[发明专利]用无钙铬渣生产草酸亚铁副产金属铬和铬酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用铬盐无钙铬渣生产草酸亚铁，副产金属铬和铬酸的方法。

背景技术

现草酸亚铁的生产方法有：

1、碳素铬铁生产

以碳素铬铁为原料，硫酸溶解后，用105～120％草酸进行沉淀，分离沉淀溶液加入碱进行沉淀氢氧化铬，加以焙烧得到氧化铬。该发明由于加入草酸量超过理论量，致使草酸亚铁中含铬较高，至少在2000ppm以上，其用途受到了一定的局限。

2、硫酸亚铁生产

硫酸亚铁溶液可以与草酸或草酸铵反应生成草酸亚铁，这是现在主要工业化的草酸亚铁制法。废水中含有大量的硫酸根，要对废水加以处理。

3、硫酸亚铁铵生产

硫酸亚铁铵与草酸反应生成草酸亚铁，其含硫、氨废水处理较为麻烦，很难实现大批量，清洁化生产。

传统草酸亚铁，金属铬及铬酸产品，均利用另外工业品进一步深加工制得，加工链长，资源消耗高。

发明内容

本发明目的是提供一种实现铬渣综合利用清洁化生产草酸亚铁的方法。

本发明目的另一个目的是提供一种用生产草酸亚铁的反应液副产金属铬和铬酸的方法。

本发明包括下列步骤：

A、铬渣稀酸洗涤工序

采用硫酸工业烟气湿法洗涤稀酸或成品工业硫酸配置浓度为7～8％稀硫酸溶液，每100质量份稀酸溶液中加入25～35质量份无钙铬渣，在室温条件下搅拌反应6～8h；

过滤后固体铬和铁含量合计超过60％，适于进行冶炼碳素铬铁。过滤后的稀酸液中加入硫酸亚铁，溶液中Cr⁶⁺全部还原为Cr³⁺，加入石灰乳进行中和，pH至7～8，过滤废石膏渣，清水循环至稀释硫酸工序；

B、冶炼碳素铬铁工序：酸洗处理后的铬渣与焦炭及石英砂添加剂按质量比70～80∶14～22∶6～8比例在矿热炉内1650～1750℃进行冶炼得到碳素铬铁；水淬渣用于水泥生产填料。

C、硫酸溶解工序：

冶炼铬铁经过机械粉磨或者高温熔炼喷细工艺，这两种技术都是公开的，后者是最近我国从日本引进的技术。细化至-100目～-20目细粉，用质量百分比为38～40％稀硫酸，硫酸用量为所含Fe及Cr所需理论量的110～120％，将铬铁粉加入在稀硫酸溶液中，加热至90～105℃，溶解8～12h得碳素铬铁溶解液；在常压操作的大型反应器一般10小时左右，铬浸出率高的可达99％，铬铁中的Si＞1％时会降低铬浸出率。碳素铬铁溶解进行到溶液pH值不大于1.5，因为pH大于1.5生成不溶于酸的碱式盐；制得Cr 40～50g/L、Fe 154～190g/L的碳素铬铁溶解液温度应一直保持在40℃-80℃，防止产生硫酸亚铁沉淀。酸溶后的残渣为不溶于稀酸的C、Si及少量碳化铬，经过滤除去(可送回铬铁冶炼车间)。

D、草酸亚铁生成工序：将草酸配置为60℃饱和溶液(100g水中溶解44.5g草酸)；将草酸溶液加热到90～100℃，再逐步将C步产生的酸溶液加入，每500ml草酸饱和溶液加入酸溶液900～1100ml，即草酸加入量为理论量的90～100％。加完后煮沸，再迅速搅拌15～30分钟，在室温条件下自然静止10～12h，倾斜分离清液，再用40～50℃热纯净水洗涤三次，洗涤液汇集后生产氢氧化铬；分离后的滤饼在50～80℃下烘干得到草酸亚铁产品；

E、氢氧化铬生产工序：

在D步产生的过滤液中加入金属铬粉，加热搅拌反应，亚铁氰化钾指示液检测，不显色说明溶液中无Fe³⁺，在隔绝空气的情况下边加热边搅拌，边加入NaOH饱和溶液，中和至pH为6.8～7.2，形成Cr(OH)₃沉淀，趁热分离，用50～80℃热水洗涤三遍，沉淀过程应密闭，尽量避免氧化产生三价铁粒子进入氢氧化铬中。滤除氢氧化铬的产品主要含亚铁粒子，返回溶解过程利用。

E步产生的氢氧化铬产品中铁粒子必须小于0.1％，才可用于F步电解生产金属铬和铬酸酐，否则，必须通过重结晶或萃取进行净化处理。

产品质量符合下表要求。

氢氧化铬产品成分表