[发明专利]一种用碳粉做还原剂在真空条件下生产真空铬的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产铬的方法，尤其涉及一种用碳粉做还原剂在真空条 件下生成铬的方法。

背景技术

铬被广泛应用于冶金、化工、航空航天及耐火材料等领域。

目前，铬的主要工业化生产方法包括铝热法和电解法。

其中，铝热法的优点是设备简单、投资少，而缺点则是需要消耗大量贵 重的金属铝粉作为还原剂，同时，产品中还引入了大量的铁、硅、铝等杂质， 产品的回收率也较低，通常情况下不超过88％。此外，在高温的反应条件下 产生的大量气体和粉尘(含有六价铬)不仅污染环境，也造成资源的浪费。

电解法的优点是产品纯度高、易破碎，而缺点是生产成本高、产品电能 损失大(通常电解法生产金属铬的电效率不足30％)，另外，由于铬电解过程 中含氧高，需要建立相应的高温氢气脱氧炉才能得到高质量的产品，这些都 是造成生产成本高的原因。此外，还会产出含有六价铬的废水和固体废弃物， 这也给环境保护带来严峻的挑战。

公开号为CN1542148A的中国专利公开了一种碳还原氧化铬生产金属铬 的方法，该专利采用一次还原分两个阶段的方法，生产出的铬产品质量有所 改善。但该方法主要存在的问题在于产品成分不均匀、产品致密度低，使得 其应用受到限制(例如，由于密度原因在冶金行业无法应用，只能以粉末形 式使用)，产品合格率也较低、质量较不稳定，这些都是不适合工业化生产的。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供一种适于工业化生产的真空铬的生产 方法，不仅产品成分及密度有较大提高，且生产成本低，对环境无污染。

本发明所述的用碳粉做还原剂在真空条件下生产铬的方法，包括如下步 骤：

步骤一，将氧化铬与碳粉混合并搅拌均匀，以得到混合干料，其中，所 述碳粉与氧化铬中氧的化学计量比为98～102∶100；

步骤二，将上述混合干料配入液体粘结剂，并进行湿混合以得到混合湿 料，其中，所述液体粘结剂与混合干料的重量比为10～15∶100；

步骤三，将上述混合湿料压制成砖型块，并于300～400℃的温度下烘干 20～24小时，以得到干燥的混合料；

步骤四，将上述干燥的混合料置于真空度为20～50Pa、且充有氩气的真 空炉中逐渐升温至1430～1450℃，保温23～24个小时后开始降温，在20～ 30个小时内降温至100℃出炉，由此氧化铬还原成粗铬料块；

步骤五，将上述粗铬料块研磨成粗铬粉，并向该粗铬粉中加入碳粉形成 混合物，该碳粉与粗铬粉中的氧含量的化学计量比为100～102∶100；之后， 再向上述混合物中加入2～3％的植物胶粘结剂并混合均匀；

步骤六，将上述加入植物胶粘结剂的混合物压制成块料，并将该块料于 在300～350℃的温度下烘干20～25小时后，送入真空炉中进行真空精炼， 精炼温度1450～1470℃，精炼时间10～20个小时，以获得真空铬。

本发明所述用碳粉做还原剂在真空条件下生产铬的方法的步骤三中，所 述混合湿料压制成的砖型块的长度介于200～230毫米，宽度介于100～115 毫米，厚度介于50～95毫米。优选方案为：所述混合湿料压制成的砖型块的 长度为210毫米，宽度为110毫米，厚度为80毫米。

本发明所述用碳粉做还原剂在真空条件下生产铬的方法的步骤三中，将 混合湿料压制成的砖型块置于电炉中烘干，且所述砖型块之间于电炉内摆放 的间距为8～10mm。

本发明所述用碳粉做还原剂在真空条件下生产铬的方法的步骤四中，将 干燥的混合料首先按照每小时200摄氏度的速度提升到750～800℃，保温2 小时，然后在随后6个小时内，继续升温至1430～1450℃。

本发明所述用碳粉做还原剂在真空条件下生产铬的方法的步骤五中，所 述粗铬料块经过破碎、研磨而形成粗铬粉。

本发明所述用碳粉做还原剂在真空条件下生产铬的方法的步骤一及步骤 五中，所述碳粉中碳含量大于98％，铁、硅、和铝的总含量小于0.5％，且碳 粉粒度小于325目。