專利名稱：一種對鉻鐵礦或鉻鐵焙燒的熔鹽進(jìn)行液相浸取的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，尤其涉及一種對鉻鐵礦或鉻鐵焙燒的熔鹽進(jìn)行液相浸取的方法。
背景技術(shù)：
紅礬鈉(重鉻酸鈉)作為基本化工原料，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，廣泛應(yīng)用于化工、輕エ、冶金、印染、機(jī)械、日用五金等行業(yè)。生產(chǎn)紅礬鈉的原料主要來自于鉻鐵礦或鉻鐵焙燒生產(chǎn)的鉻酸鈉。鉻鐵礦或鉻鐵的焙燒エ藝主要分為有鈣焙燒和無鈣焙燒，它們的基本原理都是將鉻鐵礦或鉻鐵與純堿在高溫條件下進(jìn)行氧化焙燒，使礦石中的鉻轉(zhuǎn)化為水溶性的鉻酸鈉。
中國專利申請公開CN101066779A采用熱混無鈣鉻酸鈉制備エ藝，經(jīng)煅燒、熱混、熟化、分揀、破碎和浸取等エ序得到鉻酸鈉堿性液，該方法エ藝復(fù)雜，未解決爐料結(jié)壁和鉻礦轉(zhuǎn)化率低的問題。中國專利申請CN98100556. X使用氫氧化鈉熔鹽介質(zhì)分解鉻鐵礦制備鉻酸鈉，產(chǎn)物在高堿度區(qū)浸取，該法雖然降低了反應(yīng)溫度，但該方法配堿率高，所得鉻酸鈉堿性液中游離堿多，雜質(zhì)含量高，后期處理工藝復(fù)雜，雜質(zhì)分離時間長達(dá)數(shù)十小吋，因此該方法的生產(chǎn)成本高，エ業(yè)化難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了既具有高生產(chǎn)率又能有效解決具流動性但粘稠度較高的高溫熔鹽爐料的冷卻、破碎、細(xì)磨、浸出等多種エ序在同一設(shè)備完成的一體化的方法。本發(fā)明借助于具有特定結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)粒化器，使鉻鐵礦或鉻鐵焙燒的熔鹽在溶液介質(zhì)中發(fā)生分解從而實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的。因此，本發(fā)明提供了一種對鉻鐵礦或鉻鐵焙燒的熔鹽進(jìn)行液相浸取的方法和ー種連續(xù)浸取裝置。在該方法中，鉻鐵礦或鉻鐵焙燒的熔鹽在溶液介質(zhì)中由熔融液相逐步變成固體細(xì)顆粒并產(chǎn)生鉻酸鈉。該液相浸取特性不僅大大減少浸取時間、甚至避免了爐料驟冷爆炸的問題，而且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，從而大大提高生產(chǎn)率，并由此可以大大縮小浸出設(shè)備的尺寸，從而減少設(shè)備投資，并解決了場地占用面積大的問題。另外由該方法制備鉻酸鈉，不僅鉻鐵礦或鉻鐵轉(zhuǎn)化率高且熟料浸取率高，而且得到的副產(chǎn)物是可直接用于冶煉鉻鐵的高鐵渣。本發(fā)明提供的連續(xù)浸取裝置為回轉(zhuǎn)?；?。本發(fā)明提供了一種回轉(zhuǎn)?；?，該回轉(zhuǎn)粒化器包括進(jìn)料ロ、回轉(zhuǎn)輪、噴淋裝置和器身，在器身上設(shè)有ー個或多個出料ロ，其中，回轉(zhuǎn)輪用于將由進(jìn)料ロ進(jìn)入的礦物的熔鹽打碎，噴淋裝置用于在所述器身中噴淋浸取溶液以便對礦物的熔鹽進(jìn)行浸取。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，在器身上還設(shè)有一個或多個攪拌機(jī)，攪拌機(jī)用于加快對礦物的熔鹽的浸取過程。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，攪拌機(jī)與出料ロ交錯設(shè)置使得所述攪拌機(jī)與出料ロ不在所述器身的同一個橫截面上。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，回轉(zhuǎn)?；鞯钠魃沓叔F臺形。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，在器身的一個端部上設(shè)有高位液相出料ロ，在器身的另ー個端部上設(shè)有低位液相出料ロ。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，回轉(zhuǎn)?；鬟€包括集氣罩，集氣罩位于進(jìn)料口和攪拌機(jī)中較靠近高位液相出料ロ的一者與高位液相出料ロ之間，集氣罩上設(shè)有煙氣出口。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，進(jìn)料ロ位于回轉(zhuǎn)輪的中心的正上方，進(jìn)料ロ與回轉(zhuǎn)輪之間的垂直間距為O. 5-lm。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，噴淋裝置用于對礦物的熔鹽進(jìn)行冷卻和急淬并且對回轉(zhuǎn)輪的內(nèi)側(cè)的ー層或多層內(nèi)層冷卻管進(jìn)行冷卻降溫。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)為三層推進(jìn)式漿葉。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，回轉(zhuǎn)?；鞯膬?nèi)部還設(shè)置有擋料結(jié)構(gòu)，擋料結(jié)構(gòu)用于對高速運(yùn)動的熔鹽的固化顆粒產(chǎn)生反擊破碎作用。本發(fā)明提供了一種對鉻鐵礦或鉻鐵焙燒的熔鹽進(jìn)行液相浸取的方法，該方法包括在50-150°C的溫度下，在本發(fā)明的提供的回轉(zhuǎn)粒化器中，使得鉻鐵礦或鉻鐵焙燒的熔鹽在溶液介質(zhì)中發(fā)生溶解，從而制備得到鉻酸鈉溶液。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，通過調(diào)整回轉(zhuǎn)輪速度來控制熔鹽的顆粒大小。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，在回轉(zhuǎn)粒化器中的浸取時間為O. 1-1小時。


圖I示出本發(fā)明的一個實(shí)施例中的回轉(zhuǎn)粒化器。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的ー個具體的實(shí)施例中，提供了一種對鉻鐵礦或鉻鐵焙燒的熔鹽進(jìn)行液相浸取的方法，浸取過程所使用的浸取溶液包括水溶液、稀鉻酸鈉水溶液、碳酸氫鈉水溶液、碳酸水溶液中的一種或多種物質(zhì)和任選的鉻酸鈉水溶液混合物。在連續(xù)浸取裝置中，在50-150°C下，使得熔鹽在浸取溶液中進(jìn)行分解，得到鉻酸鈉。其中連續(xù)浸取裝置為回轉(zhuǎn)粒化器，該回轉(zhuǎn)粒化器可以包括電機(jī)、減速機(jī)、進(jìn)料ロ、回轉(zhuǎn)輪、錐形器身、集氣罩、擋料器、篩條、出料ロ、攪拌機(jī)等部件?；剞D(zhuǎn)輪位于進(jìn)料口下方?；剞D(zhuǎn)?；鞯钠魃淼囊粋€端部上設(shè)有高位液相出料ロ，另ー個端部設(shè)有低位液相出料ロ?；剞D(zhuǎn)粒化器還可包括位于集氣罩上的煙氣出口。本發(fā)明提供的回轉(zhuǎn)?；鲀?yōu)于筒身呈圓柱形的回轉(zhuǎn)式冷卻機(jī)、回轉(zhuǎn)式冷卻滾筒加浸取大槽和浸取槽車、翻渣機(jī)或是破碎機(jī)加濕法球磨機(jī)等?？梢圆捎勉t鐵礦冶煉生產(chǎn)鉻酸鈉領(lǐng)域中公知的浸取方法，在回轉(zhuǎn)?；髦械慕鰰r間通常為O. 1-1小時。在本發(fā)明方法的另ー實(shí)施方案中，浸取溶液也可部分或全部地由エ業(yè)稀鉻酸鈉溶液代替，也可部分或全部地由焙燒爐的水套冷卻水或洗渣過濾機(jī)的洗滌水代替。通過本發(fā)明方法將焙燒得到的熔融熟料中含有的大量水溶性鉻酸鈉進(jìn)行連續(xù)冷卻浸取處理即可獲得鉻酸鈉堿性液，并同時得到副產(chǎn)高鐵渣。這可通過常規(guī)方式進(jìn)行，例如將熟料浸濾。所述高鐵渣以三氧化ニ鐵計(jì)含量可高達(dá)50% (重量)以上，可以直接用于冶煉鉻鐵。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的焙燒熔融液相連續(xù)冷卻浸取，使用了ー種專門設(shè)計(jì)用于此目的裝置。該裝置為一回轉(zhuǎn)?；鳎谄魃砩显O(shè)有ー個或多個攪拌機(jī)和一個或多個出料ロ，其中攪拌機(jī)與出料ロ交錯設(shè)置使得攪拌機(jī)與出料ロ各自不在器身的同一個橫截面上，具體的，該回轉(zhuǎn)?；靼ㄆ魃砗臀挥谠撈魃韮啥说膬蓚€端部，一個端部上設(shè)有高位液相出料ロ，另ー個端部上設(shè)有低位液相出料ロ。該回轉(zhuǎn)粒化器還包括集氣罩，集氣罩處于高位液相出料ロ與加料口和攪拌機(jī)中較靠近高位液相出料ロ的那一部件之間，集氣罩上設(shè)置有煙氣出口。優(yōu)選的是，回轉(zhuǎn)?；鞯钠魃沓叔F臺形。在本發(fā)明方法的一個優(yōu)選實(shí)施方案中，如圖I所示，臥式回轉(zhuǎn)?；靼〝嚢铏C(jī)10、回轉(zhuǎn)輪11、錐臺形器身12和位于該器身兩端的兩個端部13和14。一個端部13上設(shè)有高位液相出料ロ 15，焙燒得到的液相熟料通過高位液相出料ロ 15進(jìn)入浸取エ段，該高位液相出料ロ 15通常位于端部13的中部。另ー個端部14上設(shè)有低位液相出料ロ 16，低位液相出料ロ 16設(shè)置成位于回轉(zhuǎn)?；飨虏繒r可排出錐體內(nèi)全部液相物料或基本上完全排出錐體內(nèi)全部液相物料，當(dāng)需要從器中排出全部液相物料時使用該低位液相出料ロ 16，例如在 檢修吋。因此，高位液相出料ロ 15的位置通常比低位液相出料ロ 16更接近浸取時的液相液面。在回轉(zhuǎn)粒化器的錐臺形器身上設(shè)有攪拌機(jī)，有利于均化和加快傳熱和傳質(zhì)過程、打碎熔鹽固體顆粒、并使得錐臺形器身中已經(jīng)水淬溶解的熔渣顆粒保持懸浮狀態(tài)。該攪拌機(jī)布置在連續(xù)浸出裝置的對側(cè)。在高位液相出料ロ 15上方還設(shè)置有集氣罩17，集氣罩17上設(shè)置有煙氣出ロ 19，以移出熔鹽冷卻浸取過程所產(chǎn)生的氣體。此外，該回轉(zhuǎn)粒化器被供入冷卻水，通過冷卻水的壓カ和流量及回轉(zhuǎn)?；鞯腻F臺形器身內(nèi)的液位來控制回轉(zhuǎn)?；髦械娜芤簻囟取；剞D(zhuǎn)粒化器還包括傳動裝置及調(diào)速器，以用于控制回轉(zhuǎn)輪的回轉(zhuǎn)速度，滿足不同產(chǎn)量和熔鹽冷卻粒度要求。傳動裝置通常包括主電機(jī)和減速機(jī)。該裝置還包括回轉(zhuǎn)輪軸承裝置和支撐裝置23以輔助回轉(zhuǎn)輪進(jìn)行回轉(zhuǎn)，而支撐裝置23的作用在于承受回轉(zhuǎn)粒化器的全部重量并對連續(xù)浸出裝置進(jìn)行軸向和徑向的定位。支撐裝置23通常由大梁、支腳、底座等部分構(gòu)成，回轉(zhuǎn)輪可以直接放置在大梁上。攪拌機(jī)帶動的液體流動彌散度高、攪拌カ強(qiáng)大、傳熱傳質(zhì)效果好，能夠很好地進(jìn)入熔鹽體系，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。應(yīng)當(dāng)理解，應(yīng)采用具有耐高溫、抗磨損、耐腐蝕等性能的材料。本發(fā)明方法提高了熔鹽的浸出率，降低了生產(chǎn)成本，有效地提高了生產(chǎn)能力，并且使鉻渣污染環(huán)境的問題得到了有效控制，是對鉻鐵礦或鉻鐵無鈣焙燒技術(shù)的又一創(chuàng)新和突破。以下的具體實(shí)施例1-2中使用的設(shè)備為如圖I所示的回轉(zhuǎn)?；鳎渲性摶剞D(zhuǎn)?；靼ㄩL9. OmX 12. Om高10. Om的錐臺，以及由最內(nèi)層冷卻管圍成的中心輪；煙氣出ロ位于距離高位液相出料ロ所在端部O. 5m的位置，高位液相出料ロ位于距離煙氣出ロ所在頂部I. 5m的位置，低位液相出料ロ位于距離攪拌機(jī)所在底部O. 5m的位置。對比實(shí)施例3中使用的冷卻設(shè)備為普通冶金化工回轉(zhuǎn)滾筒，其規(guī)格型號為Φ2. 5mX25m，窯體直徑2. 5m，長度25m，斜度3%，在冷卻過程中窯體發(fā)生回轉(zhuǎn)。該普通冶金化工回轉(zhuǎn)滾筒具有位于回轉(zhuǎn)滾筒的窯尾位置的I個進(jìn)料ロ ；位于回轉(zhuǎn)滾筒的窯頭位置的I個出料ロ ；位于回轉(zhuǎn)滾筒的窯尾位置的煙道、塵灰室及煙囪。冷后浸出設(shè)備為幾十臺槽車及封閉式鋼軌道。實(shí)施例I
用于鉻鐵礦熔鹽的液相連續(xù)浸取，液相熟料經(jīng)高位液相進(jìn)料ロ進(jìn)入，經(jīng)臥式回轉(zhuǎn)輪?；鋮s后，用水進(jìn)行浸取，浸取時間lOmin，過濾，得到鉻酸鈉堿性液和鐵渣，浸取中產(chǎn)生的氣體從集氣罩的煙氣出口移出。經(jīng)測定鉻礦轉(zhuǎn)化浸出率(即，鉻鐵礦中的鉻轉(zhuǎn)化成鉻酸鈉堿性液中的可溶性鉻的百分比)為97. 25%，鐵渣以三氧化ニ鐵計(jì)的鐵質(zhì)量含量為62. 31%。實(shí)施例2用于鉻鐵礦熔鹽的液相連續(xù)浸取，液相熟料經(jīng)高位液相進(jìn)料ロ進(jìn)入，經(jīng)臥式回轉(zhuǎn)輪?；鋮s后，用水進(jìn)行浸取，浸取時間15min，過濾，得到鉻酸鈉堿性液和鐵渣。浸取中產(chǎn)生的氣體從集氣罩的煙氣出口移出。經(jīng)測定鉻礦轉(zhuǎn)化浸出率為98. 19%，鐵渣以三氧化ニ鐵計(jì)的鐵質(zhì)量含量為58. 29%。實(shí)施例3 用于黃磷礦熔鹽的液相連續(xù)浸取，液相熟料經(jīng)高位液相進(jìn)料ロ進(jìn)入，經(jīng)臥式回轉(zhuǎn)輪?；鋮s后，用水進(jìn)行浸取，過濾，得到磷液和磷渣。本發(fā)明的方法也可以用于黃磷礦熔鹽的浸出。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)?；?，其特征在干，所述回轉(zhuǎn)?；靼ㄟM(jìn)料ロ、回轉(zhuǎn)輪、噴淋裝置和器身，在所述器身上設(shè)有ー個或多個出料ロ，其中，所述回轉(zhuǎn)輪用于將由所述進(jìn)料ロ進(jìn)入的礦物的熔鹽打碎，所述噴淋裝置用于在所述器身中噴淋浸取溶液以便對礦物的熔鹽進(jìn)行浸取。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的回轉(zhuǎn)粒化器，其特征在于，在所述器身上還設(shè)有ー個或多個攪拌機(jī)，所述攪拌機(jī)用于加快對礦物的熔鹽的浸取過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回轉(zhuǎn)?；?，其特征在于，所述攪拌機(jī)與所述出料ロ交錯設(shè)置使得所述攪拌機(jī)與所述出料ロ不在所述器身的同一個橫截面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回轉(zhuǎn)粒化器，其特征在于，在所述器身的一個端部上設(shè)有高位液相出料ロ，在所述器身的另一個端部上設(shè)有低位液相出料ロ。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的回轉(zhuǎn)?；鳎涮卣髟谟?，所述回轉(zhuǎn)粒化器還包括集氣罩，所述集氣罩位于所述進(jìn)料口和攪拌機(jī)中較靠近所述高位液相出料ロ的一者與所述高位液相出料ロ之間，所述集氣罩上設(shè)有煙氣出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的回轉(zhuǎn)?；?，其特征在于，所述進(jìn)料ロ位于所述回轉(zhuǎn)輪的中心的正上方，所述進(jìn)料ロ與所述回轉(zhuǎn)輪之間的垂直間距為O. 5-lm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的回轉(zhuǎn)?；?，其特征在于，所述噴淋裝置還用于對所述回轉(zhuǎn)輪的內(nèi)側(cè)的ー層或多層內(nèi)層冷卻管進(jìn)行冷卻降溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的回轉(zhuǎn)?；?，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)粒化器的內(nèi)部還設(shè)置有擋料結(jié)構(gòu)，所述擋料結(jié)構(gòu)用于對高速運(yùn)動的熔鹽的固化顆粒產(chǎn)生反擊破碎作用。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的回轉(zhuǎn)?；?，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)?；鞯钠魃沓叔F臺形。
10.一種對鉻鐵礦或鉻鐵焙燒的熔鹽進(jìn)行液相浸取的方法，所述方法包括在50-150°C的溫度下，在根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的回轉(zhuǎn)?；髦校沟勉t鐵礦或鉻鐵焙燒的熔鹽在溶液介質(zhì)中發(fā)生分解，從而制備得到鉻酸鈉溶液，其中，通過調(diào)整所述回轉(zhuǎn)輪的速度來控制熔鹽的顆粒大小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種回轉(zhuǎn)?；?，回轉(zhuǎn)粒化器包括進(jìn)料口、回轉(zhuǎn)輪、噴淋裝置和器身，在器身上設(shè)有一個或多個出料口，其中，回轉(zhuǎn)輪用于將由進(jìn)料口進(jìn)入的礦物的熔鹽打碎，噴淋裝置用于在器身中噴淋浸取溶液以便對礦物的熔鹽進(jìn)行浸取。本發(fā)明還提供了一種對鉻鐵礦或鉻鐵焙燒的熔鹽進(jìn)行液相浸取的方法。本發(fā)明通過使鉻鐵礦或鉻鐵焙燒的熔鹽在溶液介質(zhì)中發(fā)生分解從而實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的。
文檔編號C01G37/14GK102849796SQ20121035857
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者李先榮, 陳寧, 王方兵, 張建軍 申請人:四川省安縣銀河建化(集團(tuán))有限公司