力除塵灰來說，由于碳含量相對較低，而且相當不穩(wěn)定，無法納入燒結(jié)燃料使用計劃，不能使用，因而造成浪費。

因此，全采用冶金含鐵廢料中的除塵灰制球很困難，使用膨潤土或腐植酸做粘接劑效果不理想，除非超大計量使用，但又會降低原料含鐵品位，這在冶金行業(yè)已是不爭的現(xiàn)實。原因是冶金含鐵廢料均是高溫?zé)坪蟮氖炝希溆H水性和活性較差，成球困難，成球后強度差，難以達到冶煉要求。因此，冶金含鐵廢料中的除塵灰成球，必須提高其親水性和活性，才能達到對其的有效利用。

發(fā)明內(nèi)容