[發明專利]一種鉻渣資源化清潔利用的方法

有效

• 申請號: 201510064272.2
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104674014B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 陳東輝;李蘭杰;白瑞國;杜浩;高明磊;鄭詩禮
• 申請（專利權）人: 河北鋼鐵股份有限公司承德分公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B34/32;C21B5/00;C22B1/14;C21C5/28
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 陳麗

技術領域

本發明屬于鉻渣處理技術領域，尤其涉及一種鉻渣資源化清潔利用的方法。

背景技術

鉻鹽工業一直面臨著資源利用率低、能耗高、環境污染嚴重等問題。我國鉻鹽行業主要采用傳統的有鈣焙燒工藝，鉻利用率只有76%，每生產1噸產品需排放2.5~3噸毒性鉻渣。國外最先進的無鈣焙燒工藝采用分選后的返渣替代含鈣輔料作為填料，鉻利用率率可提高至90%，每噸鉻鹽產品的鉻渣排放量減少至0.8噸，但仍未能徹底解決鉻渣的污染問題。

目前，有鈣焙燒已被國家強制淘汰，少鈣焙燒為國家限制類技術，無鈣焙燒為國家鼓勵類技術。原料來源不同，所采用的生產技術不同，所得到的鉻渣成分也不相同。鉻渣中的有害成分是水溶性鉻酸鈉，酸活性鉻酸鈣中德六價鉻離子，當鉻渣遇水后，其中的六價鉻離子流失擴散而構成對生態環境的污染危害，是一種嚴重的鉻污染源，鉻渣的另一個危害是堿性危害，它的化合物具有很強的氧化作用，對人體的消化道、呼吸道、皮膚和粘膜都有危害，甚至有致癌作用。

鉻渣解毒是一個世界性的難題，為了解決鉻渣的污染問題，國內外相關企業和學者都做過大量研究，目前常用的方法有封存、濕法處理、用于水泥原料、生物直接解毒等，但這些方法均屬于“末端治理”，有的因為處理不徹底，有的因為處理成本太高都難以大面積推廣應用。

目前對鉻渣進行處理主要有以下兩種方法：一種是采用火法將六價鉻轉為穩定的、毒性較小的三價鉻；另一種是采用濕法將鉻渣中水溶性和酸溶性的六價鉻溶解，加入還原劑將其還原成三價鉻。其中，火法處理存在成本高且極易二次污染的問題，濕法處理存在成本高、處理量少，均未能實現規模化應用。

中國專利CN101397607A提出了一種高爐還原法鉻渣處理工藝，采用高爐直接加入法加入到具有還原性氣氛的高爐內進行冶煉，得到的高爐渣可作為建材應用，實現鉻渣的解毒作用。該方法目的僅僅是為了實現鉻渣的解毒，但鉻渣中的鉻資源未能回收利用；且高爐冶煉流程中產生的高爐渣在自然環境中依然存在被二次氧化污染環境的隱患，轉爐煉鋼流程中在氧化性的氣氛中鉻組分進入鋼渣，鋼渣中的鉻也存在二次污染的隱患，不能實現鉻渣的徹底解毒及利用。

另一方面，我國又是一個鉻資源嚴重缺乏的國家，鉻資源對外依存度達到90%；而我國的釩鈦磁鐵礦種富含有大量鉻資源，總儲量達到900萬噸。釩、鉻在冶煉過程中共同進入釩渣形成含鉻釩渣，推動含鉻釩渣中釩鉻高效清潔同步提取技術研發及產業化工程示范，可充分利用釩鈦磁鐵礦中的鉻資源，解決我國鉻鐵礦資源匱乏的問題。并利用釩鈦磁鐵礦冶煉企業煉鋼流程對鉻渣的消納能力，將含鉻廢渣通過煉鐵流程解毒，實現鉻鹽清潔生產，形成以鋼鐵釩鈦產業為依托的鉻鹽行業發展新模式，推動重污染鉻鹽行業的綠色產業化升級。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種鉻渣清潔利用的方法。為解決上述技術問題，本發明采取下述工藝步驟：

（1）配燒結礦：將鉻渣用于釩鈦磁鐵礦的配礦燒結過程，制作成鉻渣燒結礦，所述鉻渣含水率為0~20%，-120目粒度占50~90%；

（2）高爐冶煉：鉻渣燒結礦用于高爐煉鐵流程，冶煉含鉻釩鐵水；

（3）轉爐吹釩鉻：含鉻釩鐵水經過提釩轉爐吹氧，得到高鉻釩渣；

（4）亞熔鹽法提鉻：高鉻釩渣經過亞熔鹽法氧化分解，得到釩酸鈉、鉻酸鈉產品。

本發明所述步驟（1）中的配礦燒結過程為氧化燒結過程，所述氧化燒結過程的條件為：混合料中CaO含量為3~13%，MgO含量為1~3%，熔劑A含量為0.1~1%，碳粉含量為1~10%；所述熔劑A為石灰石、白云石、螢石、硅石、錳礦中的任意一種或幾種。

本發明所述步驟（2）中的高爐煉鐵流程溫度為1400~1550℃。

本發明所述步驟（3）中所述提釩轉爐吹氧工藝條件為：溫度1340℃~1420℃，吹氧壓力5~15公斤，吹氧量5~15m³/t鐵水，所述高鉻釩渣中Cr₂O₃品位>10%。

本發明所述步驟（1）中的配礦燒結過程鉻渣配加量為1-100kg/t礦。

本發明所述步驟（4）中所述的亞熔鹽法氧化分解工藝條件為：高鉻釩渣破碎粒度為-120目占80~100%，NaOH濃度為40~60wt%，分解溫度為100-200℃。

本發明所述步驟（4）中釩酸鈉與鉻酸鈉的分離工藝為：NaOH濃度為200~400g/L冷卻結晶釩酸鈉，NaOH濃度為500~800g/L蒸發結晶鉻酸鈉。