[发明专利]一种综合处理含铬铝泥回收铬和铝的工艺

说明书

[技术领域]

本发明属于无机盐工业生产中从含铬铝泥中回收铬和铝的一种工艺。

[背景技术]

以铬铁矿为原料生产铬盐是无机盐工业的一个十分重要的组成部分，是国民经济中不可缺少的工业部门，它涉及到颜料、鞣革、医药、轻纺等许多工业部门，工业品的百分之二十强与铬酸盐有关，铬盐的生产在我国现代国民经济中占有非常重要的地位。但由于现有的纯碱焙烧法生产铬酸盐工艺产生的大量工业废水和废渣对环境污染严重。因此，铬酸盐的清洁化生产工艺研究在国内、外一直受到高度重视。而含铬铝泥是以铬铁矿为原料生产铬盐过程中的重要废渣之一，它是铬酸钠碱性溶液(主要成分：Na₂Cr₂O₇·2H₂O280～350g/L，NaAl(OH)₄ 2～10g/L，Na₂CO₃ 15～25g/L)加重铬酸钠母液或硫酸、磷酸等中和除铝过程中的主要产物，其中主要含有20％左右的铝(以Al₂O₃计)和30％左右的铬(以Cr₂O₃计)以及硅和铁等其它一些杂质，且其中绝大部分的铬以剧毒的六价铬的形式存在，对周边生态环境造成严重危害，在排放之前必须加以无害化处理。

目前，主要的处理方法是焙烧含铬铝泥，然后水浸，回收其中大部分的铬，而把富铝残渣丢弃。该方法不仅能耗高，而且其中的铝不能回收，资源得不到充分利用，也无法实现铬盐的清洁化生产。

[发明内容]

本发明的目的是从含铬铝泥中回收铬的同时，提取其中的有价金属铝生产氢氧化铝，实现含铬铝泥的综合利用。

铬酸钠碱性液加硫酸、硫酸氢钠或磷酸等酸性液中和除铝得到的反应产物-含铬铝泥，以胶体状态存在，采用搅拌洗涤等常规的分离方法无法实现铝和铬的有效分离，因此，在我国铬酸盐工业生产上，通常对含铬铝泥进行焙烧处理，破坏其胶体结构，利用铬酸钠易溶于水的特点，在水中浸出焙烧渣，从而达到铝、铬分离的目的。研究发现，通过在含铬铝泥(含水率约70％)中加入适量的水或含六价铬的洗液，并控制合适的液固比，在浆液的沸点以下搅拌一定时间，采用常规的液固分离设备便可实现铝、铬的有效分离。除铬后得到含硅、铁以及少量三价铬等杂质的除铬铝泥仍以胶体状态存在。该铝泥浆化后，在较低温度下，在苛性分子比(铝酸钠溶液中Na₂O和Al₂O₃的分子比，下同)为3.0左右的铝酸钠溶液中即可使其中的铝充分溶出，此时，铝泥中的含铝物质进入溶液相，少量的硅、铁和三价铬等杂质则进入渣相，而这种残渣又可返回铬盐生产流程进行配料烧结，进一步回收其中的三价铬，从而形成铬的闭路循环，完全消除铬对环境的不利影响。

除铬铝泥在铝酸钠母液中经浆化、溶出、液固分离、晶种分解和过滤后便可生产出达到国家一级品标准的氢氧化铝产品，过滤分离氢氧化铝产品后得到的铝酸钠溶液经蒸发浓缩后循环处理下一批铝泥。

本发明采取的技术方案是：在含铬铝泥中加入含六价铬的洗液，控制其液固比为3～10，温度为40～100℃之间，搅拌速度为50～200rpm，解胶时间控制在0.5～8小时，在此条件下对含铬铝泥进行解胶。解胶浆液然后经液固分离，所得含六价铬的滤液经蒸发浓缩后返回铬盐生产流程，滤饼进行反向洗涤2～3次，以获得除铬铝泥，实现铝和铬的有效分离，洗液循环处理下一批含铬铝泥。所得除铬铝泥经浆化处理，控制粒度-100目粒子大于95％，同时，为了消除六价铬在流程中的积累、改善溶出渣的沉降性能和保证产品的化学质量，在除铬铝泥浆化时加入还原剂硫化碱(Na₂S)，使六价铬还原成三价铬。浆制液在80～150℃温度下保温溶出10～60分钟，然后在溶出浆液中加入絮凝剂聚丙烯酰铵、聚丙烯酰钠、聚丙烯酸，聚丙烯酸钠等，加入量为干渣量的0.5‰，采用高效沉降槽进行液固分离，分离所得的少量含硅、铁以及三价铬化合物的残渣经洗净后返回铬盐生产流程，以回收其中的三价铬；而沉降分离所得的含有较高氧化铝浓度(Al₂O₃ 80～160g/L)的铝酸钠溶液进行晶种分解，晶种分解操作同拜耳法氧化铝生产中的晶种分解过程，分解后获得的氢氧化铝浆液经液固分离、洗涤后即可获得符合国家一级品标准的氢氧化铝产品，而液相(Al₂O₃浓度为40～80g/L，苛性分子比为3.0左右)经蒸发浓缩后循环处理下一批铝泥。