[发明专利]一种含铬物料液相氧化提铬的方法

说明书

本发明提供了一种含铬物料液相氧化提铬的方法，所述方法包括以下步骤：将含铬物料、苛性碱溶液和含钙化合物混合后加热，并通入氧化性气体，反应后得到混合浆料；将混合浆料进行固液分离，得到含铬碱液和反应尾渣。本发明所述方法在含铬物料提铬过程中添加含钙化合物，可与硅、铝等杂质的阴离子生成相应的沉淀，从源头将硅、铝杂质固定于尾渣中，降低浸出液中硅、铝杂质的含量，减轻除杂工序的负荷；含钙化合物可促进铬铁尖晶石的分解，保证铬具有较高的浸出率；含钙化合物可改善置换浸出渣中碱的反应动力学条件，降低浸出渣中的碱含量，并减少碱的耗量；所述方法操作简单，效果显著，可有效降低成本，具有较好的经济效益。

技术领域

本发明属于矿物利用和铬盐生产技术领域，涉及一种含铬物料液相氧化提铬的方法。

背景技术

铬作为重要的战略金属资源，广泛应用于钢铁、冶金、化工、医药以及航空航天等领域。近年来，随着经济的不断发展，对铬资源的需求量也日益增加。铬铁矿作为最具有应用价值的含铬矿物是生产铬及铬盐的主要原料，在铬盐的生产过程中，铬资源的利用率较低，且产生的六价铬对人体和环境的危害极大。因此，对铬铁矿中的铬进行充分利用，并解决其生产过程中的污染问题，成为当前亟待解决的问题。

传统的铬盐生产方法主要是焙烧法，分为有钙焙烧和无钙焙烧，前者焙烧时需要加入含钙填料，导致工艺排渣量大，且渣中含有大量难溶的铬酸钙，难以解毒处理；后者焙烧时需要加入大量返渣，导致焙烧原料铬品位较低。同时，传统焙烧工艺还存在焙烧温度高、能耗高、铬提取率低等问题，且产生的铬渣中含有六价铬，容易对环境造成污染，因而需要研究含铬物料新的利用方式。

近年来，针对铬铁矿等含铬矿物的利用以及铬盐的生产，基于原料特性开发了多种液相氧化铬铁矿的工艺。CN 1226512A公开了一种铬酸钠的清洁生产方法，该方法包括NaOH熔盐介质氧化分解铬铁矿，反应的温度为500～550℃，产物在高碱度区浸取；六价铬浸出液进行同步冷却结晶，得到铬酸钠与铝酸钠混合型粗晶和结晶母液，粗晶的逆流洗涤纯化，获纯化的铬酸钠结晶产品和粗晶洗涤液，粗晶洗涤液的调碱结晶分离出铝酸钠。该方法的缺点是反应温度高，以高浓浸出液直接冷却结晶，溶液粘度大，固液分离难，且高温高碱环境下，设备腐蚀严重；混晶需要进一步分离，工业流程长。

CN 101659444A公开了一种铬铁矿制备铬酸钠的清洁生产方法，该方法包括铬铁矿在NaOH-NaNO₃-H₂O介质中与氧化性气体进行反应，硝酸钠只作为催化介质，在反应中不被消耗，反应后得到碱液、铬酸钠及铁渣的混合反应产物，铬酸钠以粗晶形式从浸出浆料中进行分离，溶解后进行蒸发结晶得到铬酸钠产品。该方法存在苛性碱和硝酸盐介质循环量大、铬的提取率偏低的问题，产物分离困难且分离步骤较多。

CN 109399716A公开了一种含铬物料液相氧化提铬的方法，该方法包括以含铬物料和碱为原料进行液相氧化提铬的步骤，所述原料中还包括添加剂，所述添加剂包含过渡金属的化合物，所述添加剂选自黑渣和/或含铬废催化剂，所述黑渣为液相氧化提铬的浸出渣经分选得到的Cr₂O₃含量高于15wt％的铬渣；该方法引入过渡金属化合物的目的在于提高含铬物料中铬的转化率，但会造成产品杂质含量高、尾渣成分复杂，同时该方法耗碱量大、成本较高。

综上所述，对于含铬物料液相氧化提铬的方法，还需要根据原料组成及特性，选择合适的工艺，以降低浸出液中硅、铝等杂质的含量，同时降低液相氧化过程中碱的消耗量，从而降低能耗和生产成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种含铬物料液相氧化提铬的方法，所述方法在含铬物料液相氧化时添加含钙化合物，可以使得含铬物料中的硅、铝等杂质形成固相沉淀，避免其进入浸出液中影响铬酸盐产品的纯度，同时，含钙化合物还可减少含铬物料浸出时碱的用量，减少后续的除杂操作，降低成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：