[发明专利]一种由碳素铬铁碱性焙烧制取铬酸盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工产品的制备方法，特别是一种污染少，产品纯度高的铬酸盐的制备方法。

背景技术

传统的铬酸盐生产方法一般是以铬铁矿为原料，配加钙质填料(石灰石和白云石)，再同纯碱和部分返渣混合在回转窑中1100-1200℃下氧化焙烧，焙烧后的熟料经冷却，浸滤后得到铬酸钠溶液，再经中和纯化得到纯的铬酸盐。上述方法中由于引入了大量钙质填料，不但是排渣量增大(达到2.5-3吨/吨产品)，而且容易生成水六价铬的水不溶物，降低铬的溶出率，增大铬渣的毒性，使铬渣极难处理，尤其是其中的铬酸钙是一种致癌物质。而无钙焙烧是利用大量的返回渣代替钙质填料，浸出渣要经过复杂的选矿处理，然后与铬铁矿纯碱造团焙烧，再破碎浸出，工艺复杂，设备改造难度大，所以在国内也还没有得到广泛的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种以较廉价的碳素铬铁为原料制备铬酸盐的方法，解决铬酸盐生产中污染严重的问题。

本发明采用的技术方案是：以碳素铬铁为原料，与碱混合，置于高温炉中焙烧一定时间，孰料经浸取铬酸盐进入溶液，制取铬酸盐。

以金属铬计，碳素铬铁一般含铬50-65％，在本发明的工艺条件下，焙烧时碳化铬铁及铬铁合金与碱反应，生成铬酸盐。

为使反应迅速充分的进行，本发明要求将碳素铬铁破碎并磨细至小于300目，然后加入理论量80-150％的碱，充分混合后在空气气氛下，600-1200℃的高温炉中焙烧0.5-4h。

本发明的由碳素铬铁碱性焙烧制取铬酸盐的方法，具体工艺如下：

(1)碳素铬铁粉末球磨磨细过300目筛后，与理论量80-150％的碱充分混合；

(2)将上述(1)混合好的生料加入高温炉中，在600-1200℃范围内的一个或几个温度段内，空气气氛中焙烧0.5-4h，卸料，冷却，得到焙烧熟料；

(3)冷却后的焙烧熟料用水浸取铬酸盐，过滤，铬酸盐溶液与铬渣分离；

(4)若上述浸出渣中铬的含量达标，则做环保处理后排放，若铬渣中含铬过高，则铬渣经干燥磨细后再与理论量80-200％的碱混合，在600-1200℃，空气气氛中焙烧0.5-2h，冷却，用水浸取铬酸盐，浸出渣做环保处理后排放。

上述技术方案中，碳素铬铁焙烧时所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸锂、碳酸钾中的一种或几种的组合。

上述技术方案中，碱用量以碳素铬铁中含铬量计算所需碱量的80-150％。

上述技术方案中，若碳素铬铁焙烧后铬含量仍大于2％，将浸出渣二次焙烧。

上述技术方案中，二次焙烧的碱用量为按一次浸出渣中含铬量计算所需碱量的80-200％，焙烧温度600-1200℃，焙烧时间0.5-2h。

在本发明的工艺条件下焙烧时，通过控制温度可有效控制体系中熔体的量，以保证氧的传质及焙烧过程中设备的正常运行。一次焙烧后，铬的浸出率为90-98％，二次焙烧后总铬回收率可达99.9％。采用本发明的工艺，可使渣排放量明显减少，仅为0.3-0.35吨渣/吨产品，渣中酸溶性铬小于0.1％，简单处理后即可排放，较好的解决了铬渣污染问题。

本发明的有益效果是使用较廉价的碳素铬铁为原料，无需添加任何钙质添加剂，排渣量少，且酸溶性铬酸盐含量低，易于处理，达到了环保的效果。

附图说明：

图1为本发明实施例3的一次渣XRD图

图2为本发明实施例3的二次渣XRD图

具体实施方式：

实施例1：取磨细过300目筛的碳素铬铁粉重5g，与重6.2g碳酸钠研钵混合，置于马弗炉中，空气气氛下，以300℃/min的速度升温至600℃，600℃保温0.5h，自然冷却，用200ml去离子水于30℃下搅拌浸出1h，过滤，铬回收率为90.7％。浸出渣干燥后磨细过300目筛，与重0.65g碳酸钠研钵混合，于600℃下焙烧0.5h，浸取后铬渣含铬0.02％，铬总回收率达99.9％以上。

实施例2：取磨细过300目筛的碳素铬铁粉重5g，与重12.1g碳酸钾研钵混合，置于马弗炉中，空气气氛下，以300℃/min的速度升温至1200℃，1200℃保温2h，自然冷却，用200ml去离子水于30℃下搅拌浸出1h，过滤，铬回收率为91.1％。浸出渣干燥后磨细过300目筛，与重1.3g碳酸钾研钵混合，于1200℃下焙烧4h，浸取后铬渣含铬0.01％，铬总回收率达99.9％以上。

实施例3：取磨细过300目筛的碳素铬铁粉重5g，与重10.1g碳酸钾研钵混合，置于马弗炉中，空气气氛下，以300℃/min的速度升温至800℃，保温2h，再升至1000℃保温1h，自然冷却，用200ml去离子水于30℃下搅拌浸出1h，过滤，铬回收率为94.7％。浸出渣干燥后磨细过300目筛，与重0.98g碳酸钾研钵混合，于1100℃下焙烧1h，浸取后铬渣含铬0.006％，铬总回收率达99.9％以上。