[发明专利]一种用于浸出铬铁矿中金属元素的浸出体系及浸出方法

说明书

本发明公开一种用于浸出铬铁矿中金属元素的浸出体系及浸出方法，浸出体系由氧化剂和浸出剂混合而成；所述氧化剂为无机强氧化剂，所述浸出剂为无机酸溶液；浸出方法为利用上述用于浸出铬铁矿中金属元素的浸出体系来浸出铬铁矿中金属元素；包括如下步骤：铬铁矿的研磨、矿石细粉的筛选、铬铁矿的浸出、浸出剂的回收、沉淀物的溶解以及固液分离，得到澄清的浸出液，即完成了铬铁矿中金属元素的浸出。本发明通过对铬铁矿磨矿、筛选、浸出、浸出剂回收、沉淀物溶解和固液分离得到浸出液，具有工艺简单、能耗低、浸出速率快、浸出彻底、元素浸出选择性好且经济环保等优点。

技术领域

本发明涉及铬铁矿中金属元素分离技术领域。具体地说是一种用于浸出铬铁矿中金属元素的浸出体系及浸出方法。

背景技术

铬是非常重要的战略资源，被广泛应用于合金、颜料和耐火材料等各行各业。铬元素的主要来源是铬铁矿，但是铬铁矿的尖晶石结构使得它非常稳定，很难被破坏。常用的钠化焙烧法等火法会导致能源消耗大和环境污染严重等问题，因此通过湿法处理来解决铬铁矿这一关键技术问题获得了很大的关注。

公开号为CN109748321A的专利公开了一种酸溶铬铁矿氧化制铬酸钠方法，该方法在铬铁矿中加入盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸，再升温氧化变为六价铬，再通过沉淀法去除杂质，获得铬酸钠产品。但是该工艺反应温度高，有较大的能量消耗，且产生的六价铬也对环境有污染，未能解决钠化焙烧法的缺陷。公开号为CN111620370A的专利公开一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法，该方法是在铬铁矿中，加入浓硫酸，同时加入适量氧化催化剂，浸出过程辅以电场，反应一段时间后，变可得到硫酸铬，但是该工艺依旧存在消耗大量电能的问题。中国科学院过程工程研究所提出的公开号为CN101817561A和CN104341004A的专利分别将铬铁矿与NaOH和KOH水溶液在高压釜内搅拌混合并通入氧化性气体,加热升压,反应指定的时间后，再经过纯化工序便可获得铬酸钠和铬酸钾产品，但是该工艺在高压下进行，且产品还是六价铬，依旧存在能耗和环境污染问题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种工艺简单、能耗低、浸出速率快、浸出彻底、元素浸出选择性好且经济环保的的用于浸出铬铁矿中金属元素的浸出体系及浸出方法，以解决现有技术从铬铁矿中获取铬产品具有反应温度高、能耗大、污染环境等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种用于浸出铬铁矿中金属元素的浸出体系，由氧化剂和浸出剂混合而成；所述氧化剂为无机强氧化剂，所述浸出剂为无机酸溶液。

上述用于浸出铬铁矿中金属元素的浸出体系，所述无机酸溶液中无机酸的质量分数为30～90wt％；所述无机强氧化剂与所述无机酸的质量之比为(1～4):(20～100)。若用于浸出铬铁矿中金属元素的浸出体系中无机酸溶液的用量过少或者无机酸溶液中无机酸的质量分数过低，则不足以完全分解铬铁矿；但若无机酸溶液的用量过多或其质量分数过高，则会造成无机酸的浪费。

上述用于浸出铬铁矿中金属元素的浸出体系，所述无机酸为硫酸、盐酸或硝酸；或者所述无机酸为硫酸、盐酸或硝酸中任意两种的混合；或者所述无机酸由硫酸、盐酸和硝酸混合而成。硫酸、盐酸和硝酸等无机酸溶液可释放氢离子，无机酸溶液具有破坏畸化铬铁矿尖晶石结构中金属元素与氧元素间共价键的能力。硫酸、盐酸和硝酸这三种无机酸价格低廉，适合工业生产，能够与无机强氧化剂协同配合，实现对铬铁矿中铬和铁的浸出。如果选择其他无机酸不但价格昂贵使得投入成本增加，而且与无机强氧化剂配合效果也不如硫酸、盐酸和硝酸这三种无机酸。

上述用于浸出铬铁矿中金属元素的浸出体系，所述无机强氧化剂的氧化性强于三价铁或六价铬。无机强氧化剂的氧化能力必须大于氧化产物的氧化能力。铬铁矿中含有二价铁和三价铬，本发明利用氧化剂将二价铁和/或三价铬氧化，使得它们的离子半径改变，进而使得铬铁矿晶格畸化，破坏其稳定性，从而使无机酸中的氢离子进攻它们的共价键，最终实现铁、铬的浸出。