本文综述了有钙和无钙生产铬盐工艺的生产状况及废渣处理情况,并简述了我国首家采用无钙焙烧工艺的化工企业在生产铬盐的过程中进行的探索及发现。由于铬渣的危险性,无钙铬渣的处理问题已经成为该厂发展的主要问题之一。虽然该厂已经通过利用兰炭还原无钙铬渣生产含铬铸铁实现了规模化的工业化生产,但是由于在确定工艺初期没有专业的冶炼人员参与其中,造成后期冶炼中存在电耗高、设备故障多及产品成分不稳定的问题。本文通过光谱检测分析、化学分析、XRD分析等方法确定了原料的物理化学性质并通过小型的工业化模拟实验对理论上的配料计算结果进行了验证和优化,最后确定了在80 k VA小型单相电炉上采用40 V电压,利用百分比为铬渣73.1%,兰炭16.0%,硅石6.9%,钙渣4.0%的混合料制成粒度为6~10 mm的球团料冶炼时效果最佳。为了更好地解决冶炼过程中存在的问题,本文从热力学和动力学的角度分析了冶炼过程基本的反应机理,并通过熔点熔速测试分析、热重实验测试分析、矿相显微镜观察分析、X射线衍射测定分析、扫描电镜观察分析等实验研究方法分析验证了其基本的冶炼机理。研究结果表明:在冶炼过程中与还原剂兰炭接触较近的部分反应效果更佳,其界面反应主要是C元素向铬渣中扩散,并同时还原铬渣中的有价金属;在反应过程中200℃、300℃并未产生新的物质,主要是原料中的水分丧失或某些气体跑出;750℃开始铬和铁逐渐有新的物相组成出现,900℃时反应过程中产生了一定含量的单质铁,1350℃时反应出现了一定量的单质铬;随着温度的升高,Fe元素的存在方式由Fe2O3→Fe3O4→Fe O→Fe转变,同时在造渣剂及反应的作用下开始进行Cr2O3的还原反应。最后通过研究提出下述方案以优化改进现行工艺:将入炉料粒度严格控制在6~30mm范围内;改进造球工艺,提高入炉球团的强度;优选还原剂。