[发明专利]从无钙铬渣中制备磷酸铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体废弃物的处理及资源化利用的技术领域，更具体的说，本发明涉及一种从无钙铬渣中制备无机盐磷酸铁的方法。

背景技术

铬盐是重要的无机盐产品，近年来，我国铬盐生产厂家在政府相关部门引导下，所采用的工艺经过技术改造，多数采用无钙焙烧工艺。虽然较有钙焙烧工艺减少了铬渣产生量，但其产生铬渣依然含有六价铬，因Cr(Ⅵ)具有超量水溶性而具有强烈毒性，是国际公认的47 种最危险的的废物之一，被列为国家危险废物。无钙焙烧工艺生产铬盐过程中排放的铬渣主要化学成份及含量是：MgO 70～80%、CaO 0.5～1.0%、Fe₂O₃ 6～12%、SiO₂ 3～7%、Al₂O₃ 3～5%、Cr₂O₃ 0.2～2%、其中Cr⁶⁺ 0.2～0.5%，可以看出，无钙铬渣中除含有微量有毒的六价铬盐外，还含有大量的镁、铁、铝等有益元素，如果不加以回收利用，势必会造成资源的严重浪费。

传统铬渣解毒处理方式一般有干法和湿法两种。目前，铬盐生产厂家对于铬渣的处置方法多数采用干法还原的工艺，将铬渣中高毒的六价铬还原为低毒的三价铬，然后作为水泥生产的添加剂、炼钢烧结剂等。但是无论是作为水泥生产的添加剂还是作为炼钢的烧结剂，均需要与相关厂家协作，往往由于铬渣运输、添加工艺、费用等问题，造成协作厂家不积极，还原后的铬渣不能得到及时足量的处置，从而造成铬盐生产厂家的铬渣堆存量日渐增加，给环境造成与日俱增的压力。

磷酸铁主要用于制造磷酸铁锂电池材料，也可用作催化剂及制造陶瓷等。近年来随着移动通讯的发展，铁锂电池需求量增长迅速，作为铁锂电池原料的磷酸铁需求量正在逐年增加。然而，目前还没有关于将铬渣中所含的铁转化为附加值更高的磷酸铁的相关文献报道。申请号为201010107049.9的专利公开了一种综合利用无钙铬渣直接生产铬基合金钢的方法，另外，申请号为201210331157.3的专利也公开了一种无钙铬渣经直接还原制备含铬铁粉的方法，这两篇专利公开的解毒并综合利用无钙铬渣的方法工艺过程复杂，反应条件苛刻，处理成本较高。因此，寻求一个行之有效、经济且可操作性强的无钙铬渣解毒并加以综合利用的工艺，生产出附加值更高的工业产品，变废为宝，从根本上达到彻底解毒目的的同时，为生产厂家增加经济效益，是当前亟待研究解决的重要问题。

发明内容

为克服现有技术存在的不足之处，为无钙铬渣综合利用开辟新途径，本发明的目的在于提供一种从无钙铬渣中制备磷酸铁的方法，在铬渣解毒工艺过程中将其所含的铁转化为附加值更高的磷酸铁。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种从无钙铬渣中制备磷酸铁的方法， 包括如下步骤：

步骤101：将无钙铬渣粉碎至250 目～320 目，加入2～5倍铬渣量的工业用水，浸取过滤2-3次，每次取出碱性浸取液，贮存备用；

步骤102：将步骤101所述碱性浸取液加热至60～70℃，加入还原剂，将六价铬还原为三价铬沉淀，冷却，过滤，所得滤液1贮存备用；

步骤103：将步骤101所述过滤后得到的铬渣，加入0.6～2倍铬渣量的酸，分2～3次分步酸化、过滤，使最终酸化液pH值在1～2之间，收集合并每次滤出的酸化液，加入碱性物质调节其酸碱度，使其pH值达到3～4之间，使铁离子、铝离子产生红色沉淀析出，过滤，得滤液2，滤液2加入步骤102所得滤液1，调节pH值到9～10，依步骤102处理滤液2中有毒六价铬。

步骤104：将步骤103所述红色沉淀，逐步加入至搅动的稀磷酸溶液中溶解，保持溶液pH值在3～5之间， pH值升高则适度补充稀磷酸溶液，待红色沉淀全部加入后，继续保持溶液pH值在3～5之间，反应完成，停止搅动，完全静置沉淀，过滤，得磷酸铁湿料，将所述磷酸铁湿料放入微波炉反应器中，控制温度90℃烘干，得磷酸铁粉末。

从处理效果及经济成本综合考虑，所述步骤102 中加入的还原剂优选为新配制的硫化钠溶液。

优选地，步骤103 中所述加入的酸为浓盐酸或者浓硫酸。

为了节能降耗，步骤103中所述加入的碱性物质优选为步骤102中所述滤液1。

进一步地，将步骤103所述滤液2加入步骤102所得滤液1，调节pH值到9～10，依步骤102所述再次还原滤液2中六价铬，这样无钙铬渣中含有的微量Cr⁶⁺ 经过两次溶出和两次还原，得到彻底解毒。