[发明专利]一种清洁环保的三氧化二铬生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属铬及铬盐的生产工艺，特别是一种三氧化二铬的生产工艺。

背景技术

目前，金属铬～铬盐联合生产工艺中的前部工序，由铬铁矿制取铬酸钠的工艺过程是一样的，但后部工序有异。金属铬系统后工序以三价铬为主，而铬盐系统全部是六价铬。工艺中若将Cr带入铬盐系统将给生产带来很大困难，晶体色深，芒硝细、黑、粘，无法洗涤抽干，更甚者，使生产难以正常进行。又如《铁合金》（2011年6期的第35～38页）刊登的《用铬铁生产金属铬（铬盐）新工艺研究》中，它研究了用炭素铬铁为原料与纯碱经焙烧，浸取，制取铬酸钠溶液生产金属铬（铬盐）的工艺，试验了不同的焙烧，浸取制度对铬转化率的影响，经工业规模试验认为：该工艺技术可行，具有开发前途。

但现有的上述金属铬及铬盐的生产工艺主要存在以下技术问题：如采用六价铬转化法，它是以铬铁矿为主要原料，通过加入石灰或者白云石与纯碱等的细粉混合在回转窑中经高温焙烧后浸取其中的铬酸纳作为原料，通过铬酸纳的转化制造三氧化二铬、金属铬和铬盐，在生产铬酸钠的过程中产生大量的含有六价铬的废渣，每生产1吨铬酸钠就会产生6吨以上的废渣，其中剧毒的六价铬离子及铬酸钙严重污染环境和影响人类健康。

又如三价铬转换法，它是利用高碳铬铁为主要原料经制粉、酸浸、化学沉淀、分离等工艺制造出铬铵矾、氢氧化铬等中间产品，再制造出金属铬、氧化铬及铬盐。以此种方法虽然没有产生有毒的六价铬离子，但要么效率低下，要么杂质分离不彻底而难于工业化。

发明内容

本发明的目的是提供一种产生废渣少、工艺简便、清洁环保的三氧化二铬生产工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：以碳素铬铁粉为主要原料，金属氧化物粉为辅助原料，经过混合压坯、干燥后通过500℃～1500℃的高温固-固相冶金方法使碳素铬铁中的铬转变为三氧化二铬，并经冷却制备成粉料后分离出三氧化二铬。所述碳素铬铁与金属氧化物的重量比为1∶0.3～1.2。所述碳素铬铁、金属氧化物粉料的粒度1mm～500目。所述碳素铬铁的铬含量为30~80%，所述金属氧化物粉的氧化物纯度≥60%，所述金属氧化物包括Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、ZnO、K₂O、Na₂O、或PbO。经冶金处理后得到的三氧化二铬混合料经冷却后制备粒度80～500目的粉料，再置于水介质中进行重力分离后脱水变成三氧化二铬成品；或再采用酸分离法，分离出三氧化二铬成品。

本发明的剩余物还可在脱水后直接返回制粉压坯工序继续使用。

本发明还可在碳素铬铁粉和金属氧化物的混合粉料中加入催化剂，所述催化剂包括钾离子型、钠离子型催化剂，碳素铬铁和金属氧化物混合粉料与催化剂的重量比为1∶0.005～0.02，所述催化剂粉末粒度80～500目；再压坯、干燥、高温冶金使碳素铬铁中的铬转变为三氧化二铬，并经冷却制备成粉料后，采用水分离法或酸分离法分离出三氧化二铬。所述钾离子型催化剂包括KCl、KF、或K₂CO₃，钠离子型催化剂包括NaCl、NaF、或Na₂CO₃。

本发明的有益效果是：本发明由于采用了高温固相氧化还原反应原理，完成了碳素铬铁中铬向三氧化二铬的转化并成功分离，得到符合市场需要的三氧化二铬，它基本上无废渣排放，从而解决了现有技术中六价铬和铬酸钙的污染环境问题；它解决了现有三氧化二铬、金属铬及铬盐生产中大量依赖使用酸等化学试剂的问题，可以彻底改变现有三氧化二铬、金属铬、铬盐的生产工艺使之无害化；且生产工艺简便，不仅具有以上显著的社会效益，而且易于工业化规模生产，生产效率大幅提高，经济效益显著增强。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。