论文部分内容阅读
传统铬盐生产已由有钙焙烧工艺改为低消耗、清洁型无钙焙烧工艺,利用返渣代替钙质填料,外排铬渣量大大减少,渣中Cr（Ⅵ）残留少。由于循环使用返渣,出现三价铬排放量增加、焙烧窑内“结圈”、铬转化率下降的现象。本文以湖北某化学有限公司铬铁矿原矿、陈放渣以及除尘灰为样品,通过铬的含量测试、化学形态分析,探究了铬元素的分布规律和化学形态特征;通过各样品的XRD、MLA测试,研究了铬在各组分中的物相构成、赋存状态及嵌布特征;分析了返渣经陈放和二次分选后主要元素含量的变化对焙烧窑炉况的影响,提出加大返渣循环量实现铬总量减排的可行性。研究结果如下:1、得到样品中铬元素的含量及化学形态特征:（1）原矿中三价铬含量为126.4～130.6mg/g,六价铬含量为8.76～15.3mg/g,总铬含量为135.6～146.4mg/g,三价铬分布比例远大于六价铬;化学形态分布特征为可还原态>可氧化态>可交换态>残渣态,铬主要以可还原态形式存在;（2）陈放渣中三价铬含量为42.1～42.5mg/g,六价铬含量为2.85～2.98mg/g,总铬含量为45.1～45.5mg/g,三价铬分布比例大于六价铬;化学形态分布特征为残渣态>可交换态>可氧化态>还原态,铬主要以残渣态形式存在;（3）除尘灰中三价铬含量为44.9～45.1mg/g,六价铬含量为0.88～0.98mg/g,总铬含量为45.8～46.1mg/g,三价铬分布比例大于六价铬;化学形态分布特征为残渣态>可氧化态>可交换态>可还原态,铬主要以残渣态形式存在;原矿中铬的分布比例较高,陈放渣经二次分选后,渣中残留的三价铬比例下降,六价铬分布比例提高,化学形态特征中显示除尘灰的可氧化态铬比例相比陈放渣有所增加,说明返渣经陈放和二次分选后可使三价铬含量降低,六价铬含量增加,可减少三价铬在焙烧窑中的循环量,有利于提高焙烧窑中铬的转化率。2、完成样品中铬元素的物相分析:（1）XRD分析结果（1）原矿的XRD分析结果:原矿中铬主要以铬铁矿[Mg,Fe)（Cr,Al,Fe）2O4]和铬尖晶石[Fe（Cr,Al）2O4]为主。（2）陈放渣的XRD分析结果:陈放渣中铬主要以镁铁矿[（Mg）（Al,Fe）2O4]、镁尖晶石[Mg Al2O4]和未反应掉的铬铁矿[Mg,Fe)（Cr,Al,Fe）2O4]为主。（3）除尘灰的XRD分析结果:除尘灰中铬主要以镁铁矿[（Mg）（Al,Fe）2O4]、霞石[KNa3[Al SiO4]4]和未反应掉的铬铁矿[（Mg,Fe）（Cr,Al,Fe）2O4]为主。XRD分析结果表明,原矿中含铬矿物经焙烧窑焙烧后,铬物相发生较大变化,陈放渣主要以耐高温的镁铁矿等惰性物质为主,返渣经陈放和二次分选后,影响焙烧窑炉况通顺的低溶物相霞石进入了除尘灰中,提高了返渣的填料性能。（2）MLA（自动矿物分析仪）分析结果（1）原矿中铬主要赋存在铬铁矿中,铬尖晶石、绿铬矿、铬磁铁矿、磁铁矿等含铬矿物也有极少量富集,铬主要以Cr3+形式存在,铬铁矿中的铬含量高达96%（不计SiO2等非铬矿物）,各粒级的平均含量约为96.664%,其中粒级在-40+20μm范围内含量最大,约占97.127%。铬铁矿杂质（脉石矿物）较少,不足5%,主要为斜方辉石、少量斜长石,普通辉石、滑石等硅酸盐矿物。（2）陈放渣中主要元素有铁、镁、铬、铝、硅、钙和钠等,其Cr含量为4.139%、Si含量为1.395%、Al含量为7.354%、硅酸盐含量为2.551%、可溶性盐含量为3.145%。铬主要赋存在镁铁矿中,铬铁矿、赤铁矿以及硅酸盐中也有少量赋存,铬主要以Cr2O3(Cr3+)形式存在,可溶性盐中含少量铬酸钠,铬以铬酸钠(Cr6+)形式存在。（3）除尘灰中主要元素有铁、铬、镁、铝、硅、钙和钠等,其Cr含量为20.220%、Si含量为2.623%、Al含量为7.692%、硅酸盐含量为12.145%、可溶性盐含量为23.315%。铬主要赋存在镁铁矿、铬铁矿和尖晶石中,其他物相有霞石、无定形硅酸盐及可溶性盐;可溶性盐中铬以铬酸钠(Cr6+)形式存在,其余铬矿物以Cr2O3(Cr3+)形式存在。由MLA分析结果可知,除尘灰中Cr3+及Si、Al含量明显增多,说明返渣经陈放和二次分选后,对焙烧窑炉况有影响的元素可得以剔除,返渣填料性能提高,与BCR、XRD分析结论一致,加大返渣循环量从理论上实现铬总量减排可行。