[发明专利]一种铬酸钠碱性液中和除铝方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用二氧化碳中和铬盐生产过程中铬酸钠碱性液除 铝的方法，属于无机盐生产和资源环境领域。

背景技术

目前铬盐生产的主要方法是铬铁矿氧化焙烧法，它是将铬铁矿、纯碱、 填料或返渣的混合粉料在1100～1200℃下进行氧化焙烧，使铬铁矿中的铬 转化为水溶性的铬酸钠，焙烧熟料经浸出、浸出液经净化后生产铬盐。铬 铁矿氧化焙烧方法分为有钙焙烧法和无钙焙烧法。

在铬铁矿氧化焙烧过程中，铬铁矿中的部分铝化合物将不可避免地与 碳酸钠反应生成水溶性的铝酸钠，在熟料浸出过程中，铝酸钠与铬酸钠一 起进入浸出液而成为铬酸钠碱性液中的主要杂质。在有钙焙烧工艺中，由 于炉料中加入大量的含钙填料，铬铁矿中的大部分铝化合物生成不溶性的 铝酸钙，但仍有少量铝酸钠进入碱性液(Al₂O₃：0.3～5g/L)；在无钙焙烧工 艺中，由于不加入含钙物质，矿石中大部分的铝将生成铝酸钠进入碱性液 (Al₂O₃：10～30g/L)。进入碱性液中的铝酸钠杂质严重影响铬盐产品质量， 必须将其除去。

铬酸钠碱性液中和除铝的基本原理是用酸或酸性化合物调整碱性液 的pH值，使碱性液中的铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀除去。目前或曾用于铬 酸钠碱性液中和除铝的中和剂有硫酸、磷酸、重铬酸钠母液、含铬硫酸氢 钠等。利用这些酸化剂除铝存在的共同问题是中和过程形成的沉淀为无定 型或胶状沉淀，沉淀中包藏大量铬酸钠(可占湿铝泥量的10～40％(质量百 分数，下同))，过滤洗涤非常困难，且洗涤后铝泥含水率高(70～90％(质量 百分数，下同))。这不仅降低了铬的回收率，而且使铝泥综合利用困难， 存在很大的安全隐患。

采用硫酸作为酸化剂除具有上述缺点外，还将不可避免地增加生产过 程的酸耗，且铬盐生产过程产生的含铬硫酸氢钠副产品无法得到充分利用， 增加铬盐生产过程的污染，现已较少采用。美国专利US 3899568采用重铬 酸钠母液作为中和剂，添加晶种并采用分段式逆向混合反应器进行中和除 铝，试图避免胶状沉淀的生成，以改善铝泥的过滤、洗涤性能。该方法使 铝泥的过滤性能得到了一定改善，但中和时间长达9～12h，并且未解决铝 泥中铬带损高的问题。日本专利昭55-130820采用硫酸、重铬酸钠母液或 含铬硫酸氢钠作为中和剂，在一个反应槽内控制pH将碱性液和中和剂按比 例同时加入进行中和除铝，试图控制析出的氢氧化铝为容易过滤的一水氧 化铝。根据该专利实施例中的实验结果，中和所得铝泥的含水率仍在63～ 70％之间，说明该方法并没有从本质上改善铝泥的过滤和洗涤性能。中国专 利CN1070892采用含铬硫酸氢钠作为中和剂，在搅拌条件下将含铬硫酸氢 钠、碱性液和磷酸或磷酸盐同时加入到含有AlPO₄和CrPO₄晶种的反应器中， 使碱性液中的铝酸钠和硫酸氢钠中的三价铬形成结晶状的AlPO₄和CrPO₄， 以改善沉淀的过滤洗涤性能。该方法可充分利用铬盐生产过程的副产物含 铬硫酸氢钠，但在中和及酸化过程消耗大量磷酸，特别是在无钙焙烧工艺 中，其磷酸的消耗量更大；同时铝泥过滤洗涤后六价铬的带损仍然较高， 不利于铝泥的综合利用。

采用铬盐生产过程的副产品含铬硫酸氢钠进行中和除铝，可以减少含 铬硫酸氢钠对环境的污染，成为中和除铝的主要方法。但含铬硫酸氢钠中 一般含有0.5～2.5％的三价铬，在中和除铝过程中，硫酸氢钠中的三价铬 和碱性液中的铝一起沉淀进入铝泥，不仅容易形成极细极分散的胶状沉淀 使铝泥过滤洗涤性能变差，而且会造成铝泥综合利用困难。中国专利 CN101063184提出一种含铬铝泥综合利用生产氢氧化铝的方法，该方法将 含铬铝泥中的六价铬洗涤分离后，采用拜尔法流程，以铝泥为原料生产氢 氧化铝。该方法可以充分回收含铬铝泥中的铬和铝，但在该专利技术的实 施过程中发现，若铝泥中含有三价铬沉淀，则其对拜尔法生产氢氧化铝过 程的影响很大。利用该专利技术处理采用含铬硫酸氢钠中和产生的铝泥时， 由于铝泥中含有三价铬化合物沉淀，铝泥在拜尔法溶出过程氧化铝的溶出 率仅有60％左右，且溶出浆液液固分离也十分困难，使得该技术难以处理 利用含铬硫酸氢钠中和产生的铝泥。

发明内容