專利名稱：利用鉻渣制備鎂砂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢渣利用技術(shù)領(lǐng)域，更進一步說，是鉻鐵礦配加菱苦土和純堿進行焙燒制取鉻酸鈉后的鉻渣，再進行煅燒制備鎂砂的工藝方法。
背景技術(shù)：
以鉻鐵礦制備鉻酸鈉，舊工藝是將鉻鐵礦配加適量碳酸鈉，再配加一定量石灰石、白云石和返渣、混勻，在轉(zhuǎn)窯中高溫焙燒。熟料經(jīng)浸取，鉻酸鈉進入溶液，達到制備鉻酸鈉的目的。這是有鈣焙燒舊工藝制取鉻酸鈉的方法。
該工藝，由于加入了含有大量氧化鈣的填料，在焙燒過程中，形成了六價鉻的難溶固熔體及可水化的硅酸鈣和鐵鋁酸鈣等，這些物質(zhì)在熟料浸取時，形成大量酸溶六價鉻(鉻鋁酸鈣等)造成鉻渣六價鉻帶損嚴重。而這些酸溶六價鉻在空氣中二氧化碳和雨水的作用下，又變成水溶性六價鉻，造成對環(huán)境的嚴重污染和對人的嚴重毒害。這種從酸溶六價鉻變成水溶六價鉻的過程速度較慢，因而是長期的。所以鉻渣很難解毒，解毒的費用也較高。為了解決鉻渣中六價鉻的污染問題，開發(fā)了很多利用鉻渣的辦法，但因鉻渣成分復雜難以實現(xiàn)。有鈣焙燒舊工藝鉻渣的主要成分CaO 20～35％；MgO 25～40％；Fe2O36～10％；SiO24～8％；Al2O33～6％；Cr2O33～6％(其中Cr+61～3％)。其主要物相組成為方鎂石(MgO)；β-硅酸二鈣(β-2CaO.SiO2)；鐵鋁酸鈣(4CaO.Al2O3.Fe2O3)及酸溶鉻(主要是鉻鋁酸鈣3CaO.Ai2O3CaCrO4.12H2O)等。
該鉻渣若用作水泥的原料時，則因其中的氧化鎂含量高，影響水泥的質(zhì)量，若單獨利用其中的氧化鎂，則氧化鎂的含量又不足夠高，另一方面，其他雜質(zhì)又不容易分離，因此，有鈣焙燒所產(chǎn)生的鉻渣帶來的污染，已成為國際公害，世界難題。
為解決鉻鐵礦有鈣焙燒舊工藝帶來的鉻渣中六價鉻的污染問題，單從解毒處理去考慮，或者從減少鉻渣量去考慮，這種腳疼醫(yī)腳，頭疼醫(yī)頭的方法，不僅費用高，而且并不能徹底解決鉻渣的污染問題。必須從污染的源頭上加以解決。
為解決鉻鐵礦有鈣焙燒工藝帶來的鉻渣六價鉻污染問題，必須從焙燒的配方上去考慮。本發(fā)明人以前的專利發(fā)明(專利申請?zhí)?2156477.9)將原來鉻鐵礦配加石灰石、白云石的有鈣焙燒變成了鉻鐵礦配加菱苦土或菱鎂礦的無鈣焙燒，這樣就使焙燒熟料浸取后的鉻渣的成分和性能發(fā)生了根本性的變化，大大減少了六價鉻的含量。該無鈣焙燒工藝的鉻渣成分為MgO 70～86％；Fe2O36～10％；SiO23～7％；Al2O33～5％；Cr2O30.02～0.5％(其中六價鉻0.02～0.1％)；CaO 1～2％(并非絕對無鈣)。
該鉻渣雖然六價鉻很少，造成的污染相應(yīng)也減少了很多，但仍存在一定量的六價鉻污染源，還需徹底加以解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了徹底解決上述鉻渣中六價鉻的污染，并進而利用該鉻渣，使鉻渣這一廢物變?yōu)榭衫玫逆V砂產(chǎn)品。因為，該鉻渣成分基本符合GB/T2273-1998規(guī)定的鎂砂國家標準?？赏ㄟ^直接煅燒制取鎂砂。當然，由于鉻鐵礦的產(chǎn)地不同，品質(zhì)的不同，填料菱苦土或菱鎂礦成分不同，生成的鉻渣的成分也不同。因此，如果其他指標符合要求，只是MgO含量稍低，不符合要求時，可補加少量輕燒氧化鎂(菱苦土)或者菱鎂礦、水鎂石礦、方鎂石礦，也可以補加少量合成氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂等其他含MgO的物質(zhì)，即能符合制取鎂砂的要求。
本發(fā)明的目的，正在于徹底解決現(xiàn)有技術(shù)依然存在的六價鉻鉻渣的污染問題，特征在于開發(fā)了利用這些含六價鉻鉻渣，通過直接焙燒或添加其他含鎂物質(zhì)后焙燒，來制取工業(yè)鎂砂耐火材料的工藝方法。不僅消除污染有利環(huán)保，而且變廢為寶，產(chǎn)生效益。
本發(fā)明方法的工藝特點在于對于鉻鐵礦焙燒制取鉻酸鈉后，產(chǎn)生的鉻渣，當其含量指標符合GB/T2273-1998制取鎂砂的要求，而氧化鎂含量等于或大于78％時，可直接將鉻渣混勻、研磨，在1600℃-1800℃煅燒15分鐘到60分鐘，制取鎂砂產(chǎn)品。
而當氧化鎂含量低于78％時，可在鉻渣中配加20-60％的菱苦土或菱鎂礦、方鎂石、水鎂石或合成的氧化鎂，氫氧化鎂、碳酸鎂等含鎂化合物。使氧化鎂含量達到GB/T2273-1998指標要求后，再將補鎂鉻渣混勻、研磨，在1600℃-1800℃煅燒15分鐘到60分鐘，制取鎂砂產(chǎn)品。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明可將鉻鐵礦焙燒制取鉻酸鈉所產(chǎn)生的鉻渣，全部用作生產(chǎn)鎂砂的原料，實現(xiàn)了鉻渣的零排放和科學利用，徹底解決鉻鐵礦焙燒制取鉻酸鈉所產(chǎn)生的鉻渣給環(huán)境帶來的污染這一世界性難題，實現(xiàn)了綠色化工清潔生產(chǎn)的目的。
實施方式 為了更好的了解本發(fā)明的特點和功效，現(xiàn)舉例說明實例一某鉻鐵礦，配加適量碳酸鈉并填加適量菱苦土(MgO)和返渣，焙燒，浸取后所得鉻渣的成分為MgO 83.5％；Fe2O36.6％；SiO23.8％；Al2O33.2％；Cr2O30.2％(其中六價鉻0.02％)；CaO 1.6％。將其研磨，在1750℃高溫爐中煅燒20分鐘，可制得MS-83Ga普通鎂砂?？捎米餮a爐鎂砂、用作搗打爐襯等。
實例二某鉻鐵礦，配加適量碳酸鈉并填加一定量菱鎂礦和返渣，焙燒，浸取后所得鉻渣的成分為MgO 78.8％；Fe2O38.6％；SiO23.5％；Al2O33.7％；CaO 1.1％；Cr2O30.18％(其中六價鉻0.04％)。在1700℃高溫爐中煅燒30分鐘，可制得MS-83Ga普通鎂砂?？捎米餮a爐鎂砂、用作搗打爐襯等。
實例三某鉻鐵礦，配加適量碳酸鈉并填加一定量菱鎂礦和返渣，混勻，焙燒，浸取后所得鉻渣的成分為MgO 76.8％；Fe2O38.1％；SiO25.5％；Al2O34.5％；Cr2O30.32％(其中六價鉻0.02％)；CaO 1.9％。補加渣量40％的菱鎂礦，再將補鎂鉻渣混勻、研磨，在1600℃煅燒55分鐘，可制得普通鎂砂，可用作補爐或制鎂磚等。
權(quán)利要求
1.一種利用鉻渣制取鎂砂的方法。其特征在于對于鉻鐵礦焙燒制取鉻酸鈉后產(chǎn)生的鉻渣，當其含量指標符合GB/T2273-1998制取鎂砂的要求，而氧化鎂含量等于或大于78％時，可直接將鉻渣混勻、研磨，在1600℃-1800℃煅燒15分鐘到60分鐘，制取鎂砂產(chǎn)品。而當氧化鎂含量低于78％時，可在鉻渣中配加20-60％的菱苦土或菱鎂礦、方鎂石、水鎂石或合成的氧化鎂，氫氧化鎂、碳酸鎂等含鎂化合物。使氧化鎂含量達到GB/T2273-1998指標要求后，再將補鎂鉻渣混勻、研磨，在1600℃-1800℃煅燒15分鐘到60分鐘，制取鎂砂產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步特征在于所用鉻渣當氧化鎂含量低于78％時，可在鉻渣中配加35-45％的菱苦土或菱鎂礦、方鎂石、水鎂石或合成的氧化鎂，氫氧化鎂、碳酸鎂等含鎂化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步特征在于，鉻渣或補鎂鉻渣在1650℃-1700℃煅燒25分鐘到50分鐘，制取鎂砂產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及廢渣利用技術(shù)領(lǐng)域。開發(fā)了利用含六價鉻鉻渣，通過直接焙燒或添加其他含鎂物質(zhì)后焙燒，來制取工業(yè)鎂砂耐火材料的工藝方法。
文檔編號C01F5/00GK1546379SQ20031010750
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日
發(fā)明者楊振祥, 蔣凌云, 章蘇, 張永惠 申請人:天津化工研究設(shè)計院