專利名稱：含鉻鋁渣的資源化利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利屬于環(huán)保、建材領(lǐng)域，特別涉及一種資源化利用含鉻鋁渣制硫鋁酸鹽或鋁酸鹽特種水泥的方法。
背景技術(shù)：
在鉻鹽生產(chǎn)焙燒過程中進(jìn)行純堿與鉻鐵礦生成鉻酸鈉(Na2CrO4)主反應(yīng)的同時(shí)伴有純堿與鉻鐵礦內(nèi)雜質(zhì)氧化鋁反應(yīng)生成鋁酸鈉(Na2AlO2)的副反應(yīng)。經(jīng)過浸取工序，鉻酸鈉、鋁酸鈉和未反應(yīng)的純堿進(jìn)入至溶液中，并且在過濾時(shí)，由于工藝的控制故障及濾布的穿透，使渣子也少量進(jìn)入了溶液。為保證從鉻酸鈉酸化生產(chǎn)純度較高的鉻鹽基礎(chǔ)產(chǎn)品重鉻酸鈉(Na2Cr2O7),必須進(jìn)行中和去鋁凈化過程，該過程具體操作為在溶液中加入硫酸或者鉻鹽企業(yè)鉻酸生產(chǎn)中產(chǎn)生的硫酸氫鈉廢液，調(diào)整PH接近7時(shí)，溶液中鋁酸鈉就逐步轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸XAl (OH) 3沉淀，再用過濾機(jī)過濾，溶液中帶入的鉻渣與生成的氫氧化鋁同時(shí)被過濾。 并且由于氫氧化鋁有很強(qiáng)的膠體性質(zhì)，粘附有六價(jià)鉻鹽鉻酸鈉(Na2CrO4)，不容易被洗凈，該渣在鉻鹽行業(yè)被稱為“含鉻鋁渣(泥)”由于不同廠家焙燒操作水平差異，含鉻鋁渣量差別較大。鋁渣量的變動范圍為 20 200kg (濕基)/t產(chǎn)品。含鉻鋁渣的主要成分氫氧化鋁Al (OH) 3 (以Al2O3計(jì))30 % 45 %，含六價(jià)鉻鹽鉻酸鈉NEi2CrO4 (以Cr6+計(jì))0. 5 % 1. 2 %。雜質(zhì)Cr2O3 0. 8 % 1. 2 %、硫酸鈉Na2SO4 2% 3.5%、Fii2O3 3.5%、SW2 0. 5% 2%，氫氧化鋁中的結(jié)晶水與渣中游離水合計(jì)45% 55%。以上均指各成分在鋁泥渣中的質(zhì)量百分比。目前該含鉻鋁泥渣的利用方式比較多，對比后大體有以下幾種1、含鉻鋁渣高溫烘焙回收六價(jià)鉻，該方法主要烘掉鋁渣中的游離水和部分結(jié)晶水，使難以過濾的膠體狀氫氧化化鋁Al (OH)3逐步失去接近水轉(zhuǎn)變?yōu)榫w粗大的氧化鋁，再采用浸泡洗去六價(jià)鉻鹽，達(dá)到回收六價(jià)鉻的目的。經(jīng)過處理后的鋁渣與鉻鹽生產(chǎn)中產(chǎn)生的鉻渣混合，再進(jìn)行統(tǒng)一解毒處理，在專用渣場密閉堆存。該方法是目前我國鉻鹽生產(chǎn)廠家采用的含鉻鋁渣處理主要辦法。該方法缺點(diǎn)是烘焙溫度在300°C 700°C，占用場地大，環(huán)境差，烘焙煙塵有二次污染。最關(guān)鍵的是僅回收了最多98%六價(jià)鉻鹽，其他成分被封閉拋棄堆存，雖不對環(huán)境造成持續(xù)性的可溶六價(jià)鉻污染，但沒有從根本上有效利用其資源，造成了浪費(fèi)。2、磷酸化學(xué)法回收六價(jià)鉻鹽在鋁泥中加入磷酸，使膠體狀氫氧化鋁Al (OH)3轉(zhuǎn)變成磷酸鋁AlPO4晶體改善鋁泥的過濾性能，以便回收鉻酸鈉。該方法缺點(diǎn)是雖避免了烘焙法產(chǎn)生的二次粉塵及占用場地大，造成環(huán)境差的問題，但不僅存在引入高價(jià)值磷酸進(jìn)行處理，增加處理成本的弊病，而且處理后的廢渣同樣也得不到充分資源化利用。在實(shí)踐中經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低。3、含鉻鋁渣制鉻鋁鞣革劑含鉻鋁渣溶解后用硫酸酸化，使鋁渣中的鉻酸鈉酸化為重鉻酸鈉，再采用蔗糖將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，再用純堿調(diào)整堿度，生產(chǎn)堿式硫酸鉻鋁，經(jīng)過干燥及得到鉻鋁鞣劑， 用于皮革發(fā)酵。該方法的缺點(diǎn)是成品中的鐵含量要求比較低，小于0. 1%，那么相應(yīng)要求原料中的鐵含量也低。直接用含鉻鋁渣制鉻鋁鞣劑，其質(zhì)量很難達(dá)標(biāo)，而僅可少量加入生產(chǎn)鉻鋁鞣劑工藝中。其利用量有限，并且鉻鋁鞣劑的利用局限性較大，目前還無法替代堿式硫酸鉻鞣劑，還不能形成規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)，該工藝在鉻鹽行業(yè)采用的廠家極少。4、含鉻鋁渣在水泥中的應(yīng)用濟(jì)南裕興化工總廠也開展了鋁渣和鉻渣混合后，在水泥生料中加入生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥的實(shí)驗(yàn)研究，并取得了成功，含鉻鋁渣在生料中的加入量最大可以占生料總質(zhì)量的 0. 8%，水泥熟料中可溶性六價(jià)鉻Cr6+占熟料總質(zhì)量的0. 15%。該方面的主要缺點(diǎn)在生料中的配用量很低，理論上和實(shí)驗(yàn)中可行，但是受工業(yè)化混料均勻度的影響，那么少的摻入量不利于生產(chǎn)控制，因此質(zhì)量不會很穩(wěn)定。再者，水泥熟料中存在0. 15%可溶性六價(jià)鉻，應(yīng)用在建筑中是有一定的危害的。綜上述，目前鉻鹽生產(chǎn)產(chǎn)生的含鉻鋁泥渣，隨著不斷地技術(shù)開發(fā)和研究，逐步進(jìn)行了一定的治理，避免了過去的亂排亂放污染環(huán)境，但沒有完全被資源化利用，造成了我國本就缺乏的鋁土礦資源被白白浪費(fèi)。并且我國用于軍事?lián)屝薰こ蹋仿访婢o急修補(bǔ)，隧道、 地下建筑、水池、船舶堵漏等多種應(yīng)急場合快硬快強(qiáng)型特種水泥產(chǎn)量低，發(fā)達(dá)國家具有特殊性能特種水泥產(chǎn)能已占全部水泥產(chǎn)能的7 % 9 %，而我國現(xiàn)狀是不足2 % 3 %，相當(dāng)落后。本發(fā)明旨在研究一種資源化利用含鉻鋁渣制硫鋁酸鹽或鋁酸鹽特種水泥的方法，該方法有機(jī)地將含鉻鋁渣解毒和特種水泥的生產(chǎn)結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)含鉻鋁渣清潔化、無害化、資源化零排放利用。可有效地減輕鉻鹽行業(yè)的污染程度，促進(jìn)鉻鹽行業(yè)清潔化生產(chǎn)水平，具有很強(qiáng)地經(jīng)濟(jì)意義和社會效益，還可填平補(bǔ)齊我國特種水泥發(fā)展不平衡的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
為了資源化利用含鉻鋁渣制硫鋁酸鹽或鋁酸鹽特種水泥，并使無鈣焙燒新工藝生產(chǎn)重鉻酸鈉中和去鋁過程產(chǎn)生的含鉻鋁渣得到了全部綜合利用，實(shí)現(xiàn)了零排放，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案鉻鹽生產(chǎn)中的含鉻鋁渣通過高溫焙燒、洗滌分離可溶性的鹽和六價(jià)鉻，用亞鐵鹽濕法浸泡解毒，再作為主要原料生產(chǎn)硫鋁酸鹽或鋁酸鹽特種水泥。第一步含鉻鋁渣高溫焙燒物質(zhì)定型，使其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的呈干物質(zhì)疏松狀氧化態(tài)物質(zhì)含鉻鋁泥渣采用反射爐、回轉(zhuǎn)窯、梭式窯、推板窯等焙燒設(shè)備，采用煤粉或塊煤為熱源，也可以利用工業(yè)余熱。在900°C 1050°C高溫下焙燒Ih 池。在焙燒時(shí)發(fā)生水份蒸發(fā)、晶體轉(zhuǎn)變等反應(yīng)，如H2O (液)一H2O 丨(100°C )Na2CrO4 · 4H20 — Na2Cr04+4H20 (68 °C )Al2(OH)3 — AlOOH (200 250°C ) — y -Al2O3 (400 500°C )干物料呈疏松多孔結(jié)構(gòu)，Cr203、Si02、Fe203等氧化態(tài)物質(zhì)均均勻分散在Y -Al2O3物質(zhì)中。
第二步洗滌回收可溶鹽將第一步處理得到的干物料呈疏松多空結(jié)構(gòu)，內(nèi)含硫酸鈉Na2SO4、鉻酸鈉Na2CrO4 富集，并且易溶于水，直接用60°C 80°C浸泡清洗便可以除去，洗水進(jìn)入鉻鹽生產(chǎn)系統(tǒng)利用，便可全部回收Na2S04、Na2Cr04。Na2SO4在鉻鹽生產(chǎn)中除硝工序便可以分離，分離后再用于生產(chǎn)硫化堿產(chǎn)品。Na2CrO4是生產(chǎn)主產(chǎn)品，直接回收利用。洗滌后含鉻鋁渣烘干后檢測其水溶性鹽的質(zhì)量百分含量不超過0. 5%，可以保證后續(xù)工序的正常使用。第三步徹底濕法解毒六價(jià)鉻Cr6+將第二步處理后的含鉻鋁泥渣浸泡在飽和硫酸亞鐵!^eSO4. 7H20溶液中，未被洗凈的六價(jià)鉻Cr6+被硫酸亞鐵!^eSO4中亞鐵根離子狗2+還原轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻Cr3+，隨著濃度的增加逐步被氧化為三氧化二鉻Cr2O3沉淀中，過濾進(jìn)入含鉻鋁渣中。Cr6+解毒主要化學(xué)反應(yīng)式2Na2Cr04+6FeS04+8H4S04 = Cr2 (SO2) 3+3Fe2 (SO2) 3+2Na2S04+8H20
Cr2 (S O4) 3+60r = Cr203+3S042_取出少許溶液，滴在白色陶瓷板上，在溶液上滴加硫酸和二苯基二氨指示劑，溶液不紫色，視為溶液中已無六價(jià)鉻。該方法是比色法檢測六價(jià)鉻的方法。第四步制硫鋁酸鹽或鋁酸鹽特種水泥招泥渣的主要成分ω (Al2O3) > 75%, ω (SiO2) > 2%, ω (Fe2O3) >4%, ω (Cr2O3) > 2. 5%，與石膏、石灰石配料可以生產(chǎn)制得快強(qiáng)快硬型硫鋁酸鹽或鋁酸鹽特種水泥。石灰石基本成分要求ω(CaO) > 52%, ω (MgO) < 1. 5% ；二水石膏基本成分要求ω (SO3) > 38%, ω (MgO) <3%。本發(fā)明專利生產(chǎn)的硫鋁酸鹽熟料礦物以無水硫鋁酸鈣3 (CaO. Al2O3). CaSO(簡寫為C4A3S)和硅酸二鈣β-C2S為主，還有少量的CaSO4、鉻鐵礦(CrF)相等。熟料的化學(xué)組成大致為 CaO 40% 44%，Al2O3 18% 22%，Si& 8% 12%，F(xiàn)ii2O3 6% 10%，SO3 12% 16%，，Cr2O3O. 3% 0.6%，其相應(yīng)的礦物組成一般是 C4A3S 36% 44%，β-C2S 23% ；34%，C2FlO% 27%，CaSO4 4% 17%。由于主要礦物是C4A3S-β-C2S,故通常以 C4A3S- β -C2S型表示快硬硫鋁酸鹽水泥。生產(chǎn)C4A3S- β -C2S型水泥熟料時(shí)，主要控制兩個(gè)率值，即堿度系數(shù)(Cm)和鋁硫比O3S)，其計(jì)算公式如下堿度継
1.875 + 0.55^(鋁硫比Ps=O堿度系數(shù)(Cm) —般控制在0. 9 1. 0，鋁硫比(Ps)控制在3. 5 4. 0。式中，C、 S、A、F、Cr、S 虧分別表示熟料中 CaO、Si02、A1203、Fe2O3> Cr2O3> SO3 的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%。熟料的礦物組成計(jì)算公式如下ω (C4A3S) = 1. 99Α, ω (C2S) = 2. 87S, ω (C2F) = 2. 87F,ω (CrF) = 1. 7Cr, ω (f-S03) = S-0. 131 ω (C4A3S)ω (f-CaO) = C-
根據(jù)熟料組成與率值的要求，含鉻鋁泥渣石灰石石膏調(diào)質(zhì)填料的配比一般在25% 45% 30% 45% 25% 2% 5%。配料采用水泥在線自動配料系
5統(tǒng)，燒成的熟料成分及率值既定后，根據(jù)原料的組分自行進(jìn)行校正配料調(diào)節(jié)。本發(fā)明煅燒生產(chǎn)C4A3S- β -C2S硫鋁酸鈣水泥熟料，一般采用干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)，也可以用立窯生產(chǎn)。生料細(xì)度控制在0.080mm方孔篩篩余量< 10%。熟料煅燒溫度為1250 1350°C，不宜超過1400°C，否則CaSO4分解，C4A3S也分解。在煅燒過程中，要防止還原氣氛， 因?yàn)檫€原氣氛使CaSO4分解成CaS、CaO和S02。煅燒溫度不宜太低，若過低時(shí)則產(chǎn)生過多的 f-CaO,使水泥急凝，使C2S含量減少。在硫鋁酸鹽熟料煅燒過程中，其煅燒溫度較硅酸鹽水泥低，出現(xiàn)液相少，主要是固相反應(yīng)，回轉(zhuǎn)窯中不易結(jié)圈，立窯中不易結(jié)塊，熟料易磨性也較好。C4A3S- β -C2S型水泥水化時(shí)，發(fā)生下列反應(yīng)C4A3S+2CSH2+34H — C3A · 3CS · H32+2AH3C4A3S+18H — C3A · 3CS · H12C2S+nH — C-S-H (I)+CH3CH+AH3+3CSH2+20H — C3A · 3CS · H32C4A3S和石膏形成鈣礬石和Al (OH) 3凝膠，石膏量少時(shí)，后來生成低硫型硫鋁酸鈣。 由于較低溫度形成的C2S水化較快，生成C-S-H凝膠，而AH3和C-S-H凝膠填充在水化硫鋁酸鈣之間，加固和致密水泥石的結(jié)構(gòu)，故水泥早期強(qiáng)度高。改變水泥中石膏的摻入量，可以制得快硬不收縮、微膨脹、膨脹和自應(yīng)力水泥。本發(fā)明生產(chǎn)的鋁酸鹽水泥熟料的主要化學(xué)成分為CaO、A1203、SiO2，還有狗20。及少量的MgCKCr2O3等。由于原料及生產(chǎn)方法的不同，其化學(xué)成分變化很大，其波動范圍如下 ω (CaO) 32 % 42 % ； ω (Al2O3) 36 % 55 % ；ω (SiO2) < 9% ； ω (Fe2O3) < 3% ； ω (MgO) < 2. 0% ； ω (R2O) < 0. 7%。Al2O3是保證生成低堿性CA、CA2, C12A7等鋁酸鹽礦物的主要成分。本發(fā)明專利資源化利用的含鉻鋁渣比較適合。氧化鋁含量過低，熟料中C12A7增多，導(dǎo)致水泥快凝，強(qiáng)度下降；氧化鋁含量過高，過多形成CA2，甚至出現(xiàn)無活性的CA6，水泥強(qiáng)度特別是早期強(qiáng)度下降。CaO是保證生成鋁酸鈣的基本成分。氧化鈣含量過高，熟料中形成C12A7使水泥快凝；CaO含量過低，形成大量CA2，早期強(qiáng)度下降。另外，用燒結(jié)法生產(chǎn)時(shí)，熟料的燒成溫度隨 CaO含量的增加而降低，燒成溫度范圍也變窄，易使窯內(nèi)結(jié)圈。CaO含量超過37%時(shí)，窯內(nèi)料子發(fā)黏結(jié)塊，操作難以控制，產(chǎn)量和質(zhì)量較低。Si02在高鋁水泥中可以形成β -C2S及C2AS。β -C2S硬化慢，C2AS則無膠凝性。為此國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定熟料中的ω (SiO2)彡10%。高鋁水泥熟料中的Fe52O3形成膠凝性極弱的C2F、CF，會降低水泥的強(qiáng)度。一般其含量控制在不超過3%。Cr2O3熔點(diǎn)較高。在熟料中主要以氧化態(tài)的形式單獨(dú)存在，它不具有膠凝性。一般含量不超過1%。石灰石中常含有MgC03。少量的1%0(1% 2%)能加速熟料礦物的形成，降低物料熔融溫度和液相黏度。MgO與Al2O3反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石(MgO-Al2O3)，使水泥質(zhì)量下降。 生產(chǎn)中規(guī)定熟料中MgO含量應(yīng)小于2%。堿能使熔融溫度降低，但對水泥質(zhì)量有影響，含量超過0. 5%時(shí)，會引起水泥快凝，并使水泥強(qiáng)度降低。P2O5含量小于時(shí)，對水泥質(zhì)量影響不大，超過時(shí)，則使水泥強(qiáng)度下降。本發(fā)明生產(chǎn)鋁酸鹽水泥時(shí)，根據(jù)質(zhì)量要求既定熟料成分后，采用水泥生產(chǎn)在線組
6分自動校正配料系統(tǒng)，對原料的配比進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，在可控的范圍內(nèi)波動。一般含鋁鉻渣、 石灰石及其他少量調(diào)質(zhì)物料的配比在30% 70%、65% 30%、0% 5%范圍內(nèi)變化。為了得到預(yù)定的熟料礦物組成，把熟料中各主要氧化物的含量控制在一定范圍內(nèi)，一般采用鋁酸鹽堿度系數(shù)(Am)和鋁硅比系數(shù)作為常用的控制率值。i.鋁酸鹽堿度系數(shù)Am。表示高鋁水泥中Al2O3被CaO所飽和的程度，即
A = 熟料中實(shí)際形成C4、CA2^Caom. m—熟料中fSS畫如全部生成( Μ所需的Ο Ο量設(shè)C、Α、S、F、Cr 和 M 分別表示熟料中的 CaO, A1203、SiO2, Fe2O3> Cr2O3 和 MgO 的百分含量。除了 CA、CA2外，生成C2AS、C2F, CT礦物所耗去CaO的量(以質(zhì)量比計(jì))可根據(jù)分子量計(jì)算出各礦物所耗去的氧化鈣的系數(shù)。
Γ η Λ C-[l.87 + 0.7(F + r)lAm=-τ1=-^-
0.55(m + 2.53M)鋁酸鹽堿度系數(shù)Am表示熟料中CA與CA2的相對含量。Am值越高，即表示CA越多； Am值越小，CA越少，而CA2則相應(yīng)增加。當(dāng)Am = 1時(shí)，熟料中的Al2O3除了生成C2AS和MA 外，其余全部和CaO化合生成CA，熟料中沒有CA2存在；當(dāng)Am = 0. 5時(shí)，則熟料中鋁酸鹽全部是〔^而不形成CA。中國生產(chǎn)的高鋁水泥Am實(shí)際控制值一般為0.72 0.90。鋁硅比系數(shù)(簡寫成A/S)。鋁硅比系數(shù)高，熟料中形成的水泥耐火度高；反之，液相多，耐火度低。 對低鈣鋁酸鹽耐火水泥，A/S常提高到大于16。A/S還與水泥強(qiáng)度有密切關(guān)系。生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明，A/S> 9.0時(shí)，高鋁水泥標(biāo)號能達(dá)到425號。鋁鈣比系數(shù)(簡寫成A/C)。鋁鈣比系數(shù)高，燒成溫度高，水泥凝結(jié)硬化慢，但耐火度高；反之，燒成溫度低，耐火度低，水泥會出現(xiàn)快凝、急凝現(xiàn)象。在鋁酸鹽堿度系數(shù)Am和鋁硅比系數(shù)A/S選定后，即可進(jìn)行配料計(jì)算。當(dāng)回轉(zhuǎn)窯以重油為燃料時(shí)，可作無煤灰摻入，以石灰石和礬土兩組分配料計(jì)算。如用煤料為燃料，則煤灰摻人量按經(jīng)驗(yàn)數(shù)值確定。配料可根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)采用嘗試法計(jì)算。水泥熟料的礦物組成，則可按下列各式計(jì)算ω (CA) = 1. 55 (2Am-l) (Α_1· 7S-2. 53Μ)ω (CA2) = 2. 55 (I-Am) (Α_1· 7S-2. 53Μ)ω (C2AS) = 4. 57Sω (CRF) = 1. 70Crω (ΜΑ) = 3. 53Μ值得注意的是，上述礦物組成計(jì)算是假設(shè)完全達(dá)到平衡條件下，平衡析晶所得的理論值；真實(shí)礦物組成還需要用X射線定量分析和巖相分析決定。本發(fā)明專利鋁酸鹽水泥一般采用回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒結(jié)生產(chǎn)。生料在回轉(zhuǎn)窯中煅燒至熔融的燒結(jié)狀態(tài)。一般在氧化氣氛中進(jìn)行，原料中的雜質(zhì)不能被還原除去，故對原料的要求較嚴(yán)，含SiO2及!^e2O3等雜質(zhì)要少。鋁酸鹽水泥的燒結(jié)范圍較窄，燒成溫度一般在1300 13300C。CA約在9000C即開始形成；C12A7在950 1000°C開始形成；而CA2在1000 ~ IlOO0C 開始形成。熟料的燒結(jié)范圍僅70 80°C，因此只要有局部高溫，便易于形成大塊、結(jié)圈或燒流。所以，生產(chǎn)鋁酸鹽水泥可采用低灰分燃料，控制好燒成帶的溫度。
鋁酸鹽水泥水化很快，加水6 12h，即可以釋放出大部分水化熱，24h水化熱大約 209J/g,接近于硅酸鹽水泥7d水化熱。在低溫下，高鋁水泥可依賴本身水化放熱，使混凝土內(nèi)部維持較高的溫度，從而能較好地發(fā)揮強(qiáng)度。高鋁水泥的水化產(chǎn)物為CAH1(I、C2AH8和氫氧化鋁凝膠(AH3)。其水化產(chǎn)物〔々!^丄義壓都屬于六方晶系，結(jié)晶所形成的片狀和針狀晶體交錯(cuò)攀附，重疊搭接，可形成堅(jiān)強(qiáng)的結(jié)晶共生體；氫氧化鋁凝膠(AH3)填于晶體骨架的空隙，結(jié)合水量大，因此空隙率低，故使水泥獲得較高的機(jī)械強(qiáng)度。但是，水化5 7d后，水化產(chǎn)物很少增加，因此，高鋁水泥硬化初期的強(qiáng)度增長很快，以后即不顯著。經(jīng)過1 2年，特別是濕熱環(huán)境下強(qiáng)度會明顯下降，甚至?xí)鸾Y(jié)構(gòu)工程破壞。其原因是由于CAH1(i、C2AH8都是介穩(wěn)相，會逐漸轉(zhuǎn)化成比較穩(wěn)定的C2AH6，這是一個(gè)自發(fā)的過程，并且隨著溫度的提高而加速。本發(fā)明所生產(chǎn)的硫鋁酸鹽水泥執(zhí)行GB20472-2006《硫鋁酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)；生產(chǎn)的鋁酸鹽水泥執(zhí)行GB201-2000《鋁酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)出的特種水泥均優(yōu)于國標(biāo)指標(biāo)要求。
具體實(shí)施例本發(fā)明專利所用的含鉻鋁渣為甘肅錦世化工有限責(zé)任公司無鈣焙燒清潔化新工藝生產(chǎn)重鉻酸鈉過程產(chǎn)生，在2010年1月至6月產(chǎn)生含鉻鋁渣的主要成分見下表。
時(shí)間 2010 年Cr2O3 (%)SiO2 (%)Fe2O3 (%)Al2O3 (%)H2O (%)Na2CrO4 (%)Na2SO4 (%)1月4曰1.830.512.3132.8852.40.49 2.141月M日2.061.41.5530.1255.10.98 2.502 月 19 H1.182.032.7138.7349.80.53 2.883月4円1.671.242.5236.9753.50.68 3.543月26日1.490.721.7744.6745.!1.18 3.114 月 27 R0.781.751.1843.3946.40.863.05 月 26 Fl1.551.142.3341.7650.31.04 2.746月11円1.4850.972.8434.8454.31.13 2.936月14閂1.741.753.42937.6952.60.64 2.95實(shí)施例1將生產(chǎn)中產(chǎn)生的含鉻鋁泥渣均化后取3000kg，置入IOm2煤氣加熱反射爐內(nèi)升溫至 900°C煅燒池，取出后趁熱在攪拌池內(nèi)加水?dāng)嚢瑁瑪嚢?0分鐘后，將上層帶黃色六價(jià)鉻Cr6+ 水抽出，送鉻鹽生產(chǎn)系統(tǒng)利用。再將飽和!^SO4. 7H20泵入攪拌池，攪拌30分鐘，用二苯基二氨Cr6+指示劑檢測，不變紫紅色，說明已解毒完成。用泵打入板框壓濾機(jī)內(nèi)過濾，濾餅烘干。實(shí)施例2
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其他條件同實(shí)施例1，將在反射爐溫度升至1050°C煅燒Ih。實(shí)施例1和實(shí)施例2得到的鋁泥渣成分見下表，％。
權(quán)利要求
1.一種含鉻鋁渣的資源化利用方法，其特征在于，包括如下步驟鉻鹽生產(chǎn)中的含鉻鋁渣通過高溫焙燒；洗滌分離可溶性的鹽和六價(jià)鉻；用亞鐵鹽濕法浸泡解毒；再將鋁泥渣作為原料生產(chǎn)硫鋁酸鹽或鋁酸鹽特種水泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，含鉻鋁泥渣在900°C 1050°C高溫焙燒Ih 池，使其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的呈干物質(zhì)疏松狀氧化態(tài)物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的焙燒設(shè)備為反射爐、回轉(zhuǎn)窯、梭式窯或推板窯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述洗滌分離是指采用60°C 80°C水浸泡洗滌的方式進(jìn)行清洗分離，洗水進(jìn)入鉻鹽生產(chǎn)系統(tǒng)利用；優(yōu)選的，洗滌后的可溶性的鹽質(zhì)量百分比含量小于0. 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述的亞鐵鹽濕法解毒包括將含有六價(jià)鉻鹽含鉻鋁渣浸泡在硫酸亞鐵或氯化亞鐵溶液中，將六價(jià)鉻離子被亞鐵根離子還原為三價(jià)鉻離子，浸泡后的含鉻鋁渣進(jìn)行過濾，所得鋁泥渣土作為制備特種水泥的原料使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，在還原過程中可滴加二苯基二氨指示劑檢測含鉻鋁渣中的可溶性六價(jià)鉻的含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述亞鐵溶液是指飽和亞鐵溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的方法，在制備特種水泥時(shí)采用水泥生產(chǎn)在線組分自動校正配料系統(tǒng)，對原料的配比進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，含鋁鉻渣、石灰石及其他調(diào)質(zhì)物料的配比在30% 70%、65% 30%、0% 5%范圍內(nèi)變化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含鉻鋁渣資源化利用方法，包括如下步驟第一步鋁泥渣高溫焙燒物質(zhì)定型；第二步洗滌回收六價(jià)鉻(鉻酸鈉)及硫酸鈉；第三步在亞鐵鹽溶液中浸泡使六價(jià)鉻Cr6+徹底解毒；第四步與石灰石、石膏配料制備硫鋁酸鹽或鋁酸鹽特種水泥。通過本發(fā)明的方法，達(dá)到含鉻廢物鋁泥渣徹底解毒，并全部資源化利用其全部成分，實(shí)現(xiàn)含鉻鋁渣清潔化、無害化、資源化零排放利用，可有效地減輕鉻鹽行業(yè)的污染程度，促進(jìn)鉻鹽行業(yè)清潔化生產(chǎn)水平，具有很強(qiáng)地推廣示范性。
文檔編號C04B7/32GK102417312SQ20111024469
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者何喜善, 宋平儒, 韓登侖 申請人:甘肅錦世化工有限責(zé)任公司