[發(fā)明專(zhuān)利]一種鉻鐵礦浸出提鉻的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310719091.X
• 申請(qǐng)日: 2013-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104726705A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜浩;彭中;劉龍杰;陳剛;李猛;王曉輝;李蘭杰;鄭詩(shī)禮;張懿
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C22B3/12
• 分類(lèi)號(hào): C22B3/12;C22B34/32
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鉻鐵礦濕法冶金與鉻化工領(lǐng)域，尤其涉及一種氫氧化鉀、碳酸鉀、鋁酸鉀混合溶液中鉻鐵礦加壓浸出提鉻的方法。

背景技術(shù)

鉻鐵礦是一種尖晶石構(gòu)型的礦物，是目前唯一可供開(kāi)采的鉻礦石。鉻鐵礦主要成分為鐵、鎂和鉻的氧化物，通式可表示為(Fe,Mg)Cr₂O₄。鉻鹽是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品之一，是重要的化工-輕工-高級(jí)合金材料的基礎(chǔ)原料，中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的工業(yè)產(chǎn)品約10%與鉻鹽有關(guān)。

目前，以鉻鐵礦為原料生產(chǎn)鉻鹽產(chǎn)品的方法主要有鈣焙燒法和無(wú)鈣焙燒法。我國(guó)鉻化工現(xiàn)行生產(chǎn)工藝技術(shù)落后，目前大多數(shù)企業(yè)采用傳統(tǒng)的有鈣鈉化焙燒工藝，該工藝鉻轉(zhuǎn)化率低，反應(yīng)溫度高、鉻渣多，污染嚴(yán)重，六價(jià)鉻以強(qiáng)致癌性鉻酸鈣形式賦存。嚴(yán)重污染水體、土壤和大氣，威脅人身安全和健康，已成為社會(huì)廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)，引起國(guó)家的高度重視。鉻渣污染是久攻不破的環(huán)保難題，優(yōu)化傳統(tǒng)工藝的無(wú)鈣焙燒技術(shù)鉻浸出率高、排渣少、但設(shè)備投資大，焙燒過(guò)程爐體結(jié)圈嚴(yán)重，工業(yè)化實(shí)施普及困難。

CN1418823A、CN102275992A、CN85102681、CN1579947、CN101066779、CN102643977A、CN85100396等分別對(duì)有鈣焙燒或無(wú)鈣化焙燒工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，一定程度上提高了鉻轉(zhuǎn)化率同時(shí)減少鉻渣排放，但以上工藝的焙燒原理、操作過(guò)程及操作溫度與傳統(tǒng)工藝基本相同，反應(yīng)溫度依然很高，能耗大，且僅能部分降低而非從本質(zhì)上解決鉻渣污染問(wèn)題。

近年來(lái)，中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所對(duì)鉻鹽的液相法清潔生產(chǎn)工藝做了大量研究，開(kāi)發(fā)了亞熔鹽法及熔鹽法系列鉻鹽清潔生產(chǎn)工藝。US7968066B2利用KOH熔鹽液相氧化分解鉻鐵礦，轉(zhuǎn)化率高，排渣量小，且反應(yīng)溫度在250～400℃，目前該工藝已建成萬(wàn)噸級(jí)示范工程。但其堿液循環(huán)蒸發(fā)濃縮過(guò)程能耗較大。

還有CN101659444及CN101481144提出了在體系中添加催化劑的作用下生產(chǎn)鉻酸鉀，鉻鐵礦在NaOH-NaNO₃-H₂O或KOH-KNO₃-H₂O介質(zhì)中與氧化性氣體反應(yīng)，硝酸根作為催化介質(zhì)，在反應(yīng)中不被消耗；反應(yīng)后得到堿液、鉻酸鈉（鉀）及鐵渣的混合反應(yīng)產(chǎn)物。經(jīng)混合反應(yīng)產(chǎn)物的浸取，液固分離，蒸發(fā)冷卻結(jié)晶得到鉻酸鈉（鉀），經(jīng)過(guò)淋洗與干燥后，最終得到合格的鉻酸鈉（鉀）產(chǎn)品；結(jié)晶母液與堿液一起進(jìn)行循環(huán)。該方法鉻轉(zhuǎn)化率大于99％，渣中含鉻率小于0.5％。但該法向體系中引入NaNO₃，使后續(xù)分離復(fù)雜化。

CN101817561A公開(kāi)了一種鉻鐵礦加壓浸出清潔生產(chǎn)鉻酸鈉的方法。該方法是鉻鐵礦在NaOH溶液中與氧化性氣體進(jìn)行加熱氧化反應(yīng)；反應(yīng)完后的液體經(jīng)稀釋固液分離后向液體中加入氧化鈣除雜，得到的除雜溶液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到鉻酸鈉晶體與結(jié)晶母液，固液分離后鉻酸鈉晶體用飽和鉻酸鈉溶液淋洗，經(jīng)干燥后即可得到合格的鉻酸鈉產(chǎn)品。該法反應(yīng)體系成分簡(jiǎn)單，體系中未引入難分離相，有利于鉻酸鈉的高效分離。但該法壓力高，設(shè)備投資大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種根據(jù)亞熔鹽性質(zhì)和鉻鐵礦礦物特性，對(duì)鉻鐵礦進(jìn)行加壓浸出提鉻的方法，所述方法的成本低、提取率高且條件溫和。

本發(fā)明的原理是鉻鐵礦在200L高壓釜中，與一定濃度的氫氧化鉀、碳酸鉀、偏鋁酸鉀混合溶液中與氧化性氣體在200℃～300℃發(fā)生反應(yīng)，使三價(jià)鉻被氧化成六價(jià)鉻生成鉻酸鉀進(jìn)入溶液，其中涉及的反應(yīng)有：

FeO·Cr₂O₃+4KOH+7/2O₂→1/2Fe₂O₃+2K₂CrO₄+2H₂O

MgO·Cr₂O₃+4KOH+3/2O₂→MgO+2K₂CrO₄+2H₂O

Cr₂O₃+4KOH+3/2O₂→2K₂CrO₄+2H₂O

為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種鉻鐵礦加壓浸出提鉻的方法，包括如下步驟：