[发明专利]一种由红土镍矿制备氧化铬的工艺

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶金领域，具体涉及一种由红土镍矿制备氧化铬的工艺。 

背景技术

从红土镍矿中提镍、钴的工艺日益受到广泛关注，但关于从红土镍矿中提取有价金属铬并制备成氧化铬等相关铬产品的工艺还未见报道，红土矿的综合利用还有待于进一步开发。 

铬盐工业在国民经济占有重要位置，其主要产品有重铬酸钠、铬酸酐、重铬酸钾、碱式硫酸铬、氧化铬等，是国民经济中不可缺少的一门化工原料工业。氧化铬作为一种主要的铬化合物材料，广泛应用于颜料、冶金、催化合成、耐火材料及研磨抛光等行业。 

工业上生产氧化铬的工艺主要有硫磺还原焙烧法、热分解铬酸酐法、高温气固氢还原等。硫磺还原焙烧法主要是重铬酸钾或重铬酸钠在加热条件下被硫磺直接还原成氧化铬，为了改善成品颜色和提高铬收率，需加入少量氯化铵和淀粉。此法是生产颜料级氧化铬的传统工艺，但是由于成本较高导致生产规模逐渐减小。热分解铬酸酐法是我国氧化铬的主要生产工艺，采用铬酐受热直接分解为氧化铬。该法有点是工艺简单，成品颜料性能较好；但缺点也很明显：原料成本及能耗高，生产规模较小，产品含少量六价铬导致环境污染严重。高温气固氢还原制备铬产品早有研究，德国拜耳公司相继发表专利报道了以重铬酸盐或碱金属铬酸盐为原料，以氢气为还原剂，在还原温度为900℃～1600℃通 过气固连续反应制备低硫含量氧化铬的工艺。该工艺以碱金属盐与氢气反应生成碱金属氢氧化物，通过与引入成盐气体(卤素气体)发生成盐反应转化为碱金属盐。但此工艺存在明显的缺点：氢还原温度较高，导致能耗高、对设备安全性及操控性提出更高的要求；此外，此工艺还需引入成盐气体，将价值较高的碱金属氢氧化物转化为价值低廉的副产品碱金属盐，从而变相增加成本。由于这些缺点的存在导致高温气固氢还原制备铬化合物产品难以实现工业放大。氧化铬其他工业生产工艺还有硫磺湿法还原法、硫化钠湿法还原法等，但普遍粗在氧化铬具有含量低，杂质多、环境污染严重等缺点。 

随着铬盐工业的发展与壮大，针对氧化铬传统生产工艺的上述局限性，许多研究者开展了相关的研究工作。 

美国专利US4,957,562添加磺酸和聚丙烯酸等物质制备颜料级氧化铬具有低吸水性。美国专利US6,174,360B1在产品中添加铝、锑等元素形成金刚石-赤铁矿结构的固溶体具有高的近红外反射性。但上述工艺目前还处于研究阶段，短期无法实现工业化。 

中国发明专利公开CN101475217针对高温气固氢还原法原料利用率低、成本高、设备安全及操控性要求高、废渣对环境的污染大等缺点发明了以铬酸盐为原料，氢气为还原剂的低温气固氢还原制备氧化铬的工艺。该工艺具有原料利用率高，流程简单，污染小的优点。但是此工艺反应条件还不够温和，气固反应稳定性较差。 

综上所述，虽然关于氧化铬产品的工艺研究很多，但是这些工艺普遍存在成本高、工艺复杂、反应条件苛刻、环境污染等缺点；此外，关于从红土镍矿中提取铬并综合利用的工艺还未被人关注，所以，开发一种综合利用红土镍矿中有价金属铬并制备氧化铬产品的清洁生产技术有着十分重要的现实意义。 

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的主要目的是克服红土镍矿综合利用率低、氧化铬产品制备工艺复杂、反应条件苛刻、污染大、设备安全及操控要求较高、成本高等弊端，使红土镍矿中六价铬浸出工艺与水热氢还原工艺有机结合，提供一种红土镍矿中有有价金属铬综合利用的清洁生产工艺。 

本发明的第一个技术方案是：一种由红土镍矿制备氧化铬的工艺，其特征是，该工艺包括以下步骤： 

(1)将红土镍矿与碱金属氢氧化物经混合、焙烧、液固分离、除铝后，将得到的富含铬酸盐和碱金属氢氧化物的碱浸液置于高压反应釜内，将反应釜密封后，通入一定量的氢气作为还原剂，开启反应釜搅拌并升温至170℃～250℃，保持1～3小时，进行水热氢还原，得到氢氧化铬浆料； 

(2)将步骤(1)得到的浆料经液固分离后得到氢氧化铬滤饼和含有少量六价铬的碱性滤液； 

(3)将步骤(2)得到的氢氧化铬经干燥后，在高温下进行煅烧，煅烧后降至室温； 

(4)将步骤(3)煅烧后的物料经洗涤、分离、干燥后得到最终产物氧化铬。 

本发明的第二个技术方案是：根据第一个技术方案所述的工艺，其特征是：步骤(1)所述的水热氢还原后，铬的转化率达90％以上。 

本发明的第三个技术方案是：根据第一个技术方案所述的工艺，其特征是：步骤(3)所述的煅烧后，氧化铬的纯度达98％以上。