专利名称：用高炉炼铁工艺技术实现铬渣无害化资源化的方法
技术领域：
本发明是关于常规高炉炼铁技术即高炉炼铁的还原剂和热量——燃料焦炭及焦炭燃烧 产生的解毒铬渣烧结料块中残留的六价铬并使铬渣烧结料块中三价铬还原成为金属铬与烧 结矿中铁形成含铬生铁方法。
背景技术：
目甜我国堆存量几百万吨，每年还有几十万吨铬渣产生，寻求一个循环经济中利用铬渣 为原料使有害铬渣无害化资源化且速度快、费用低的方法，是当前一个重要课题。利用我国 现有常规高炉炼铁工艺条件加以改进，铬渣中六价铬和铬经过高炉高温冶炼，使其还原并成 为铬合金生铁中铬元素是本发明的任务。发明内容本发明的目的是将铬渣烧结成的自溶性烧结矿置于高炉炼铁，使烧结矿中残留六价铬合 物和三价铬资源化的一种方法。本发明赋予高炉炼铁是将矿石中的铁元素还原出来，变成液态生铁流出炉外工艺过程将 铬渣制成的烧结矿中的铁。而且要将其中的铬元素还原出来，变成含铬合金生铁，以实现彻 底六价铬解毒并资源化。高炉冶炼过程还原为三价铬及残留六价铬。其还原机理是利用高炉炼铁的还原剂和热量 都是由燃料——焦炭及焦炭燃烧产生的。生产时，炉料(自熔性烧结矿、焦炭等)白炉顶装 入，并从下部风口鼓入热风，焦炭中的碳素(还有少量碳氢化合物)在风口带热风助燃下发 生激烈的燃烧反应，产生大量具有很高温度的还原性气体(C0及少量H2)。高温气流在上升 过程中将下降的炉料加热，并与矿中一些氧化物发生还原反应。气流中的CO、 H2和炉料中部 分炽热的固体碳夺取了其中的氧，使铁等还原出来，而后熔化、渗碳形成生铁积聚于炉缸下部，定期从渣口排出。而矿中末还原的组分，主要为CaO、 Mg0、 Si02、 A1A等，形成熔渣， 浮积在液态生铁面上，定期从渣口排出。高炉冶炼将以CO的还原剂，气相产物为C0—>的还原反应称之间为间接还原，而将以固体 碳作还原剂，气相产物为CO的还原反应称之间为直接还原。与铁氧化物的还原不同，在高炉内，C,的还原只能通过直接还原实现，其反应如下(Cr—,O,) +3C=[Cr]+3C0 (1) △GV=187650-124. 95T(Cr」();,)+13/3O2/'3[Cr3C2]+2C0 (2) AG。i;730940-511. 68T2/3 〔Cr.」QO +18/7C=4,/21[Cr3C2]+2C0 (3) △GeT=511128—364. 57T(CrA) +81/23C=2/23「Cr23C6] 13C0 (4) △G0T=749452-526. 47T当有铁存在时(CrA)十2[Fe]+3C二2[CrFe]+3C0 (5)卜.述&3+还原反应发生的部位主要在高炉成渣带以下熔融炉渣与固休碳相界面，以及炉 缸液态金M与熔渣相界面上。烧结矿中残余Cr6+(〈5mg/kg)虽然活度很低，但在炉内高温及强还原环境下仍能发生热解 并被C等还原，还原反应如下4/3Cr0:i+2C=2/3Cr20:i+2C0 (6)△G°,=266527-342T4/3C工.03十2Fe二2/3CrA+2FeO (7)△ G、二551622-49. 4T反应产物CrA随即被进一步还原为元素Cr结合到生铁中，Cr"到此彻底消除。该方法烧 结炼铁工艺(技术)是一个大物料流程的冶金工业生产，它要求铬渣具有比较大的数量和相 对稳定的成分组成。该技术适用于所有具备铁精矿或富矿粉等供应条件。该方法解毒彻底费 用较低、无污染，经济效益、社会效益、环境效益明显，是含铬废渣资源化的方法。所述铬渣烧结料与焦炭配料按比例进行(高碱度烧结矿)配料，经装料装置入高炉冶炼 在高炉工艺条件下产生含铬合金生铁，，高炉冶炼产生炉渣经水淬后形成水淬渣作水泥混合 材。产生的煤气灰所用于烧结矿。
附图为用高炉炼铁工艺技术实现络渣无害化资源化的方法图1、焦炭；2、自熔性烧结矿；3、配料；4、形成高碱度烧结矿；5、进入装料装置；6、入高 炉；7、进行高温冶炼产出铬合金生铁；8、冶炼过程中产生炉渣；9、水淬；10、形成水淬 渣；11、可制作水泥；12、高炉冶炼中煤气；13、除尘器；14、收集煤气尘；15、用于烧结 矿。
权利要求
1. 一种铬渣烧结料矿与焦炭配料，经高炉冶炼生成含铬合金生铁的使铬渣烧结料彻底解毒，并使铬渣中铬元素资源化技术，解毒彻底，不产生二次污染，其产出水淬渣与煤气灰作水泥混合材和烧结料。
2、 权利要求"1"铬渣烧成料与焦炭配比作高炉高温冶炼材料，使六价铬及三价铬还原为金 属铬。
3、 权利要求"1"和"2"经高炉冶炼工艺条件，使铬渣烧结料中铬元素还原于铁生成含铬合金生铁。
4、 权利要求"1 3"铬渣烧结料入高炉产出产品后的水淬渣及煤气灰作水泥混合材和烧结 料。
全文摘要
本发明是关于常规高炉炼铁技术即高炉炼铁的还原剂和热量——燃料焦炭及焦炭燃烧产生的解毒铬渣烧结料块中残留的六价铬并使铬渣烧结料块中三价铬还原成为金属铬与烧结矿中铁形成含铬生铁方法。该方法烧结炼铁工艺(技术)是一个大物料流程的冶金工业生产，它要求铬渣具有比较大的数量和相对稳定的成分组成。该技术适用于所有具备铁精矿或富矿粉等供应条件。该方法解毒彻底费用较低、无污染，经济效益、社会效益、环境效益明显，是含铬废渣资源化的方法。所述铬渣烧结料与焦炭配料按比例进行(高碱度烧结矿)配料，经装料装置入高炉冶炼在高炉工艺条件下产生含铬合金生铁，高炉冶炼产生炉渣经水淬后形成水淬渣作水泥混合材。产生的煤气灰所用于烧结矿。
文档编号B09B3/00GK101265508SQ200710056940
公开日2008年9月17日 申请日期2007年3月16日 优先权日2007年3月16日
发明者刘志刚, 李印奎, 李富顺, 杨成良, 柱 纪 申请人:天津市大钧科技开发有限公司