化工公司持续清洁生产铬铁矿焙烧工艺采用少钙焙烧实施方案.doc

化工公司持续清洁生产铬铁矿焙烧工艺采用少钙焙烧实施方案 “少钙焙烧”是天津化工研究院铬盐行业专家纪柱在1981年铬盐顾问组会议上介绍铬盐新工艺中美国大祥公司专利时首次提出。通常铬铁矿氧化焙烧时，需加入大量的白云石、石灰石等惰性物质作填充剂，以防止炉料烧结，详见1.3.2。由方案1.1的论述可知，铬铁矿有钙焙烧工艺因为存在产渣量大和废渣难以解毒等无法克服的固有污染问题，不可避免的面临淘汰和被符合清洁生产要求的先进工艺而取代，无钙焙烧工艺是国际公认的铬盐工业发展的必然趋势。 与有钙焙烧相比，少钙焙烧由于减少其钙质填料白云石的用量，大大降低了由白云石带来的氧化镁含量，故排渣量较有钙焙烧法低约0.4～0.5t/t红矾钠，有的厂净排渣已降到了1.3t/t红矾钠。因此，企业在没有能力实现无钙焙烧改造之前，可以逐步减少白云石的用量，改用石灰石并增大返渣量进行配料，采用少钙、高铬、高碱度进行氧化焙烧，也能够收到明显降低排渣量的效果。天津同生化工厂上世纪八十年代曾有多年只用石灰石、不加白云石，增加(已彻底风化细碎的)返渣量，不仅排渣量明显减少，转化率也超过90％，有的甚至超过95％。重庆民丰和济南裕兴化工厂都曾采用过少钙焙烧工艺，有较成熟的经验。 1.1 铬铁矿少钙焙烧的技术可行性 1.1.1铬铁矿少钙焙烧的反应原理 铬铁矿的少钙焙烧，系指在铬铁矿氧化焙烧时，加入少量的填充剂白云石、石灰石等惰性物，同时提高铬铁矿及纯碱的用量，相应地增加铬返回渣的用量，以铬铁矿、铬返回渣代替部分白云石、石灰石作为惰性填加剂，分散在焙烧时形成的液相中，防止炉料烧结，以提高铬的回收率，具体反应如下: 4Na2CO3+2MgO?Cr2O3+3O2==== 2MgO+4Na2CrO4+4CO2↑ (1) 8Na2CO3+4FeO?Cr2O3+7O2 ==== 2Fe2O3+8 Na2CrO4+8CO2↑ (2) Na2CO3+ SiO2==== Na2SiO3+CO2↑ (3) Na2CO3+ Al2O3====2NaAlO2+CO2↑ (4) Na2SiO3+CaO==== CaSiO3+Na2O (5) Na2SiO3+MgO==== MgSiO3+Na2O (6) NaAlO2+CaO==== Ca(AlO2)2+Na2O (7) Na2CrO4+ CaO==== CaCrO4+ Na2O (8) 上述反应中，式(1)、(2)是大窑内的主反应，(3)、(4)是副反应，随着配人钙量的降低，式(5)、(6)、(7)、(8)的反应量也降低，因而降低了CaSiO3、MgSiO3、Ca(AlO2)2、CaCrO4的生成量，从而减少了铬渣的量。同时，由于式(8)反应大幅度降低，进一步提高了铬的回收率。 1.1.2 技术可行性分析 引用某厂铬铁矿少钙氧化焙烧工业应用的试验过程分析其技术可行性。 1.试验数据分析 少钙焙烧工业生产前期准备过程中，在马弗炉内做了大量试验，寻求最合理的配料参数及炉内热工因素，并根据试验数据进行对比分析，以确定合理的配料比及温度控制，见表6-35。 表6-35 相同温度下配料比 配料比/kg 全铬/% 水溶铬/% 转化率/% 浸出率/% 实收率/% 三率积/% 铬矿 纯碱 石灰石、白云石 残渣 50 35 20 100 15.9 12.4 77.90 89.30 111.20 80.80 50 35 20 110 15.6 11.9 71.40 90.60 117.10 81.10 50 35 20 120 15.3 11.6 71.10 91.20 112.50 82.20 50 35 20 130 14.9 11.3 79.80 91.50 120.40 83.50 50 40 20 100 11.3 13.7 84.10 81.50 111.50 84.70 50 40 20 110 11.1 13.6 84.30 87.10 118.10 81.70 50 40 20 120 15.8 13.4 85.10 87.50 119.10 88.60 50 40 20 130 15.6 13.4 85.80 87.90 120.30 90.70 50 45 20 100 11.8 14.2 85.50 85.70 111.10 84.00 50 45 20 110 11.5 14.2 85.80 87.00 118.40 88.30 50 45 20 120 11.4 14.1 81.20