[發明專利]一種由含鉻芒硝精制元明粉的方法

有效

• 申請號: 201310533304.X
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103539164A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 李先榮;馬順友;白禮太;胡義華
• 申請（專利權）人: 四川省銀河化學股份有限公司
• 主分類號: C01D5/00
• 分類號: C01D5/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 李小梅;劉金輝

技術領域

本發明涉及一種由含鉻芒硝精制元明粉的方法，更具體而言，涉及一種利用含鉻芒硝在低溫飽和或過飽和溶液狀態下精制元明粉的方法(下文有時亦稱“YH”法)。

背景技術

我國元明粉生產規模居世界首位，原料主要有鹽湖芒硝、海水曬硝、芒硝礦石以及工業副產品共計四類，目前的生產方法主要有四效真空蒸發末硝二次蒸汽余熱化硝生產法、五效真空蒸發生產法、全溶蒸發脫水生產法等。這些生產工藝都是通過原料溶解、強制蒸發、離心分離、熱風干燥等工序來制成成品。這些方法在原料溶解及蒸發工序都需要消耗大量的蒸汽，其費用約占生產成本的50%。

我國紅礬鈉年生產總量約為50萬噸，其生產工藝大多采用硫酸法生產工藝，該工藝副產芒硝約40萬噸。由于副產的芒硝中含有少量的六價鉻，因此限制了它的應用。過去有人曾試圖將芒硝溶解除鉻蒸發后制元明粉，因成本高于由天然芒硝制得的產品，而未能實現工業化生產。目前，我國鉻鹽廠含鉻芒硝的處理方法總體上包括三種：其一，高溫碳還原制硫化堿，該方法存在能耗高、運輸困難或給其它環境造成二次污染等問題或隱患；其二，用于生產鉻粉，但是用量較少；其三，用于生產硫酸氫鈉，因其含有少量的鉻，只能生產低端產品，限制了它的應用。

四川省銀河化學股份有限公司是我國最大的鉻鹽生產基地，擁有年產10萬噸紅礬鈉的生產能力，綜合副產含鉻芒硝約為8萬噸。因此，急需一種低成本且有效地回收利用含鉻芒硝的方法。

發明內容

鑒于上述現有技術狀況，本發明的發明人對于含鉻芒硝的有效回收利用進行了廣泛而又深入的研究，以期開發一種工藝簡單、能耗低、環境友好的回收利用含鉻芒硝的工藝。結果發現，通過將含鉻芒硝先在水存在下濕磨制成含水漿液，然后酸化還原得到硫酸鈉的飽和或過飽和水溶液、攪拌結晶、洗滌晶體和重結晶，可得到鉻含量大大降低的元明粉，而且產率高。該工藝的濕磨制漿無需加熱，而且結晶工序也無需加熱蒸發，因此大大降低了能耗，蒸發工序的免除使得設備投資小，生產成本大幅降低；而且，如此制備的元明粉的收率和純度高，可達到99.00-99.90wt％，鉻含量以重量計不超過5ppm。本發明人正是基于上述發現完成了本發明。

因此，本發明的目的是提供一種由含鉻芒硝精制元明粉的方法，該方法通過將含鉻芒硝在水存在下濕磨制成含水漿液，然后酸化還原六價鉻得到硫酸鈉的飽和或過飽和水溶液，最后攪拌結晶、用硫酸鈉飽和溶液洗滌晶體和重結晶，該工藝不僅無需額外加熱，能耗低，而且得到的元明粉品質高，硫酸鈉的含量可達到99.00-99.90wt％，鉻含量以重量計不超過5ppm，此外元明粉的產率也高。

實現本發明上述目的的技術方案可以概括如下：

1.一種由含鉻芒硝精制元明粉的方法，包括如下步驟：

a)將含鉻芒硝在水存在下研磨制成含水漿液；

b)將步驟a)得到的含水漿液用硫酸調節pH至1-3，優選為2-3，然后加入亞硫酸鈉以將所述含水漿液中的六價鉻還原為三價鉻，得到硫酸鈉的飽和或過飽和水溶液；

c)將步驟b)得到的還原后的飽和或過飽和水溶液在攪拌下結晶，優選該結晶在無外部主動除熱的條件下自然冷卻進行；

d)濾出步驟c)得到的晶體；

e)用飽和硫酸鈉水溶液洗滌步驟d)中得到的晶體；以及

f)將步驟e)中得到的經洗滌的晶體用飽和中性硫酸鈉水溶液重結晶，得到元明粉。

2.如第1項的方法，其中將步驟d)中濾出晶體后得到的母液用氫氧化鈉調節pH至中性，濾出由此產生的沉淀，得到潔凈的飽和硫酸鈉水溶液。

3.如第2項的方法，其中過濾分為兩道工序，先用全自動板框壓濾機過濾，后用高分子納米管過濾機進行過濾。

4．如第2或3項的方法，其中將濾出沉淀之后得到的濾液用作步驟e)和/或步驟f)的飽和硫酸鈉水溶液。

5.如第1-4項中任一項的方法，其中含鉻芒硝為下列含鉻芒硝中的一種或多種：來源于鉻鹽工業硫酸酸化法制紅礬鈉工藝中的含鉻芒硝副產品，硫酸法制鉻酐工藝中的副產品—酸泥—經過中和后得到的含鉻芒硝以及其它工業獲得的含鉻芒硝；優選的是，含鉻芒硝基于其總重量包含：

i)70-97wt%的硫酸鈉，

ii)2-29wt%的水，和

iii)0.01-1.0wt%的以紅礬鈉計的六價鉻。

6.如第1-5項中任一項的方法，其中在步驟a)中，研磨后的含鉻芒硝的粒度為100-350目，優選為120-150目。