铬渣综合利用的逆流循环分段浸取分离法制造技术

本发明专利技术是依据铬渣中主要组份的氢氧化物在不同酸度条件下溶解性的差异而达到的铬渣的彻底除毒和充分利用的目的。在工艺上采用多个浸取池串联出，多次还原除毒，与此同时还实现了渣中主要组份的自动富集分离。分离物经提纯后，可以分别制得轻质氧化镁，半水硫酸钙，三氧化二铬和三氧化二铝混料，最终的去毒渣还可作土壤改良剂，有显著的经济效益和环境效益。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于无机化工中的废渣处理方法。该方法是将铬渣用浸取液逐步分段浸取，在浸取过程中不仅实现了铬渣的彻底除毒，而且还将铬渣中的化合物逐一分段分离出来，达到综合利用铬渣的目的。铬渣对环境造成的污染，是一个长期困扰铬盐生产企业的难题。国内外对此都进行了广泛的研究，申请的专利较多，其技术核心是除去Cr6+离子。一种方法是用还原剂将Cr6+还原为Cr3+而达到铬渣去毒的目的，如《铬渣还原无毒提钙镁法》(中国专利、专利号85105628A)即是一例;另一种方法是将Cr6+转变为难溶性铬酸盐，不仅实现了铬渣的去毒，而且还提供了一种化工原料，如《铬渣除毒综合利用法》(中国专利，申请号89104693.3，公开号CN1038771A)又是一例。但是前一种方法由于氢氧化物混合胶体的生成，造成固液分离的困难，同时除毒不彻底，因此在工业生产中难于实施;而后一种方法虽然进行了再次除毒，但对除毒废渣中的残毒情况没有给出检测数据，如果除毒不彻底还会造成二次污染。同时上述两法对铬渣中的铁、铝、硅都没有进行分离利用，使它们又重新进入除毒的废渣中，而废渣中残留的低价铬又有重新生成六价铬的可能，从这个意义上讲，这两种放法对铬渣的分离和除毒都是不充分的。本专利技术的目的就是利用渣中的化合物在不同酸性环境中的溶解和沉淀平衡来实现自动富集和分离的，最终实现了钙、镁、铁、铝、铬、硅的分离，从而达到铬渣彻底除毒和综合利用的目的。本专利技术的方法是，首先将铬渣磨成50～80目的细粉，经分析渣中主要成份如下铬 (Cr2O3计) 3～7%其中水溶性六价铬(Cr2O3计) 0.5～0.6%酸溶性六价铬(Cr2O3计) 0.85～1%铁 (Fe2O3计) 10～13%铝 (Al2O3计) 5～7%硅 (SiO2计) 8～11%钙 (CaO计) 28～33%镁 (MgO计) 21～30.5%第一次浸取把铬渣倒入第一浸取池(见附图)中，将第二浸取池中浸取液注入第一浸取池，该浸取液主要是三价铝、铬、铁的盐酸溶液，PH＝3～5。在浸取时，鼓入空气搅动，经5小时后反应完毕，在静置3小时，上层清液的PH值已大于5，其化学反应为同理Fe3+、Al3+也分别生成Fe(OH)3↓和Al(OH)3↓。在这种化学环境中浸取液与渣发生化学反应，浸取液中的Cr3+、Fe3+、Al3+形成氢氧化物沉淀进入渣中，而渣中的六价铬及钙、镁进入浸取液中。这时上层清液中主要含Ca2+、Mg2+、Cr6+，然后把上层清液抽滤出来，把Cr6+还原为Cr3+，再提取钙镁的化合物。除毒向取出的上层清液中加入硫化碱，把Cr6+还原成为Cr3+生成氢氧化物沉淀，溶液中少量铁离子也以硫化铁的形式沉淀下来。将白云石经焙烧后的产物进行消化并配制成浓度为30%的消化乳(其组成为镁、钙的氢氧化物)。把这种消化乳加入上述溶液中，将PH值调整到6.5～7然后进行过滤，滤渣留下作进一步利用。所得滤液主要含钙、镁的氯化物再进行分离。镁的分离在上述滤液中，在不断搅拌的条件下，缓缓加入30%消化乳，控制PH＝8～8.5，反应完成后再搅拌一小时，然后过滤。这时滤液中镁几乎都生成了Mg(OH)2↓沉淀。而钙还保留在滤液中。将Mg(OH)2沉淀洗涤，精制、干燥、焙烧，最后得含量大于93%轻质氧化镁产品。钙的分离在分离镁后的溶液中，缓缓加入98%硫酸，这时Ca2+以CaSO4的形式沉淀下来，反应生成的盐酸将在后续工序中作为渣的浸取液加以利用。将沉淀过滤、洗涤、脱水、干燥，在170℃焙烧制得含量大于98%的半水硫酸钙。它可用于建材，装饰行业，也可作为无氯根的钾肥硫酸钾的原料。第二次浸取将第一次浸取后的渣，放入第二浸取池中，把第三浸取池中的浸取液注入第二浸取池，该浸取液主要是三价铁的盐酸盐溶液，PH＝3～5，用空气搅动，5小时反应完毕后，再静置3小时，此时上层清液的PH值几乎无变化。其化学反应为在这种化学环境中浸取液与渣发生化学反应，浸取液中的Fe3+形成氢氧化物沉淀进入渣中，而渣中的铝和铬的氢氧化物又以可溶性盐酸盐的形式进入浸取液中，这时渣中的酸溶性六价铬也部份溶出，进入浸取液中。除毒取出上述经富集后浸取液并向其中加入硫化碱，用回收盐酸调节PH＝3～3.2，这时Cr6+被还原成为Cr3+，浸取液中少量铁离子生成硫化铁的形式沉淀下来，过滤后滤渣留下供后续工序用。铝和铬的分离将上述滤液加入30%消化乳，调节PH＝5～5.5，生成三价铝和铬的氢氧化物沉淀，过滤，滤液返回第二浸取池，滤饼洗涤，干燥后得到铝、三价铬混合料，它可根据需要作磨料，催化剂或相应的盐。第三次浸取经过两次浸取后，渣的主要成份是铁的氢氧化物和氧化物，二氧化硅及酸不溶物，其中还有少量的酸溶性六价铬没有完全浸出。将两次浸取后的渣放入第三浸取池中，把第四浸取池中的浸取液注入第三浸取池，该浸取液是含有铁离子的稀盐酸溶液，PH值小于3，反应操作同前述。这时，浸取液与渣的反应主要为铁由渣中进入浸取液，也有少许酸溶性六价铬进入浸取液。除毒取出经富集的溶液，将第一次浸取除毒后的滤渣和第二次浸取除毒后的滤渣(其主要成份为铁的硫化物和三价铬氢氧化物)加入其中，再加回收酸调节PH＝2，这时少量六价铬被还原为Cr3+，滤渣中的铁和铬都进入溶液，不仅实现了进一步除毒，又回收了铬和铁。铁的分离用30%的消化乳将上述溶液的PH调节至3.2，这时铁以氢氧化物的形式沉淀下来，过滤、滤液返回第三浸取池中。将沉淀洗涤后于800～900℃焙烧，得到含量高于92%的Fe2O3，该产品可作颜料。第四次浸取经过连续三次浸取的渣，主要成份是SiO2酸不溶物，少量Fe2O3以及十分微量的末浸出的酸性六价袼。把这种渣放入第四浸取池中，注入从第五浸取池中取来的浸取液，该浸取液是含少量铁离子的稀盐酸，PH小于3它呈强酸性，可溶解少量Fe2O3，并进一步浸出酸溶性六价铬使之进入溶液。反应操作如前，过滤后滤液注入地三浸取池，滤渣进入第五浸取池，这次浸取不仅进一步回收铁，而且也是进一步除毒的过程。第五次浸取将在第一次浸取时钙分离工序过程中所产生的盐酸回收后加入上述滤渣中，它能使其中矿相结构的铬被溶解，然后在加入第二次浸取液除毒后的滤渣(其主要是FeS)进行彻底的除毒，使被溶出的微量六价铬还原。过滤后滤液直接注入第四浸取池。滤渣用氨水中和后最后得到SiO2和酸不溶物，它可用作土壤改良剂和填充料。综上所述，本专利技术通过铬渣与浸取液的逆流分段浸取，实现了铬渣的彻底除毒和主要成份的富集分离，使铬渣变废为宝、化害为利。本专利技术中，不同组份实现富集的基本原理是利用Ca2+、Mg2+、Cr3+、Al3+、Fe3+的氢化物在不同酸度下溶解性的差异来实现的。例如Fe3+生成Fe(OH)3沉淀的PH值为3，在第四、第五浸取池中PH值都小于3，在这种化学环境中铁只能以Fe3+的形式存在于浸取液，而在第一第二浸取池中，PH值都大于或等于3，在这种化学环境中铁只能以Fe(OH)3↓沉淀的形式存在于渣中。在逆流浸取工艺中，第一、第二浸取池就象两道“栅栏”阻止了铁从浸取液中流失，浸取液必须交出了铁才能流走，而第四、第五浸取池也像两道“栅栏”防止了铁从渣中流失，渣必须把铁“放出”来才能出去。最终铁只能被“赶”到第三浸取池中，得到富集，进而实现分离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铬渣除毒综合利用方法，其特征是将盛有铬渣的多个浸取池串联组合，采用盐酸进行逆流分段浸取方式，在对铬渣进行多次浸取，还原除毒的同时，实现了渣中各组份的自动富集分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓绍齐，
申请(专利权)人：邓绍齐，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]