[發明專利]一種氫氧化鉀溶液中電化學分解鉻鐵礦提取鉻的方法

有效

• 申請號: 201210592788.0
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103060838A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 鄭詩禮;杜浩;王中行;王少娜;張懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C25B3/12
• 分類號: C25B3/12;C22B34/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種氫氧化鉀溶液中電化學分解鉻鐵礦提取鉻的方法，其特征在于，所述方法為向含有鉻鐵礦、氫氧化鉀及水的混合漿料中，通入氧化性氣體，進行電化學氧化反應，反應后混合料漿經固液分離得到尾渣和含鉻堿溶液。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述電化學氧化反應在電解槽中進行，優選在常壓電解槽中進行，進一步優選所述電化學氧化反應在常壓電解槽中攪拌進行；

優選地，所述電解槽陽極電流密度控制在500A/m²以上，優選500-1500A/m²；

優選地，所述電化學氧化的時間≥4h，優選4-15h，進一步優選6-10h；

優選地，所述電解槽的陽極材質為鐵基材料中的任意1種或至少2種的組合，優選自不銹鋼、純鐵或鑄鐵中的任意1種或至少2種的組合；電極形態優選為板狀或棒狀；

優選地，所述電解槽的陰極材質為金屬材料和/或碳材料，電極形態優選為棒狀。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）制備含有鉻鐵礦、氫氧化鉀水溶液的原料漿料；

（2）將步驟（1）得到的原料漿料置于電解槽中，通入氧化性氣體，進行電化學氧化反應，制得反應漿料；

（3）將步驟（2）得到的反應漿料固液分離，得到富鐵尾渣和含鉻、堿的溶液。

4.如權利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步驟（1）所述鉻鐵礦經過預處理，所述預處理包括機械活化或焙燒活化中的任意1種；所述機械活化包括滾筒球磨、行星球磨或攪拌球磨中的任意1種；

優選地，步驟（1）所述原料漿料中，氫氧化鉀與鉻鐵礦的質量比≥3:1，優選3:1~8:1，進一步優選4:1~6:1；

優選地，所述原料漿料中，氫氧化鉀水溶液的質量濃度為50-75%。

5.如權利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，步驟（1）所述原料漿料配制完成后，先進行預熱，然后再進行步驟（2）；

優選地，所述預熱的溫度優選≥150℃，進一步優選150-200℃。

6.如權利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，步驟（2）所述氧化性氣體選自空氣、氧氣、富氧空氣或臭氧氣體中的任意1種或至少2種的組合；優選氧氣或空氣。

7.如權利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，步驟（2）所述電解槽為常壓電解槽；

優選地，步驟（2）所述電化學氧化反應在攪拌條件下進行；攪拌速率優選為700-1000rpm，優選800-950rpm；

優選地，步驟（2）所述電解槽陽極電流密度控制在500A/m²以上，優選500-1500A/m²；

優選地，步驟（2）所述電化學氧化的時間≥4h，優選4-15h，進一步優選6-10h。

8.如權利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，步驟（2）所述電解槽的陽極材質為鐵基材料中的任意1種或至少2種的組合，優選自不銹鋼、純鐵或鑄鐵中的任意1種或至少2種的組合；電極形態優選為板狀或棒狀；

優選地，步驟（2）所述電解槽的陽極為鐵基陽極板或鐵基陽極棒；優選鑄鐵板或鑄鐵棒；

優選地，步驟（2）所述電解槽的陰極鐵基棒；優選不銹鋼棒。

9.如權利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，步驟（3）所述反應漿料先用稀釋劑進行稀釋，得到稀釋后的反應漿料，然后再進行固液分離；

優選地，所述反應漿料用稀釋劑稀釋后，其中的氫氧化鉀的含量為100-500g/L；

優選地，所述稀釋劑為水或質量濃度在300g/L以下的氫氧化鉀的水溶液，優選純水。

10.如權利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）制備含有鉻鐵礦、氫氧化鉀水溶液的原料漿料：將鉻鐵礦與氫氧化鉀水溶液混合，混配得到原料漿料，并預熱至150-200℃；

其中，氫氧化鉀與鉻鐵礦質量比為3:1以上，氫氧化鉀水溶液質量濃度為50-75%；

（2）電化學氧化反應：將步驟（1）得到的原料漿料加入常壓電解槽中，向溶液中通入氧化性氣體，并施加機械攪拌，控制陽極電流密度500A/m²以上，進行電化學氧化反應至少4h，反應完畢得到反應漿料；

其中，陽極為不銹鋼板、不銹鋼棒、鐵板或鐵棒中的任意1種，陰極為不銹鋼棒或鐵棒；

（3）固液分離：用稀釋劑對步驟（2）所得反應漿料進行稀釋，稀釋至漿料中的氫氧化鉀濃度為100-500g/L，得到含氫氧化鉀、鉻酸鉀及水溶性雜質組分的溶液及富鐵尾渣的固液混合漿料；然后在60-130℃條件下將所得到的固液混合漿料進行過濾分離，分別得到富鐵尾渣及含鉻堿溶液。