一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法技术

本发明专利技术提供一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法，包括以下步骤：(1)取一定质量铬铁矿，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，得到硫酸铬，酸溶过程中副产的不溶物及未溶解完全的铬铁矿，随后过滤；(2)过滤后，未溶解完全的铬铁矿进入步骤(1)继续循环反应。本发明专利技术利用了周期性电化学振荡现象和高价金属离子的分步水解与扩散步骤耦合形成的周期性电流振荡现象，以硫酸溶解和氧化催化剂辅以电场的方法，实现了铬铁矿的高效浸出，反应条件温和，操作简易，环保清洁，因此，过程中的能耗及处理成本低，资源利用率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法
本专利技术属于湿法冶金
，具体涉及一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法。
技术介绍
铬是一种重要的合金元素，铬化合物在国民经济中占有着重要地位,它能提高高合金钢和超合金中的铁和镍的抗氧化性。不同的铬化学物质也被用作颜料、电镀、皮革工业的媒染剂和耐火材料的制造。铬铁矿是生产各种铬化合物的唯一天然原料，但传统的碱性焙烧过程中六价铬的生成是无法避免的。人们普遍认识到，六价铬的存在，即使是微量的，也可以作为一种诱变剂甚至强致癌物，对人体健康产生负面影响，并可能毒害其他生物。铬矿硫酸浸出制备三价铬盐是一种清洁工艺，能保持三价铬的无毒性，避免剧毒六价铬，从根本上解决铬盐生产过程中的污染问题。铬铁矿生产铬化合物的方法有碱性焙烧法、高温还法原、熔盐法、酸性浸出几种方法。主要通过铬铁矿碱性焙烧的方法制得，但从铬铁矿的碱性焙烧会产生六价铬废渣，六价铬极强的毒性会导致环境的严重污染。铬铁矿酸浸工艺无六价铬污染且资源利用率高，酸浸工艺在理论上最为合理。但是，铬尖晶石极耐化学腐蚀，难以实现高效分离。另外高温还原法、熔盐法等，普遍存在成本高、污染大、操作难度大等问题，并且铬铁矿直接酸性浸出方法存在铬浸出率低、浸出速率慢、产生的酸溶副产物多等问题。虽然工业生产上能够维持运转，但从长远上来看，对于环境和资本的损失都是不可逆的。目前的铬铁矿直接酸性浸出方法中，由于三价铬离子与三价铁、铝离子半径相近，且化学性质相近，使得后续的浸出液中的杂质难以实现廉价分离，而工艺生产线不能系统化和普遍化，导致实现工业化的可能性不高。
技术实现思路
针对铬铁矿酸浸工艺的难题，本专利技术提出一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法，实现铬的高效浸出。具体的技术方案为：一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法，包括以下步骤：(1)取一定质量铬铁矿，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，得到硫酸铬，酸溶过程中副产的不溶物及未溶解完全的铬铁矿，随后过滤；(2)过滤后，未溶解完全的铬铁矿进入步骤(1)继续循环反应。2.根据权利要求1所述的一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法，其特征在于，所述的步骤(1)中铬铁矿粒度为50～100μm。进一步的，所述的步骤(1)中氧化催化剂为铬酸酐、重铬酸钠、氯酸钾、过硫酸铵中一种或多种混合。所述的步骤(1)中浓硫酸与铬铁矿的质量比为3～8:1，液固比为3～10：1，硫酸ω浓度40％～80％。所述的步骤(1)中反应条件为：搅拌转速为300～500r/min，反应温度为80～120℃，反应时间为2～5h，反应压力为常压。步骤(1)所述的电场为直流或脉冲电场，电压为0.5～2V。本专利技术与现有的铬铁矿生产铬化合物方法相比，利用了电场这一清洁高效的外场强化手段，在酸性条件下实现了铬铁矿的高效浸出，浸出过程中不产生六价铬，反应条件温和，操作简易，环保清洁，因此，过程中的能耗及处理成本低，资源利用率较高。具体实施方式结合实施例说明本专利技术的具体技术方案。实施例1按照3:1的硫酸与铬铁矿质量比，称取10g铬铁矿粉，量取硫酸23.07mL40％(ω)，氧化化剂选取铬酸酐，称取铬酸酐0.1g；按照3:1的液固比(mL/g)加入6.93mL去离子水，搅拌混合反应，设定转速为400r/min，维持反应温度100℃，不加入电场，反应3h。随后固液分离，测得铬铁矿浸出率为38.72％。实施例2按照5:1的硫酸与铬铁矿质量比，称取10g铬铁矿粉，量取硫酸33.33mL60％(ω)，氧化化剂选取铬酸酐，称取铬酸酐0.1g；按照5:1的液固比(mL/g)加入16.67mL去离子水，搅拌混合反应，设定转速为400r/min，维持反应温度100℃，设置电压为2V，反应5h。随后固液分离，测得铬铁矿浸出率为92.35％。实施例3按照6:1的硫酸与铬铁矿质量比，称取10g铬铁矿粉，量取硫酸37.5mL70％(ω)，氧化化剂选取铬酸酐，称取氯酸钾0.2g；按照6:1的液固比(mL/g)加入22.5mL去离子水，搅拌混合反应，设定转速为400r/min，维持反应温度100℃，设置电压为1V，反应3h。随后固液分离，测得铬铁矿浸出率为93.26％。实施例4按照8:1的硫酸与铬铁矿质量比，称取10g铬铁矿粉，量取硫酸43.48mL80％(ω)，氧化化剂选取铬酸酐，称取重铬酸钠0.1g；按照8:1的液固比(mL/g)加入36.52mL去离子水，搅拌混合反应，设定转速为400r/min，维持反应温度100℃，设置电压为1V，反应3h。随后固液分离，测得铬铁矿浸出率为95％。实施例5按照8:1的硫酸与铬铁矿质量比，称取10g铬铁矿粉，量取硫酸43.48mL80％(ω)，氧化化剂选取铬酸酐，称取过硫酸铵0.05g；按照8:1的液固比(mL/g)加入36.52mL去离子水，搅拌混合反应，设定转速为400r/min，维持反应温度100℃，设置电压为2V，反应3h。随后固液分离，测得铬铁矿浸出率为93.28％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)取一定质量铬铁矿，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，得到硫酸铬，酸溶过程中副产的不溶物及未溶解完全的铬铁矿，随后过滤；/n(2)过滤后，未溶解完全的铬铁矿进入步骤(1)继续循环反应。/n

【技术特征摘要】
1.一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取一定质量铬铁矿，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，得到硫酸铬，酸溶过程中副产的不溶物及未溶解完全的铬铁矿，随后过滤；
(2)过滤后，未溶解完全的铬铁矿进入步骤(1)继续循环反应。


2.根据权利要求1所述的一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法，其特征在于，所述的步骤(1)中铬铁矿粒度为50～100μm。


3.根据权利要求1所述的一种电场强化的铬铁矿高效浸出方法，其特征在于，所述的步骤(1)中氧化催化剂为铬酸酐、重铬酸钠、氯酸钾、过硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴然，熊能，王丹，张晓雨，全学军，邱发成，李文生，李纲，鹿存房，程治良，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50