碳素铬铁液相法制铬酸盐工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种碳素铬铁液相法制铬酸盐工艺，属于以冶金产品为原料生产铬盐化工产品的技术领域，改变了原有的以铬铁矿为原料焙烧法生产铬酸盐工艺，特别适合现有的铬酸盐企业扩建、改建铬酸盐生产以及新建铬酸盐企业。
【背景技术】
[0002]铬酸盐是工业产品生产的重要原料和中间体，国民经济百分之十的产品会用到铬酸盐产品，随着科技经济的发展，铬盐产品的应用十分广泛，应用于化工、冶金、电镀、金属处理、木材、陶瓷、纺织、印染、颜料、染料、造纸、国防等领域。
[0003]铬盐产品的应用历史悠久，我国是铬盐生产和应用的鼻祖，早在春秋战国、秦汉时期已发明了铬盐的生产并得到了很好的应用，从出土的青铜宝剑表面镀了一层10微米的铬氧化物可知，我国的铬盐生产技术远远早于西方国家，中国人有智慧能力研究发明比国外更先进的铬盐生产技术，改变现有铬盐生产格局。
[0004]原有的铬酸盐生产方法主要采用有钙焙烧和无钙焙烧工艺，以铬铁矿为原料加以助剂纯碱、白云石、碳酸钙等原料，经1200°C高温焙烧以后，在经过水浸、去杂、过滤、蒸发结晶、干燥，制得铬酸盐产品。该方法投入大，耗能高，原料利用率低，成本高，生产中产生大量的废渣、废气、废水等有害物质处理难，对环境和人类产生巨大的危害。
[0005]甘肃锦世化工有限公司发明的“由铬铁矿经无钙焙烧生产铬酸钠的方法”，申请号:200710017747.8 ;公告号:CN101045559 ;公开日:2007.10.03，该工艺虽然采用了无钙焙烧，但存在着原料利用率低，耗能高、污染大，产生的含铬废渣处理的问题。
[0006]天津派森科技有限责任公司发明的“碳素铬铁水热氧化制备重铬酸的碱金属盐的方法”，专利申请号:PCT / CN2010 / 078336，公告号:W00212058801A1，公告日:2012年5月23日，该工艺以铬铁为原料加入高纯氧气和碱溶液，经高温液相氧化制取铬盐。工艺存在以下问题；1.高纯氧用量大，价格昂贵，铬铁、碱等原料成本太高，严重影响企业利润。2.工艺需要不断加入氧气、氧与反应物容易间断，影响反应速度。3高压反应釜、大型储氧罐等设备投资大，存在安全隐患。4.工艺中产生的含六价铬铁铬渣用水洗很难去除干净，容易产生二次污染，无法综合利用。
[0007]因此，已有铬酸盐生产技术由于生产成本高，原料没有充分利用，利润低，生产中产生的含六价铬废渣没有科学地处理和利用，容易对环境产生危害。现在迫切需要一种生产效率高，节能环保的新技术好方法。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于清洁节能生产高品质铬酸盐及副产品，保护环境和资源，促进经济和社会发展。
[0009]本发明的目的是通过如下措施到达:
[0010]一种碳素铬铁液相法制铬酸盐工艺，其特征在于:将铬铁磨成细粉，加酸溶解铬铁，加入特种物质加温氧化，将三价铬氧化成六价铬，制成铬酸盐产品及草酸亚铁、金属硅、碳和氢气产品，步骤如下:
[0011]1.将铬铁(高碳铬铁、中碳铬铁、低碳铬铁)磨成100目以上细粉(或者取碳素铬铁冶炼熔融100目以上细粉)，放入反应釜中，加入足量的酸，充分搅拌，反应溶解，使金属铬铁生成离子(Cr3+、Fe2+)，并收集氢气得到氢气产品，加入水使可溶物质变为离子，得到含Cr3+、Fe2+溶液，溶液中沉淀物为Si，悬浮物为C，将溶液分别过滤，得滤液和滤渣；
[0012]2.滤渣经洗涤，分离，干燥，制得产品金属Si和C ;
[0013]3.滤液中加入草酸使Fe2+完全沉淀为FeC2O4，过滤、洗涤、结晶、干燥，制得产品FeC2O4 ；
[0014]4.滤液中加入福美钠或硫化物，除去其它微量的金属离子，过滤得含Cr3+滤液；
[0015]5.含Cr3+滤液中加入碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化物、氨水，使Cr3+完全沉淀为Cr(OH)3，过滤、洗涤、结晶、干燥，制得产品氢氧化铬。Cr(OH)3中加入特种反映物质:过碳酸盐(X2CO4)、过硫酸盐(X2S2O8)、双氧水(H2O2)、氧气(02)、过氧化盐(X202)、高锰酸盐(XMnO4)、次氯酸盐(XC1)、碳酸盐(X2CO3)、碱(XOH)，搅拌加热氧化反应，使溶液中Cr3+氧化为Cr6+，制得铬酸盐溶液(Cr042_)或重铬酸盐溶液Cr2072_ ；
[0016]6.含Cr3+滤液中加入特种反应物质:过碳酸盐(X2CO4)、过硫酸盐(X2S2O8)、双氧水(H2O2)、氧气(O2)、过氧化盐(X2O2)、高锰酸盐(XMnO4)、次氯酸盐(XC1)、碳酸盐(X2CO3)、碱(XOH)，搅拌加热氧化反应，使溶液中Cr3+氧化为Cr6+，制得铬酸盐溶液((；042_)或重铬酸盐溶液 Cr2O72-；
[0017]7.将铬酸盐溶液(Cr042_)或重铬酸盐溶液(Cr2072_)，蒸发结晶，分离，干燥，制得产品铬酸盐或重铬酸盐；
[0018]8.铬酸盐溶液(Cr042_)中加入酸酸化(硫酸法、碳化法、电解法)使铬酸盐溶液(CrO42O完全生成重铬酸盐溶液(Cr2O72O，蒸发结晶、分离、干燥，制得产品重铬酸盐。
[0019]为了更好地使该项发明技术尽快地应用于铬酸盐的工业化生产中，已于2013年元月28日进行试验。
【具体实施方式】
[0020]1.取 20kg 铬铁(铬:49%，铁:36.%，碳:8%，硅 7% )，磨细 100 目，放入 100L 反应爸中，加入40kg硫酸,搅拌1.5小时,并收集氢气,观察反应完全后,制得氢气0.8kg,加入水搅拌10分钟，过滤，得滤液和滤渣，滤渣经洗涤，分离，干燥，制得产品金属S1:1.4kg和C: 1.6kg。
[0021]2.滤液中加入草酸15kg，使Fe2+完全沉淀为FeC2O4，过滤、洗涤、结晶、干燥，制得产品 FeC2O418kg。
[0022]3.滤液中加入过氧化钠20kg，过硫酸钠10kg，碳酸钠20kg，搅拌升温，使溶液中Cr3+氧化为Cr6+，制得铬酸盐溶液(Cr042_)。
[0023]4.铬酸盐溶液(CrO广)中加入硫酸酸化，蒸发结晶，分离，干燥，制得产品重铬酸钠 24kg。
[0024]实践证明该发明工艺先进，无需高温高压反应釜，常温即可制取高纯铬酸盐产品，制取铬酸盐速度快，铬铁及原材料利用率100 %，铬铁中所有物质成分和反应物质全部转化为高品质高价值的化工产品。生产过程中无废气、无废水、无废渣排放。具有很好的实用性、可行性，有良好的经济效益、环境效益和社会效益。
【主权项】
1.一种碳素铬铁液相法制铬酸盐工艺，其特征在于:将铬铁磨成细粉，加酸溶解铬铁，加入特种物质加温氧化，将三价铬氧化成六价铬，制成铬酸盐产品及草酸亚铁、金属硅、碳和氢气产品，步骤如下:.1.将络铁(闻碳络铁、中碳络铁、低碳络铁)磨成100目以上细粉(或者取碳素络铁冶炼熔融100目以上细粉)，放入反应釜中，加入足量的酸，充分搅拌，反应溶解，使金属铬铁生成离子(Cr'Fe2+)，并收集氢气得到氢气产品，加入水使可溶物质变为离子，得到含Cr3+、Fe2+溶液，溶液中沉淀物为Si，悬浮物为C，将溶液分别过滤，得滤液和滤渣；. 2.滤渣经洗漆，分离，干燥，制得产品金属SUPC;. 3.滤液中加入草酸使Fe2+完全沉淀为FeC2O4,过滤、洗涤、结晶、干燥，制得产品FeC2O4；.4.滤液中加入福美钠或硫化物，除去其它微量的金属离子，过滤得含Cr3+滤液；. 5.含Cr3+滤液中加入碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化物、氨水，使Cr3+完全沉淀为Cr(OH) 3，过滤、洗涤、结晶、干燥，制得产品氢氧化铬。Cr(OH)3中加入特种反映物质:过碳酸盐(X2CO4)、过硫酸盐(X2S2O8)、双氧水(H2O2)、氧气(O2)、过氧化盐(X2O2)、高猛酸盐(XMnO4)、次氯酸盐(XC1)、碳酸盐(X2CO3)、碱(XOH)，搅拌加热氧化反应，使溶液中Cr3+氧化为Cr6+，制得铬酸盐溶液(CrO42O或重铬酸盐溶液Cr2O72-；. 6.含Cr3+滤液中加入特种反应物质:过碳酸盐(X2C04)、过硫酸盐(X2S208)、双氧水(H2O2)、氧气(O2)、过氧化盐(X2O2)、高锰酸盐(XMnO4)、次氯酸盐(XC1)、碳酸盐(X2CO3)、碱(XOH)，搅拌加热氧化反应，使溶液中Cr3+氧化为Cr6+，制得铬酸盐溶液(Cr042_)或重铬酸盐溶液 Cr2O72-；. 7.将铬酸盐溶液(Cr042_)或重铬酸盐溶液(Cr2O72O，蒸发结晶，分离，干燥，制得产品铬酸盐或重铬酸盐；. 8.铬酸盐溶液(CrO广)中加入酸酸化(硫酸法、碳化法、电解法)使铬酸盐溶液((；042_)完全生成重铬酸盐溶液(Cr2O72O，蒸发结晶、分离、干燥，制得产品重铬酸盐。
【专利摘要】本发明涉及一种碳素铬铁液相法制铬酸盐工艺，以碳素铬铁为原料，在常压反应釜中(不需高温高压反应容器或高温高压)，加入特种反应物质，将铬铁中的金属铬直接转化为六价铬，制取高纯铬酸盐产品，铬铁中的铁制取高纯铁氧化物，铬铁中的硅和碳制取高纯金属硅和高纯碳，其它反应物质转化为高纯化工产品。整个工艺流程，生产高效，节能环保，无废渣、无废气、无废水排放。符合现代绿色经济发展的要求。具有很好的企业经济效益、环境效益和社会效益。
【IPC分类】C07C51-41, C01G37-14, C01B33-037, C01B3-50, C01B31-02, C07C55-07
【公开号】CN104556228
【申请号】CN201310485643
【发明人】唐翔
【申请人】唐翔
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月10日