[发明专利]一种以铬铁矿为原料一步制备红矾钠的方法及装置

说明书

本发明公开一种以铬铁矿为原料一步制备红矾钠的方法及装置，具体包括以下步骤：将铬铁矿、纯碱、氢氧化钠、水按照质量比1:1~1.1:0.4~0.5:5的比例混合搅拌并加热至100℃得到混合液料；将混合液料在氧气压力3~3.5Mpa，温度200~230℃下，反应2~3h；反应完后，将氧气换为二氧化碳气体，气压为1.2~1.3Mpa，温度为60~70℃，反应2~3h，得到混合产品；将混合产品分离上清液，上清液在温度10~15℃下，得到白色的碳酸氢钠晶体，将碳酸氢钠分离之后，将溶液浓缩、再冷却，得到红矾钠产品；本发明中，将碳酸氢钠分解得到的CO₂和碳酸钠回用，实现了CO₂、纯碱、热能高效自循环利用，减少能源的浪费。

技术领域

本发明属于红矾钠的制备领域，具体涉及一种以铬铁矿为原料的一步制备红矾钠的方法及装置。

背景技术

铬铁矿是一种矿物，主要成分为铁、镁和铬的氧化物。铬铁矿是发展冶金、国防、化工等工业不可缺少的矿产资源，主要用于冶金工业生产不锈钢及各种合金钢、合金，在玻璃、陶瓷、耐火材料等方面也有广泛用途。此外，还用于提炼金属铬、生产铬铁合金、不锈钢、制造重铬酸盐等。

铬盐广泛用于电镀、 涂料、木材防腐等领域，其中， 红矾钠作为铬盐的母系产品，70%~85%用于制造其他铬盐产品，具有十分广泛的用途。铬酸盐产品是通常是通过苏打灰焙烧工艺获得的，由于环境问题，目前焙烧工艺面临着巨大的压力，在碱灰焙烧过程中，炉料中加入含铬铁矿几乎等质量的石灰，控制矿石中硅质和酸性脉石矿物，但石灰的加入会产生大量的高碱性铬铁矿加工渣，其中含有1%-2%的六价铬(质量分数)，会导致CaCrO₄的产生，CaCrO₄是挥发性和空气传播的，对人类、动物和植物的健康造成重大威胁，而且这种生产工艺存在严重的二次污染、资源浪费、能耗高、生产效率低等问题，因此为了解决传统工艺存在的缺陷，急需新的工艺技术。

发明内容

本发明提供一种以铬铁矿为原料一步制备红矾钠的方法，实现了制备红矾钠过程元素、二氧化碳的高效自循环利用，减少能源浪费，制备红矾钠的过程极大的缩短，并且利用了工艺过程中产生的副产物。

一种以铬铁矿为原料一步制备红矾钠的方法，具体包括以下步骤：

（1）将铬铁矿、纯碱、氢氧化钠、水按照质量比1:1~1.1:0.4~0.5:5比例混合搅拌并加热至100℃得到混合液料；

（2）将步骤（1）的混合液料在氧气压力3~3.5Mpa，温度200~230℃下，反应2~3h；

（3）步骤（2）反应完后，将氧气换为二氧化碳气体，气压为1.2~1.3Mpa，温度为60~70℃，反应2~3h，得到混合产品；

（4）将步骤（3）混合产品分离上清液，上清液在温度10~15℃下，得到白色的碳酸氢钠晶体，将碳酸氢钠分离之后，将剩余溶液在70~80℃下进行浓缩、再冷却，得到红矾钠产品。

步骤（1）铬铁矿中单质Cr的的质量百分比含量为68%，纯碱的纯度为99%，氢氧化钠的纯度大于96%。

步骤（4）碳酸氢钠晶体在100℃分解得到碳酸钠和二氧化碳，二氧化碳返回到步骤（3）使用，碳酸钠返回到步骤（1）使用；混合产品分离的残渣用水洗涤1-2次之后用于提铁，洗涤液返回步骤（1）