[其他]铬酸盐的制造方法

说明书

本发明属于铬矿加工工艺。进一步说是一种由铬铁矿制取铬酸盐的方法。

众所周知，目前工业上由铬铁矿制取重铬酸钠是将铬铁矿配加适量碱和大量钙质填料，在回转窑中，在含氧气氛下，1100℃以上焙烧，炉料冷却后，浸取过滤，浸液经后处理得到重铬酸钠，浸渣部分返回焙烧，部分排放。这种传统的生产方法最大缺点是，填料消耗大，约2吨填料/吨产品，排渣量大，约3吨渣/吨产品，渣含Cr⁶⁺甚至高达2～3%（包括水溶及酸溶Cr⁶⁺，依Cr₂O₃计，以下同），污染严重。

为克服传统法的上述缺点，各国相继进行了无钙焙烧加工铬铁矿的研究。例如，美国专利3816095，3816096，3852059（1974）将予氧化的铬铁矿同纯碱和返渣混匀，造球烘干，在床窑中氧化焙烧。西德专利2557403，2607131（1977），通过加入SiO₂或Al₂O₃，控制铬铁矿的SiO₂/Al₂O₃摩尔比，再同纯碱，返渣混匀焙烧。美国专利4162295（1979），4244925（1981），控制炉料的Cr/Al，采用两次焙烧中性浸取。日本特许39200（1976），用铬铁矿、烧碱同菱镁矿焙烧。日本公开特许5327，92122（1981），将铬铁矿与纯碱及返渣混合焙烧。另有不少专利介绍不用任何填料采取多次焙烧浸取法。但是上述方法存在的主要问题是未解决浸渣中Si、Al积累问题，致使随返渣循环焙烧次数的增加，浸液中Si、Al含量明显增大，加大了后处理工序的难度，难以连续化生产。而单纯用菱镁矿或氧化铁或黄铁矿渣做填料，填料耗量和排渣量无显著下降，对比传统法其优越性不明显。另外上述方法均未有效地解决Cr⁶⁺污染严重的问题。所以无钙焙烧法仍需进一步研究。

本发明提供一种加工铬铁矿的方法，既能解决浸渣中Si、Al积累问题，又能明显降低填料消耗和排渣量，同时又可有效地解决Cr⁶⁺污染的严重问题。

本发明分析了以前采用的无钙填料，没有明显降低填料消耗和排渣量，没有解决返渣中Si、Al积累问题的原因，是其返渣没有采取适当的分选措施，而且以前所选用的无钙填料也不适宜分选。本发明首先考虑到要选择一种适宜的惰性无钙填料，既有利于焙烧，又易于进行分选。为此本发明进行了大量的物相分析和研究，发现：在一定条件下，铬铁矿中的杂质Mg、Fe、Al能生成镁铁矿，Mg（Fe、Al）₂O₄，即铁镁酸同尖晶石的固溶体。镁铁矿的比重、磁性、酸溶性同渣中Si、Al杂质明显不同。这一发现亦就同时提供了至少三种对浸渣进行分选的方法。

本发明对无钙焙烧时Si、Al的变化规律及Cr⁶⁺污染的原因进行了研究。结合物相分析，证明在使用纯碱无钙焙烧情况下，生成的唯一酸溶性Cr⁶⁺化合物是铬黝方石，6NaAlSiO₄·（Na₂CrO₄）控制反应条件可以减少甚至完全避免其生成，使酸溶Cr⁶⁺降至0.1%以下，这微量的酸溶Cr⁶⁺易被还原解毒。

综合以上结果，不难找到一条既能保持铬氧化率高和碱利用率高，又能显著降低填料消耗和排渣量，解决返渣中Si、Al积累问题，同时又容易解决Cr⁶⁺污染的工艺路线。

本发明的要点是，铬铁矿同1～3倍的镁铁矿和理论量的60～140%的纯碱混匀，在马福炉或回转窑中在氧化气氛下，于1000℃～1200℃焙烧30～360分钟，焙烧后的熟料冷却、水浸、过滤，浸液经后处理得到产品，浸渣用4N以下的稀硫酸或盐酸或硝酸或稀废酸，最好是用2.5N含Fe²⁺的稀或稀废硫酸或盐酸或硝酸进行酸选，或者用重力选矿机械如水力旋流器进行重选，或者用磁选机械如电磁铁或磁铁进行磁选，经上述任一方法分选后的残渣或残液不含或几乎不含Cr⁶⁺，易解毒排放或直接排放，富集部分主要为镁铁矿和未反应的铬铁矿，将其返回焙烧工序做填料使用，不需再另外补加新填料。

本发明亦可采用多次焙烧，例如第一次不用任何填料，铬铁矿同理设量30～60%的纯碱在900～1100℃焙烧60～240分钟，炉料冷却水浸，渣烘干，再以前述工艺进行第二次焙烧，浸洗及渣分选。