一种利用含铬废硫酸制备氯化铬晶体的方法技术

本发明专利技术涉及钢铁酸洗行业废弃物资源回收利用技术领域，提供一种利用含铬废硫酸制备氯化铬晶体的方法，包括以下步骤：S1.含铬废硫酸通过投加氧化铁皮升温反应耗酸，铁皮还原三价铁，液碱沉铬，得到硫酸亚铁水及一次铬泥；S2.往一次铬泥中加入工业盐酸，升温搅拌溶解，固液分离；S3.往滤液中加入铁皮，升温反应生成亚铁水和二次铬泥；S4.往二次铬泥加水进行洗涤除去亚铁和重金属，固液分离；S5.往二次铬泥加入盐酸进行溶解，加入氯化钡除硫酸根，固液分离，滤液蒸发冷却结晶，得到氯化铬晶体。本发明专利技术通过对含铬污泥中主要成分铁、铬进行分离，纯化；得到亚铁水通过蒸发提高浓度可以作为水处理剂，氯化铬晶体在工业上应用广泛，具有较高的经济价值。的经济价值。的经济价值。

【技术实现步骤摘要】
一种利用含铬废硫酸制备氯化铬晶体的方法


[0001]本专利技术属于钢铁酸洗行业废弃物资源回收利用
，提供一种利用含铬废硫酸制备氯化铬晶体的方法。

技术介绍

[0002]不锈钢材料具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中广泛应用。我国是不锈钢制品的生产制造大国，钢材酸洗表面处理过程中会产生含有铁离子及其他重金属的废酸，由于废酸中含有对环境有毒有害物质，在《国家危险废弃物名录》中，将其列为危险废弃物（HW34，313
‑
001
‑
34），危险特性为有毒性（C,T）。
[0003]目前国内废酸普遍采用中和排放处理废酸，需要耗费大量碱性化工原料进行处理，达到规定pH值后液体方可排放，同时会产生大量污泥，因其含有对环境有毒有害物质，在《国家危险废弃物名录》中，将其列为表面处理废物（HW17），危险特性为有毒性（C，T）。
[0004]氯化铬晶体是合成其他铬盐的重要材料，广泛应用于印染及颜料工业，在化学合成中作为重要的催化剂；同时，氯化铬晶体作为新型铁铬流电池中电解液重要原料，市场需求明显增加。
[0005]利用含铬废酸污泥进行提铬纯化是一种有效的方法。
[0006]中国专利CN112758899A公开了一种废硫酸溶液的回收利用方法，该方法通过将废硫酸溶液用苯萃取废硫酸中的剩余的有机物，对预处理液加入绿矾和亚硫酸氢钠进行氧化还原反应，后再通过扩散渗析进行酸、盐分离，得到硫酸以及含有金属离子的溶液。对含有金属离子的溶液进行pH的分级沉淀三价铁沉淀及三价铬沉淀物。该方法使用毒性较大的有机溶剂苯，利用调节pH的方法分别得到含铁及铬的沉淀物，存在分离程度较低，杂质含量较高的情况。
[0007]中国专利CN112063860A提供了一种从含铬物料中提取铬的方法，采用铵盐焙烧技术，使铬元素转化为易溶于水的含铬化合物，最后通过水浸处理实现对铬的高效提取；铬的浸出率可达到95％以上，具有较好的工业应用前景。该方法在非氧化性气体氛围进行高温焙烧，耗费能源，同时需要对尾气废水进行处理。
[0008]中国专利CN106148706A公开了一种硫酸体系选择性络合
‑
优先水解沉铁的铬铁分离方法，采用甲酸钠等做络合剂，通过络合剂对溶液中的铁进行选择性络合，在沉淀阶段避免铁快速大量水解沉淀及由此带来的铬夹带损失。进而通过氧化镁等碱性介质调整溶液pH值，实现铁优先水解沉淀以及与铬的有效分离。该方法加入有机物作为络合剂，氧化镁调节pH，在分离铁铬的同时引入了不同的杂质，影响最终产物的纯度。
[0009]中国专利CN104944719A公开了一种从冷轧铬泥中提取回收铬的方法，通过盐酸进行溶解，过滤；往滤液中加入Zn粉，置换非活性金属沉淀，滤去沉淀，得溶液；将溶液的pH调至7～8后充入CO2并进行加热，使Zn
2+
和Ca
2+
分别ZnCO3
·
3Zn(OH)2和CaCO3析出，并使得溶液中的Cr元素以CrCl3形式存在，静置后滤去沉淀，溶液pH调至8～9后加热，使溶液中的
CrCl3水解，生成的CrOCl沉淀即为铬产品。该方法工艺复杂，原料成本较高。
[0010]中国专利CN110436522A公开了一种含铬污泥的资源化处理方法，将含铬污泥粉碎后用强酸溶液溶解，加入氧化剂，进行氧化反应，调节pH值至碱性，加入碳酸钠，得到含有铬酸钠和硫酸钠的溶液；将上述溶液的pH值调节至2～5，将铬酸钠转化为重铬酸钠，得到含有重铬酸钠和硫酸钠的溶液；将所述含有重铬酸钠和硫酸钠的溶液进行蒸发浓缩和重结晶，得到重铬酸钠晶体。该方案生产过程中产生剧毒的六价铬离子，生产设备等要求较高。
[0011]现有技术对废液，污泥中铬的提取纯化的方法，其缺点主要在于：1、铬的提取纯化工艺复杂，在除杂的过程中可能引入其他杂质，影响最终产品的纯度；2、生产过程中采用高温焙烧，水浸处理，耗费资源，需要对尾气废水进行处理，增加处理成本；3、将三个铬离子转化成六价铬离子，使中间产品，最终产品毒性明显增大，容易对环境产生危害。

技术实现思路

[0012]有鉴于此，本专利技术提供一种利用含铬废硫酸制备氯化铬晶体的方法。
[0013]本专利技术的目的在于针对含铬废硫酸难以进行无害化处理，简单中和处理，污泥进行填埋会造成环境污染和资源的浪费等问题，提出了利用含铬废酸制备亚铁水制备氯化铬晶体，可减少了环境污染，同时具有良好的经济与社会效益。
[0014]本专利技术的技术方案为：一种利用含铬废硫酸制备氯化铬晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.含铬废硫酸通过投加氧化铁皮升温反应耗酸，铁皮还原三价铁，液碱沉铬，得到硫酸亚铁水及一次铬泥；S2.往步骤S1制备的一次铬泥中加入工业盐酸，升温搅拌溶解，固液分离；S3.往步骤S2固液分离后的滤液中加入铁皮，升温反应生成亚铁水和二次铬泥；S4.往步骤S3制备的二次铬泥加水进行洗涤除去亚铁和重金属，固液分离；S5.往步骤S4固液分离后的二次铬泥加入盐酸进行溶解，加入氯化钡除硫酸根，固液分离，滤液蒸发冷却结晶，得到氯化铬晶体。
[0015]本专利技术中，利用含铬废硫酸制备处理剂硫酸亚铁水，产生含铬污泥利用盐酸进行溶解与铁皮反应得到亚铁水和二次铬泥，通过水洗除去二次铬泥中大部分铁和重金属离子，利用盐酸溶解二次铬泥后，加入氯化钡除去硫酸根，蒸发结晶得到氯化铬晶体。
[0016]进一步的，步骤S1中，加入氧化铁皮质量是含铬废硫酸酸度的0.8
‑
1.3倍当量，升温至60
‑
80℃，铁皮为过量，加入液碱调节pH在3.5
‑
5.0之间。
[0017]进一步的，步骤S1中，加入氧化铁皮质量是含铬废硫酸酸度的0.9
‑
1.1倍当量，升温至60
‑
80℃，铁皮为过量，加入液碱调节pH在3.8
‑
4.5之间。
[0018]进一步的，步骤S2中，加入盐酸质量是含铬污泥中铬含量的0.6
‑
1.4倍当量，升温至60
‑
80℃，搅拌时间0.5
‑
1h。
[0019]进一步的，步骤S2中，加入盐酸质量是含铬污泥中铬含量的0.8
‑
1.2倍当量。
[0020]进一步的，步骤S3中，加入足量铁皮，升温至70
‑
90℃，反应时间3
‑
8h。
[0021]进一步的，步骤S4中，加入水量是二次铬泥质量的1
‑
5倍，搅拌时间0.5
‑
1h。
[0022]进一步的，步骤S4中，加入水量是二次铬泥质量的2
‑
4倍，搅拌时间0.5
‑
1h。
[0023]进一步的，步骤S5中，加入盐酸质量是二次铬泥铬含量的0.8
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用含铬废硫酸制备氯化铬晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.含铬废硫酸通过投加氧化铁皮升温反应耗酸，铁皮还原三价铁，液碱沉铬，得到硫酸亚铁水及一次铬泥；S2.往步骤S1制备的一次铬泥中加入工业盐酸，升温搅拌溶解，固液分离；S3.往步骤S2固液分离后的滤液中加入铁皮，升温反应生成亚铁水和二次铬泥；S4.往步骤S3制备的二次铬泥加水进行洗涤除去亚铁和重金属，固液分离；S5.往步骤S4固液分离后的二次铬泥加入盐酸进行溶解，加入氯化钡除硫酸根，固液分离，滤液蒸发冷却结晶，得到氯化铬晶体。2.根据权利要求1所述的利用含铬废硫酸制备氯化铬晶体的方法，其特征在于，步骤S1中，加入氧化铁皮质量是含铬废硫酸酸度的0.8
‑
1.3倍当量，升温至60
‑
80℃，铁皮为过量，加入液碱调节pH在3.5
‑
5.0之间。3.根据权利要求2所述的利用含铬废硫酸制备氯化铬晶体的方法，其特征在于，步骤S1中，加入氧化铁皮质量是含铬废硫酸酸度的0.9
‑
1.1倍当量，升温至60
‑
80℃，铁皮为过量，加入液碱调节pH在3.8
‑
4.5之间。4.根据权利要求3所述的利用含铬废硫酸制备氯化铬晶体的方法，其特征在于，步骤S2中，加入盐酸质量是含铬污泥中铬含量的0.6
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1.4倍当量，升温至60
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【专利技术属性】
技术研发人员：丁徳才，陈桂歆，许晓旋，黄跃丹，王万擘，车莹，潘建华，黄春晖，黄耀珊，
申请(专利权)人：揭阳市斯瑞尔环境科技有限公司斯瑞尔环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：