一种从含铬冶炼渣中选择性回收铬的方法技术

本发明专利技术公开了一种从含铬冶炼渣中选择性回收铬的方法，将含铬冶炼渣与过氧化钠按质量比0.5～3:1混匀后，置于500～1200℃温度下焙烧，焙烧物料采用水浸出，即得含铬浸出液。该方法能使含铬冶炼渣中的氧化铬选择性转变为易溶于水的偏铬酸钠(NaCrO2)，其余组分均不溶于水，从而实现含铬冶炼渣中铬的选择性回收，且该方法焙烧温度低，浸出效率高，全过程不产生六价铬，具有资源利用率高、生产效率高、绿色环保、产品附加值高等诸多优点，为含铬废渣的资源化利用提供了新的方向。

A Method of Selective Recovery of Chromium from Smelting Slag Containing Chromium

The invention discloses a method for selectively recovering chromium from chromium-containing smelting slag. After mixing chromium-containing smelting slag and sodium peroxide at a mass ratio of 0.5 to 3:1, the roasting material is roasted at 500 to 1200 (?) C, and the roasting material is leached by water, thus the chromium-containing leaching solution is obtained. The method can selectively transform chromium oxide in chromium-containing slag into water-soluble sodium metachromate (NaCrO 2), and the other components are not soluble in water, thus realizing the selective recovery of chromium in chromium-containing slag. The method has low roasting temperature, high leaching efficiency, no hexavalent chromium in the whole process, high resource utilization, high production efficiency, green environmental protection and high added value of products. Many advantages provide a new direction for the resource utilization of chromium-containing waste residue.

【技术实现步骤摘要】
一种从含铬冶炼渣中选择性回收铬的方法
本专利技术涉及一种含铬冶炼渣中铬的回收方法，具体涉及一种利用三氧化二铬与过氧化钠在适当条件下转化成易溶于水的偏铬酸钠的原理来实现含铬冶炼渣中铬的转化及浸出的方法，属于冶金

技术介绍
我国是世界上最大的铬资源消费国，铬消费量超过世界铬铁矿产量的三分之一，但我国铬铁矿年产量却不足世界年产量的1％，巨大的需求量使得铬已成为我国对外依存度最高的金属之一，供求矛盾十分突出。另一方面，大量的镍铁冶炼渣、铬铁冶炼渣、钒铬渣、含铬钢渣等含铬冶炼渣中的铬未被有效利用。由于这些冶炼渣中含铬，存在潜在的毒害作用，难以像普通冶炼渣一样，应用于建材行业，导致含铬冶炼渣的大量堆存，占用土地、污染空气与水源，潜在的环境危害严重。为此，提高含铬冶炼渣中铬的回收水平，不但能有效地改善我国铬资源安全形势，提高含铬冶炼渣的资源化利用水平，而且可以消除工业有毒废弃物对自然环境的威胁。具有极其重要的经济价值和环境效益。从含铬冶炼渣中回收有价金属，主要有湿法工艺，湿法工艺是采用酸浸或碱熔的方法将渣中的镍、钴、铬等元素以离子形式溶解后，再从溶液中分离和提纯有价组分。有研究为了从含铬冶炼渣中分离回收镍和铬，通过磁选方法预先将镍富集于磁性物中，大部分铬则留在非磁性物中，磁性物采用常压酸浸提取镍，非磁性物采用碱熔方式使其中的氧化铬与碳酸钠反应，生成易溶于水的铬酸钠。结果表明，磁选后镍从0.26％富集至2.57％，铬从4.55％富集至4.61％；以220g/L硫酸溶液为浸出剂在110℃的温度下浸出磁性物2h，镍的浸出率达91.5％；非磁性物用碳酸钠焙烧提取铬，在碳酸钠/非磁性物质量比为0.65、焙烧温度为1000℃、焙烧时间1h的条件下，铬的浸出率为94.1％。这种方法虽然实现了含铬冶炼渣中镍和铬的分离回收，但是，浸出过程铬是以存在严重毒害作用的六价铬形式存在，且浸出渣中会有六价铬残留，存在更为严重的环境污染问题。综上，含铬冶炼渣中含铬是影响其在建材行业应用的重要因素，而目前从含铬冶炼渣中回收铬还存在铬的二次污染等问题，亟需开发更为有效的回收工艺。
技术实现思路
针对现有技术中含铬冶炼渣中回收铬的方法存在的不足，本专利技术的目的旨在提供一种从含铬冶炼渣中选择性回收铬的方法，该方法将含铬冶炼渣中的铬选择性转化成偏铬酸钠，并实现铬的水浸出和回收，铬回收率高，且全过程不产生六价铬，安全环保。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种从含铬冶炼渣中选择性回收铬的方法，该方法是将含铬冶炼渣与过氧化钠按质量比0.5～3:1混匀后，置于500～1200℃温度下焙烧，焙烧物料采用水浸出，即得含铬浸出液。本专利技术的技术方案关键是在于通过同时控制含铬冶炼渣与过氧化钠的比例以及焙烧温度，从而使含铬冶炼渣中的铬选择性转化成偏铬酸钠，偏铬酸钠水溶性好，可以实现水浸出，从而实现与其他金属元素分离，同时避免了高价铬的生成，有利于环保。优选的方案，含铬冶炼渣与过氧化钠的质量比为1～2:1。优选的方案，所述含铬冶炼渣磨细至-0.074mm粒级的质量百分比含量占85％以上。将含铬冶炼渣磨细至适当粒度有利于提高固相反应效率。优选的方案，所述焙烧的温度为600～700℃。优选的方案，所述焙烧的时间为0.5～3h。优选的方案，所述焙烧物料磨细至-0.074mm粒级的质量百分比含量占90％以上。焙烧物料磨细至适当粒度有利于提高浸出效率。优选的方案，所述水浸出条件为：液固比为2～10mL:1g，浸出温度为25～100℃，浸出时间为≥0.5h。本专利技术的焙烧过程在马弗炉中进行。本专利技术的含铬冶炼渣为现有技术中常见的冶炼渣，如镍铁冶炼渣、铬铁冶炼渣、钒铬渣、含铬钢渣等。本专利技术技术方案的原理和优势：本专利技术首次以过氧化钠作为含铬冶炼渣的焙烧添加剂，通过控制过氧化钠的添加量及焙烧温度，实现铬氧化物选择性转化成水溶性好的偏铬酸钠，从而通过水浸，可以成功实现含铬冶炼渣中铬的高效选择性回收。通过大量的实验表明，通过添加过氧化钠并调控混匀料中含铬冶炼渣细粉与过氧化钠的质量比为0.5～3，且在500～1200℃温度下焙烧，含铬冶炼渣中的铬与过氧化钠优先生成易溶于水的偏铬酸钠(NaCrO2)，而非铬酸钠(Na2CrO4)，渣中其余组分难与过氧化钠反应生成易溶于水的组分，由此，可以保证在不生成六价铬的前提下，实现含铬冶炼渣中铬的高效选择性回收。更为重要的是，与传统提铬工艺相比，该方法不会产生六价铬，有效避免了生产操作过程中六价铬的毒害作用。具有重大的经济价值和环境效益。本专利技术具有工艺简单，生产效率高、绿色环保、产品附加值高等诸多优点，具有良好的应用前景。附图说明图1为实施例1中焙烧样与浸出渣的X-射线衍射图谱。具体实施方式下面结合具体实施例对本
技术实现思路
作进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为避免重复，现将本具体实施方式所涉及的原料统一描述如下，具体实施例中不再赘述：所述含铬冶炼渣按质量百分比计其成分如下：SiO2含量为28.20～50.75wt％，MgO含量为25.41～35.88wt％，FeO含量为5.09～11.16wt％，Al2O3含量2.26～6.53wt％，Cr2O3含量为1.18～9.01wt％，CaO含量为2.40～53.60wt％。所述过氧化钠纯度在90％以上。实施例1将含铬冶炼渣细粉与过氧化钠混合均匀后，得到混合料，于马弗炉中焙烧，将焙烧样磨细后，水浸。所述混匀料中含铬冶炼渣细粉与过氧化钠的质量比为1。所述焙烧温度为650℃。所述焙烧时间为1h。所述浸出温度为50℃。所述浸出时间为1h。所述浸出液固比为10mL/g。所述含铬冶炼渣细度为-0.074mm占90％。所述将焙烧样磨细至-0.074mm占100％。本实施例1铬的浸出率为95.67％。实施例2将含铬冶炼渣细粉与过氧化钠混合均匀后，得到混合料，于马弗炉中焙烧，将焙烧样磨细后，水浸。所述混匀料中含铬冶炼渣细粉与过氧化钠的质量比为0.5。所述焙烧温度为500℃。所述焙烧时间为1h。所述浸出温度为50℃。所述浸出时间为0.5h。所述浸出液固比为10mL/g。所述含铬冶炼渣细度为-0.074mm占90％。所述将焙烧样磨细至-0.074mm占95％。本实施例2铬的浸出率为94.69％。实施例3将含铬冶炼渣细粉与过氧化钠混合均匀后，得到混合料，于马弗炉中焙烧，将焙烧样磨细后，水浸。所述混匀料中含铬冶炼渣细粉与过氧化钠的质量比为3。所述焙烧温度为1200℃。所述焙烧时间为3h。所述浸出温度为100℃。所述浸出时间为2h。所述浸出液固比为5mL/g。所述含铬冶炼渣细度为-0.074mm占90％。所述将焙烧样磨细至-0.074mm占95％。本实施例3铬的浸出率为84.96％。实施例4将含铬冶炼渣细粉与过氧化钠混合均匀后，得到混合料，于马弗炉中焙烧，将焙烧样磨细后，水浸。所述混匀料中含铬冶炼渣细粉与过氧化钠的质量比为1。所述焙烧温度为1000℃。所述焙烧时间为2h。所述浸出温度为70℃。所述浸出时间为2h。所述浸出液固比为2mL/g。所述含铬冶炼渣细度为-0.074mm占本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从含铬冶炼渣中选择性回收铬的方法，其特征在于：将含铬冶炼渣与过氧化钠按质量比0.5～3:1混匀后，置于500～1200℃温度下焙烧，焙烧物料采用水浸出，即得含铬浸出液。

【技术特征摘要】
1.一种从含铬冶炼渣中选择性回收铬的方法，其特征在于：将含铬冶炼渣与过氧化钠按质量比0.5～3:1混匀后，置于500～1200℃温度下焙烧，焙烧物料采用水浸出，即得含铬浸出液。2.根据权利要求1所述的一种从含铬冶炼渣中选择性回收铬的方法，其特征在于：含铬冶炼渣与过氧化钠的质量比为1～2:1。3.根据权利要求1或2所述的一种从含铬冶炼渣中选择性回收铬的方法，其特征在于：所述含铬冶炼渣磨细至-0.074mm粒级的质量百分比含量占85％以上。4.根据权利要求1所述的一种从含铬冶炼渣中选...

【专利技术属性】
技术研发人员：张元波，古佛全，姜涛，李光辉，苏子键，彭志伟，饶明军，范晓慧，郭宇峰，路漫漫，刘硕，王嘉，涂义康，曹楚天，陈茜钧，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43