[发明专利]一种预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铬铁矿的处理技术领域，具体地，本发明涉及一种预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法。

背景技术

铬盐工业是化工与冶金交叉的重要基础原料工业，是无机盐工业的一个重要分支。铬酸盐是重要的无机化工基础原料，用于生产重铬酸钾（钠、锂）、铬酸酐、氧化铬、金属铬等产品。国内外已有工业化生产技术是有钙焙烧工艺和无钙焙烧工艺，反应温度为1200℃，资源能源利用率低，且排放大量的高毒性铬渣。其中有钙焙烧工艺，生产1t铬盐产品产生2.5～3t高毒性铬渣，渣中总铬达5%；无钙焙烧利用返渣全部取代含钙填料，大大降低了铬渣的排放量，每吨产品排渣量由原来的2.5t降低至0.8t，但也没从根本上解决问题，铬渣严重污染环境，长期被列为我国污染行业之首。

针对铬盐传统行业资源利用率低、能耗高、污染重的状况，中国科学院过程工程研究所开发了低温亚熔盐液相氧化法，采用氢氧化钠或氢氧化钾溶液为熔盐，通入空气或富氧空气进行气液固三相反应，制备铬酸钠或者铬酸钾。该技术不仅可在300～550℃分解铬铁矿，铬转化率高于99%，且铬渣量少，生产1t产品只产生0.8～1.5t的富铁渣。但该工艺碱矿比较高（一般为5:1～7:1），温度高（一般为320℃～340℃），最主要的是工艺耗时太长（一般为6h）。亚熔盐铬盐清洁生产工艺技术作为新研发的技术，还需进行大量的技术优化工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，对亚熔盐液相氧化技术进行进一步的优化。该方法工艺操作简单，无其它污染物产生，降低了碱矿比和反应温度，大大缩短了反应所需要的时间，优化了亚熔盐液相氧化工艺，尤其是可以处理低品位铬铁矿，是一个值得推广应用的方法。

本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，包括以下步骤：

1）将铬铁矿原料加热焙烧，得到铬铁矿焙烧产物；其中，所述焙烧温度为700～1200℃；焙烧时间为20min～1h；

2）将步骤1）得到铬铁矿焙烧产物与碱溶液混合，通入氧化剂，使发生亚熔盐反应，获得混合料浆产物；

3）加水稀释步骤2）获得的混合料浆产物，使六价铬及水溶性组分进入液相，然后进行固液分离，得到铬酸盐溶液和滤饼；

4）将步骤3）获得的铬酸盐溶液经过除杂处理后获得铬酸盐产品。

根据本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，步骤2）所述碱溶液与铬铁矿焙烧产物质量比为2:1～4:1；所述亚熔盐反应温度为300～320℃，反应时间为1～3h。

本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，所用原料铬铁矿为铬含量大于27%的铬铁矿，尤其是铬含量在27%～35.7%的铬铁矿。

根据本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，步骤1）所述焙烧用设备优选马弗炉或气氛炉。

根据本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，步骤1）所述铬铁矿原料优选粉碎至250目以下。

根据本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，步骤2）所述氧化剂为氧含量范围在18%～99.9%的空气、富氧空气或纯氧气，通入量按氧化剂中氧重量与铬铁矿原料的质量比为2:1～4:1通入。

根据本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，步骤2）所述碱溶液为浓度75%～90%的氢氧化钠或氢氧化钾溶液。

本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，步骤2）反应后得到的混合料浆产物含KOH、K₂CrO₄、水溶性杂质及富铁尾渣。

本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，逆流洗涤后，碱被浓缩回收，进入步骤2）循环使用。

本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，步骤3）具体为，稀释步骤2）得到的产物，加入水（加水量一般按照液固质量比为3:1～6:1，优选5:1）使全部的六价铬以及部分水溶性杂质组分进入液相，进行液固分离操作，得到铬酸盐溶液和滤饼，该滤饼经逆流洗涤，洗去残余铬酸盐和碱，得到氧化铁、氧化镁及硅酸盐的固相混合物，洗涤水中碱浓缩后返回步骤2），循环使用。

根据本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，步骤3）采用真空抽滤机进行固液分离。

根据本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，步骤3）获得的滤饼经逆流洗涤，得到固相混合物。

本发明的预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法，步骤4）制得的铬酸盐产品可以进行铬系下游产品的生产。

本发明具有如下的优点和积极效果：