[发明专利]铬酸盐的高效、节能、清洁的制造方法

说明书

技术领域：

本发明属于铬化工及铬盐生产的方法，特别涉及铬酸盐生产的方法，该方法可用于生产铬酸钠、铬酸钾、铬酸锂等产品。

背景技术：

铬酸盐是重要的无机化工基础原料，用于生产重铬酸钠(钾、锂)、铬酸酐、氧化铬、金属铬等产品。铬化合物广泛应用于化工、冶金、颜料、鞣革、印染、电镀、医药等行业。国内外的已有工业化生产技术是采用碳酸钠高温氧化焙烧分解铬铁矿工艺，该工艺是采用铬铁矿为原料，配入理论量80％～120％的碳酸钠和铬铁矿量3～6倍的填料，在回转窑内于1000℃～1300℃高温焙烧，燃料一般采用天然气、重油、煤炭。由于铬铁矿中杂质的存在和外来填料的加入致使生产每吨铬酸钠将产生0.8～3.0吨的含铬废渣。燃料燃烧必然产生大量废气，吨产品产生废气量为13000～15000Nm³。铬收率一般在70％～90％之间。可见该工艺能耗高、铬收率低、污染严重，亟待改善。

该工艺根据填料的种类不同分为有钙焙烧和无钙焙烧，填料采用外加白云石和石灰石的工艺称为有钙焙烧，废渣量大，每吨产品产出2.5～3.0吨废渣，渣带损铬15％～25％，铬收率低仅75％～85％。填料采用系统自产渣为填料的工艺称为无钙焙烧，吨产品产出废渣0.8～1.5吨，渣带损铬10％～15％，铬收率85％～95％。

目前在研的方法有低温熔盐液相氧化法，采用氢氧化钠(钾)为熔盐，通入空气进行气-固-液三相反应，制备铬酸钠(钾)。如中国科学院过程研究所专利CN1062528C；日本化学工业株式会社专利特许昭49-72200、53-11900、54-5400、56-12256、58-19613；美国Denver大学和Albanay研究所发表的PB报告PB83-106781、PB86-132719、PB88-240529等，上述技术由于氧化反应操作和碱铬硅铝分离难度较大，至今尚未突破，虽在理论上有一定的进展，但工业可操作性和经济合理运行方面至今未找到有效解决途径，致使上述技术仍停留在实验阶段，未能商业化运行。

以铬铁为原料生产铬酸盐的方法见诸报道的有前苏联专利1142448、1235823、1527168、日本专利特许昭83-1049和美国专利US3932598，其方法是加入碳酸钠在回转窑内高温焙烧，有三烧和两烧工艺之分，虽然该工艺在前苏联实现了流程打通并建立了扩试生产线，但是操作复杂，未能实现经济运行，商业意义不大。

发明内容：

本发明的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种高效、节能、清洁的铬酸盐的制造方法，该方法采用铬铁为原料，在高温、高压的稀碱液中实现铬铁的氧化溶出，同时得到铬酸盐溶液、水和氧化铁或水和氧化铁、氧化铬的混和物。

本发明的技术方案是：一种高效、节能、清洁的铬酸盐的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)铬铁原料粉碎，要求粒度2μm～75μm；

(2)在打浆槽内用步骤(1)粉碎的铬铁粉、碱和水混合打浆，配制反应初始液；铬铁粉、碱和水的混合比例是：10％～40％∶10％～40％∶80％～20％；

(3)用泵将步骤(2)配制的反应初始液加入高温高压反应釜，同时高温高压反应釜内通入氧化剂进行碱性氧化溶出，操作温度为260℃～370℃，操作压力为4MPa～22MPa；

(4)将步骤(3)得到的反应完成液冷却降温降压；温度降至≤120℃，压力降到1atm；

(5)将步骤(4)得到的反应完成液进行固液分离操作，得到铬酸盐溶液和滤饼，该滤饼经逆流洗涤，洗去残留铬酸盐和碱，得到水和氧化铁、氧化铬的混和物，洗涤水用于步骤(2)的配料，循环利用；

(6)将步骤(5)得到的铬酸盐溶液经蒸发结晶得到铬酸盐产品。

所述原料铬铁为铬含量40％～65％的铬铁，包括高碳铬铁、中碳铬铁、低碳铬铁和铬铁生产过程中副产的渣铁。

所述的粉碎后的铬铁粉，要求粒度2μm～75μm，最好是2μm～20μm。

所述的原料碱可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂或碳酸氢钠、碳酸氢钾的固体物或溶液，最好采用氢氧化钠或氢氧化钠液碱。

所述的反应初始液中铬铁含量范围最好是15％～25％、原料碱的浓度范围最好是15％～25％。

所述的氧化剂可采用氧含量范围在含量在93.0％～99.8％的氧气、氧含量范围在18％～99.9％的空气、富氧空气或纯氧气。

所述的铬铁氧化溶出是以氧气为氧化剂，氧的配入量为理论量的80％～120％；最好是理论量。