[發(fā)明專利]一種動靜組合攪拌系統(tǒng)及鉻鐵礦液相氧化制備鉻鹽的工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911292396.0
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110947319B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 全學軍;李綱;秦險峰;封承飛;邱發(fā)成;羅華政;唐小余
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶理工大學
• 主分類號: B01F7/18
• 分類號: B01F7/18;C01G37/02;C01F11/46;C01B33/26;C01B39/02
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 馮亮

本發(fā)明公開了一種動靜組合攪拌系統(tǒng)，包括攪拌器，還包括與所述攪拌器的攪拌軸平行設置的多個靜態(tài)攪拌槳，多個所述靜態(tài)攪拌槳圍繞攪拌軸設置，所述攪拌軸的底部安裝有攪拌槳葉。另外，本發(fā)明還公開了采用該動靜組合攪拌系統(tǒng)進行鉻鐵礦液相氧化制備鉻鹽的工藝。本發(fā)明提出了一條鉻鐵礦液相氧化法制備鉻鹽的新工藝路線，創(chuàng)新性地解決了鉻鐵礦浸出過程的固液分離、高堿介質(zhì)中鉻鹽的分離，以及中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為系列鉻鹽的關(guān)鍵工藝問題，具有很大的工業(yè)應用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于濕法冶金及多相攪拌反應技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種動靜組合攪拌系統(tǒng)及鉻鐵礦液相氧化制備鉻鹽的工藝。

背景技術(shù)

鉻鹽是重要的無機化工產(chǎn)品，我國是鉻鹽生產(chǎn)第一大國，年產(chǎn)已達40萬噸。傳統(tǒng)鉻鹽生產(chǎn)工藝，特別是有鈣焙燒技術(shù)，由于資源利用率低、產(chǎn)生大量含Cr(VI)的有毒鉻渣，已被全面淘汰。目前，鉻鹽行業(yè)普遍采用的是無鈣焙燒工藝，雖然產(chǎn)生的鉻渣量大幅減少，但仍然未能徹底解決鉻渣的污染問題。為此，鉻鹽清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)的研發(fā)引起了各界的高度重視，其中鉻鐵礦液相氧化法，又稱鉻鐵礦堿性浸出法，被認為是很具有工業(yè)化應用前景的清潔工藝。

CN201010146648中提出一種鉻鐵礦堿浸生產(chǎn)鉻酸鈉的方法，是目前比較完備的鉻鐵礦清潔生產(chǎn)工藝，但是該工藝的不足之處是堿浸過程中反應溫度較高(180℃～320℃)；浸出后采用先用大量水稀釋然后再固液分離的方式，這大大稀釋了未反應堿的濃度，嚴重影響了堿在浸礦中循環(huán)使用；使用氧化鈣除鋁造成含鈣廢渣的堆積，環(huán)境污染問題嚴重；從鉻/堿中分離出的鉻酸鈉粗產(chǎn)品采用蒸發(fā)結(jié)晶工藝不易得到純凈產(chǎn)品，同時耗能耗時。在實際鉻鹽生產(chǎn)應用中還存在以下主要技術(shù)問題：(1)高濃度堿與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的鉻鐵礦形成的反應體系復雜，導致過程中鉻的轉(zhuǎn)化效率較低，需要對反應體系中的傳質(zhì)過程加以強化；(2)為達到高效的鉻轉(zhuǎn)化率，堿用量極大，后期回收困難且流程復雜；(3)堿浸液堿濃度大，而反應渣粒度小，致固液分離困難；(4)浸出液中鉻鹽與堿的分離困難，所得鉻鹽含堿量大，后期純化過程復雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種動靜組合攪拌系統(tǒng)及鉻鐵礦液相氧化制備鉻鹽的工藝。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，設計合理。在攪拌器的攪拌作用下，攪拌槽內(nèi)的反應流體旋轉(zhuǎn)流動混合，在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時會形成一個以攪拌軸為中心的旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體的形成不利于流體內(nèi)部各組分的混合，本發(fā)明通過設置多個靜態(tài)攪拌槳，原來穩(wěn)定的流體旋轉(zhuǎn)體受到阻礙，破壞了原有的穩(wěn)定流場的對稱性，從而使流體回轉(zhuǎn)、分流，造成流體界面失穩(wěn)，從而實現(xiàn)了流場中流體混合過程的調(diào)控，達到了強化流體混合傳質(zhì)的目的。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種利用動靜組合攪拌系統(tǒng)進行鉻鐵礦液相氧化制備鉻鹽的工藝，其特征在于，包括：

將鉻鐵礦、氫氧化鈉和水加入安裝有動靜組合攪拌系統(tǒng)的高壓反應釜內(nèi)，在攪拌條件下向高壓反應釜內(nèi)通入氧氣進行液相氧化反應，反應結(jié)束后泄壓冷卻，然后將高壓反應釜內(nèi)物料轉(zhuǎn)移至恒溫箱內(nèi)保溫沉降，對保溫沉降后的物料進行固液分離，得到上清液和反應渣；

將所述反應渣經(jīng)逆流洗滌后分離，得到洗渣液和鐵渣；

向所述上清液中加入氫氧化鋇進行沉淀反應，反應結(jié)束后分離得到鉻酸鋇沉淀A和含鋁的堿液B；

向所述洗渣液中加入氫氧化鋇進行沉淀反應，反應結(jié)束后分離得到鉻酸鋇沉淀C和含鋁的堿液D；

將所述鉻酸鋇沉淀A和鉻酸鋇沉淀C用鹽酸溶解，然后加入還原劑，還原反應得到氯化鉻和氯化鋇的混合溶液，調(diào)節(jié)所述混合溶液的pH值，使鉻以氫氧化鉻的形式完全沉淀，固液分離得到氫氧化鉻產(chǎn)品。

上述的一種利用動靜組合攪拌系統(tǒng)進行鉻鐵礦液相氧化制備鉻鹽的工藝，其特征在于，所述動靜組合攪拌系統(tǒng)包括攪拌器，還包括與所述攪拌器的攪拌軸平行設置的多個靜態(tài)攪拌槳，多個所述靜態(tài)攪拌槳圍繞攪拌軸設置，所述攪拌軸的底部安裝有攪拌槳葉。