[发明专利]一种含铬铝泥的资源化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工废弃物资源化处理领域，具体涉及一种含铬铝泥的资源化处理方法。

背景技术

含铬铝泥是铬盐生产过程中产生的副产物，工业上一般生产1t重铬酸钠约产生30～50kg铝泥，铝泥中含有大量的铝(III)和铬(VI)。目前，重铬酸钠生产厂对铝泥的处理方式：1、填埋；2、工艺较为先进的生产厂家，采用将铝泥与铬铁矿一起焙烧，浸提回收大部分铬，然后铝渣作为废弃物填埋，此方法虽能回收大部分铬，但也有不足之处，铝渣中仍存在2～3％左右的铬(VI)。传统的铝渣废弃物处理方式，不仅占用大量土地资源，且存在污染隐患，会造成资源浪费和环境污染。

近年来，国内外研究者在含铬铝泥综合治理方面做了大量研究，包括利用铝泥制鞣革剂和水泥、磷酸化学中和法除铝、高温焙烧除铬、强絮凝剂除铬、还原剂还原除铬等。但这类方法有的工艺条件苛刻、设备投资高、有的回收率低、产品质量波动大，皆不宜工业应用。

公开号为CN103318934A的专利文献公开了一种含铬铝泥制备高纯铝酸盐的方法，首先回收部分Cr⁶⁺，再用酸溶铝泥，除铁，制备Al(OH)₃和Cr(OH)₃混合物并回收部分Cr⁶⁺，然后进行Al(OH)₃和Cr(OH)₃混合物的碱熔及Cr³⁺，最终制备得到高纯铝酸盐。该发明虽工艺简单，易于产业化，但需加入其他化学试剂。

公开号为CN104805288A的专利文献公开了一种综合利用含铬铝泥回收铬和铝的工艺方法，铝泥经打浆水洗、电渗析等工艺分离得到铬酸钠溶液用于生产重铬酸钠产品，脱铬处理后的铝泥，经NaOH溶液溶解、多次连续碳分法得到高纯度冶金级氧化铝产品。

发明内容

本发明提供了一种含铬铝泥的资源化处理方法，对含铬铝泥中的铬和铝加以回收利用。

一种含铬铝泥的资源化处理方法，包括：

步骤1，含铬铝泥中加水混合，经升温溶解过滤，得到含铬(VI)水溶液和含铝(III)滤饼；

步骤2，含铬(VI)水溶液经电还原得到含铬(III)水溶液；

步骤3，含铬(III)水溶液经双极膜电渗析处理，得到NaOH溶液和铬酸溶液；

步骤4，采用膜蒸馏对步骤3中的NaOH溶液进行浓缩，得清水和浓缩的NaOH溶液，清水回用于步骤1中的水溶过程；

步骤5，利用步骤4中浓缩后的NaOH溶液溶解步骤1中的含铝滤饼，升温反应，过滤分离得到NaAlO₂溶液。

本发明针对含铬铝泥进行资源化处理，不仅减少了铝泥固废，且实现铬和铝的回收利用。

含铬铝泥是铬盐生产中除铝阶段产生的主要固体废弃物，不仅占用土地，污染环境，而且严重浪费资源。如铬铁矿生产红矾钠(重铬酸钠)，一般每生产1t重铬酸钠约能产生30～50kg铝泥。

作为优选，步骤1中，含铬铝泥与水的质量比为1：3～9。

在含铬铝泥中加适量水稀释后，升温搅拌溶解，水的用量过多或者过少，都会影响含铬铝泥的溶解效果。

步骤1中，含铬铝泥和水混合升温搅拌反应后，利用适量水重复洗涤至少3次以上，将洗液以及反应产物合并后，进行过滤，得到含铬(VI)水溶液和含铝滤饼。

为了促进含铬铝泥在水中的溶解，优选地，升温至60～80℃搅拌溶解。搅拌时间依据实际的溶解状况而定，以形成均一的混合溶液为准。

作为优选，步骤1中，水分批次加入含铬铝泥中。

在含铬铝泥中加水时，可以一次性加入，也可以分批次加入，使铝泥中的铬(VI)溶解更充分。

作为优选，步骤2中电还原的电极采用石墨电极、金属钛电极、钛镀钌、或钛镀铱电极中的一种；电还原槽中隔有离子交换膜，电流密度为40～300A/m²。

双极膜是一种新型的离子交换复合膜，由阳离子交换层(N型膜)、界面亲水层(催化层)和阳离子交换层(P型膜)复合而成。在直流电场作用下，双极膜可将水解离，在膜两侧得到H⁺、OH^-。利用这一特点，将双极膜与阴阳离子交换膜组合成的双极膜电渗析系统，能在不引入其他组分的情况下，将盐转化为相应的酸和碱。

为了保证双极膜电渗析的高效进行，优选地，步骤3中，双极膜电渗析的条件为：质量分数为0.1～5％的导电溶液为极液，反应温度1～40℃，电流密度200～700A/m²。