[发明专利]一种金属铬的生产方法

说明书

本发明公开了一种金属铬的生产方法，包括以下步骤：步骤一、将三氧化二铬与铝粉均匀混合，得到混合物料；步骤二、将电极插入冶炼炉内，然后将部分混合物料投入冶炼炉内；步骤三、对电极进行通电加热，使冶炼炉内温度迅速上升并进行铝热还原反应；步骤四、冶炼炉内达到指定冶炼温度后，将剩余部分混合物料投入冶炼炉内进行铝热还原反应，并恒定一定时间保证反应完全；步骤五、对电极进行断电，停止加热，并从冶炼炉内抽出电极；步骤六、对冶炼炉进行冷却、清渣、精整、破碎，得到金属铬产品。以电加热替代发热剂自热反应，可根据铝热反应情况以稳定反应条件，反应均匀性好，铝还原剂耗量降低20％,铬收率提高5％以上。

技术领域

本发明涉及一种金属铬的生产方法，特别涉及一种电铝热法生产金属铬的方法。

背景技术

金属铬被广泛应用于玻璃镀膜、钢铁合金、镀膜靶材、航天航空材料、蒸汽轮机等领域。目前金属铬的生产方法包括铝热法、电解法和碳还原法等。

电解法生产的产品纯度高，但电耗大，污染严重，生产成本高，且需要配套建设高温氢气脱氧装置才能满足要求，产品应用范围有限。

碳还原法需要特殊的高真空还原炉和复杂的高真空设备，单位产能小，反应耗时长，电耗高，不适宜大规模生产。

传统铝热法采用三氧化二铬、碱金属盐发热剂，反应完全靠自热，控制稳定性较差，铬收率为85-88％左右，同时碱金属盐发热剂会增加杂质的带入量并增加铝粉的耗量，影响产品质量，且碱金属盐最终进入冶炼渣中，严重影响了冶炼渣的附加值。专利申请号为“2012104266768”、“2014105285553”、“201710376145.5”等虽对加热方式进行优化创新，确保了反应条件的稳定，但仍采用了碱金属盐作为发热剂，影响金属铬产品质量和副产品价值，此外在进行铝热法制备的过程中，采用的原料三氧化二铬的纯度及洁净度对后端金属铬的纯度会产生重大的影响，在使用的三氧化二铬纯度或洁净度不高的情况下，制备的金属铬的纯度不高，且金属铬的转化率也不高。

发明内容

作为各种深入的研究和试验结果，本发明的发明人发现，传统铝热法冶炼金属铬采用了碱金属盐作为发热剂，而发热剂不仅会带入硅、铁等杂质，还会与铝粉发生反应，增加铝粉耗量。且自热反应属于无序放热，反应体系温度不受控制，反应均匀性较差，导致铬收率较低。取消加入发热剂，引入电加热方式，可以优化反应条件，提升铬收率，降低铝粉消耗，同时降低副产冶炼渣中碱金属盐含量，拓宽了冶炼渣的应用领域和使用价值。

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种金属铬的生产方法，包括以下步骤：

步骤一、将三氧化二铬与铝粉均匀混合，得到混合物料；

步骤二、将电极插入冶炼炉内，然后将部分混合物料投入冶炼炉内；

步骤三、对电极进行通电加热，使冶炼炉内温度迅速上升并进行铝热还原反应；

步骤四、冶炼炉内达到指定冶炼温度后，将剩余部分混合物料投入冶炼炉内进行铝热还原反应，并恒定一定时间保证反应完全；

步骤五、对电极进行断电，停止加热，并从冶炼炉内抽出电极；

步骤六、对冶炼炉进行冷却、清渣、精整、破碎，得到金属铬产品。

优选的是，所述步骤二中投入的部分混合物料占总投入混合物料的10％～50％。

优选的是，所述步骤四中，指定冶炼温度为1800℃～2500℃，恒定一定时间为20min～200min。

优选的是，所述步骤一中，将将三氧化二铬与铝粉均匀混合的方式为：将三氧化二铬、铝粉和乙醇加入聚四氟乙烯球磨罐中，加入球磨球置于行星球磨机上，进行球磨混料，然后烘干，得到混合物料。