本发明专利技术公开了一种钠基熔盐氧化连续碳化法制重铬酸钠的方法，属于重铬酸钠技术领域。其步骤为：（A）混料：将铬铁矿粉或铬铁粉、钠基碱性化合物、重铬酸钠、回收料混合成生料；（B）氧化焙烧：生料加入到回转窑中形成熔融状态进行氧化反应，回转窑的长径比为3~6；（C）浸取：熔盐经出料溜槽进入粒化器粒化、水淬，料浆经分离得铬酸钠溶液；（D）碳化：铬酸钠溶液经中和除铝得铬酸钠中性液；铬酸钠中性液经蒸发浓缩并配料后在连续碳化塔中进行碳化反应，碳化液固液分离后得碳化清液，碳化清液蒸发结晶分离得重铬酸钠。本发明专利技术可有效防止结瘤、结炉等事故的发生，提高了炉窑生产率，钠资源利用率提高50%以上，极大提高了重铬酸钠的产品质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于制备重铬酸钠的
，更具体地说，涉及。
技术介绍
重铬酸钠是铬盐行业最主要产品，作为基本化工原料，广泛用于化工、轻工、印染、医药等行业，可进一步加工为铬酸酐、氢氧化铬、碱式硫酸铬等铬盐系列产品，用于冶金、机械、建材、石油、制革、电镀、颜料、日用五金等行业，在国民经济中占有重要地位，重铬酸钠基本生产工艺为铬铁矿氧化焙烧一硫酸酸化法。传统的重铬酸钠生产工艺为:铬铁矿有钙焙烧制铬酸钠经硫酸酸化后形成重铬酸钠，由于有钙焙烧使用大量钙质(白云石、大理石或生石灰等)填料，造成排渣量大，且有致癌物一铬酸钙的产生，难以彻底解毒和综合利用，严重影响环境，已被列为国家产业政策中淘汰类生产工艺。现有的无钙焙烧生产工艺不添加钙质填料，排渣量少且不含致癌物一铬酸钙，减轻了环境影响。其反应机理为:铬铁矿加热至500°C时，Fe2+首先氧化为Fe3+，铬尖晶石晶格发生畸变，势能升高，易于反应。纯碱先同R2O3反应生产NaRO2即亚铬酸钠(NaCr02)、铝酸钠(NaAlO2)和铁酸钠(NaFeO2),高温氧化气氛中，亚铬酸钠同氧和纯碱继续反应生产铬酸钠(Na2CrO4),铝酸钠和铁酸钠也起着碱的作用，使亚铬酸钠氧化成铬酸钠，由于这三种NaRO2的熔点均高于铬矿正常焙烧温度，正常氧化焙烧时，在反应中间产生低熔融点的混合物，造成回转窑中结圈(瘤)，不利于生产的稳定运行，目前常用的措施有: (I)加入大量返渣，降低液相量，采用造粒焙烧工艺(中国专利公开号:CN 1104258A)可有效降低窑内结圈(瘤)，但由于增加造粒工序，拉长了工艺流程，粒料烘干增加能源消耗。铬铁矿无钙焙烧的反应动力学研究表明:填料比为O的少碱焙烧，活化能为50.3KJ/K.mo I ；填料比为1.5的足碱焙烧，活化能为73.2KJ/K.mo I ;在1000°C基本平衡所需的时间用返渣的足碱无钙焙烧反应时间比少碱无钙焙烧(或有钙焙烧)要多3倍。这也是造成现有无钙返料足碱填料回转窑生产率低的主要原因。造粒焙烧工艺导致炉窑生产率降低、生产综合成本升闻。(2)按无钙焙烧反应机理，采用分段焙烧方法(中国专利授权号:CN 1052461C)，第一阶段由铬矿石、碱金属化合物以及任选的选矿后的废石组成的混合物在一种含有不多于2% (体积)氧的气氛中被加热到1000°C至1400°C之间的温度，而在第二阶段，此混合物则在90(Ti07(rc的较低温度并在 供应至少含70%的氧的气氛情况下被氧化，此方法核心设备为二台转管窑和气体分隔方案。由于工艺流程长，设备尤其是气体分隔供给设施复杂，目前仍无较成功工业化实例。(3)铬铁矿加压液相氧化法制铬酸钠工艺为:铬铁矿与循环碱液湿磨后加入4-6倍经固体烧碱(NaOH)调整后的高浓度浓碱(NaOH)液，混合均匀，于4.5 6.0MPa压力，26(T30(TC温度条件下，进行加压液相氧化反应，反应时间4 8h，反应完成液经固液分离后，母液作循环碱液返回配料，固体部分即铬酸钠晶体和铁渣等固相杂质，溶解后，洗涤过滤，固体为铁渣，液体加石灰乳除质，过滤洗涤，固体为钙渣，液体经多效蒸发结晶，固体为含碱铬酸钠，经饱和重铬酸钠溶液洗涤后作为制重铬酸钠原料，母液进一步蒸发至含Na0H50%以上作为循环碱液使用。固液相法工艺条件为高温、高压、高碱，且反应时间长，使设备材质要求高，工艺流程长，设备投资大，动力消耗高，生产规模难以扩大，其反应完成液杂质分离过程复杂冗长，母液循环蒸发水分大，能源消耗高等原因导致综合成本大幅升高，多年以来，未能形成工业化规模。(4)铬铁水热氧化法生产铬酸钠主要生产工艺为:铬铁经超细粉碎后与碱混合打浆，用泵压入4 22MPa高压反应釜内，同时通入氧气进行碱性氧化溶出，操作温度为150°C 370°C，反应完成液降至常压并冷却至< 120°C后进行固液分离，滤饼即高铁渣，滤液即铬盐钠溶液。因水热氧化法工艺条件为高温、高压，使设备要求高、投资大、动力消耗高，难以形成生产规模。此外原料如为铬铁，产品综合成本畸高，如利用副产铬铁粉，则受原料来源限制。多年以来，未有效形成工业化规模。针对由铬铁矿焙烧制铬酸钠过程中的炉料结壁问题，已有相关专利技术方案予以公开，如中国专利申请号为201110153036.X，申请日为2011年6月9日，该申请案将包含铬铁矿，选自纯碱、碳酸氢钠、硫酸钠和氢氧化钠中的一种或多种和任选的铬酸钠的混合料在卧式回转窑中在氧气存在下于350-1500°C下熔融液相焙烧，得到铬酸钠，其中所述回转窑包括窑身和位于该窑身两端的两个端部，两个端部上分别设有高位液相出口和低位液相出口，在窑身上设有氧枪和加料口，其中氧枪与加料口交错设置使得氧枪与加料口不在窑身的同一横截面上，以及处于高位液相出口与加料口和氧枪中较靠近高位液相出口的那一部件之间的位于窑身上的烟气出口。该方法使铬铁矿在熔盐体系中呈熔融液相，在一定程度上解决了无钙焙烧工艺易结壁的问题。现有的重铬酸钠生产工艺铬铁矿经无钙焙烧制铬酸钠后经硫酸中和除铝再硫酸酸化生产重铬酸钠和硫酸钠(俗名:芒硝)再经蒸发脱硝后生产重铬酸钠产品。硫酸酸化法需耗用大量硫酸(约0.4t/t)并产生副产物硫酸钠，硫酸钠目前常用于制硫化碱原料，但易产生S2_的二次污染，难以综合利用，使钠利用率低于50%，同时由于焙烧时不断使用含氯化物的纯碱，酸化时使用工业硫酸，导致重铬酸钠产品中硫酸盐、氯化物的含量高，产品质量低。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题 本专利技术的目的在于克服现有技术中铬铁矿无钙焙烧一硫酸酸化法制重铬酸钠生产工艺存在的炉料结圈(瘤)，导致生产率低，且铬、钠等资源利用率低的问题，提供了，采用本专利技术的技术方案，极大的提高了炉窑生产率，也提高了铬、钠等的资源利用率和重铬酸钠的产品质量，具有良好的经济效益和发展前景，是铬铁矿或铬铁粉制重铬酸钠的优化生产工艺。技术方案 鉴于上述铬铁矿无钙焙烧一硫酸酸化法制重铬酸钠技术的局限性，申请人在铬铁矿无钙焙烧领域进行了广泛深入的研究， 根据铬铁矿无钙焙烧和铬酸钠酸化反应机理，从提高生产效率、资源利用率、产品质量和副产物循环利用四个方面着手，借助于特定的设备和工艺路线，完成了本专利技术。本专利技术的，其步骤为: (A)混料: 将铬铁矿粉或铬铁粉、钠基碱性化合物、重铬酸钠、回收料混合成生料，其中铬铁矿粉、钠基碱性化合物、重铬酸钠、回收料的质量比为1:0.6^1.55:(Γθ.5:(Γθ.08，或铬铁粉、钠基碱性化合物、重铬酸钠、回收料的质量比为0.5:0.6^1.55:(Γθ.5:(Γθ.08，铬铁矿粉或铬铁粉中Cr与钠基碱性化合物中Na的摩尔比为1.0:1.(Γ3.0,回收料为氧化焙烧工序的烟气除尘物，生料中水分的质量百分含量为广10% ； (B)氧化焙烧: 步骤(A)中的生料加入到回转窑中形成熔融状态进行氧化反应，主反应为:Cr203+2Na2CO3+1.502=2Na2Cr04+2C02，反应温度为 90(Tl400°C，熔盐量为 50 95%，反应时间为 l(T60min，该回转窑是长径比为3飞的卧式回转窑，所述的回转窑的底部、侧壁和顶部上均设置有风眼装置，该风眼装置连接喷枪，通过喷枪向回转窑窑体内部通入燃料，所述的回转窑加料端和放本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钠基熔盐氧化连续碳化法制重铬酸钠的方法，其步骤为：（A）混料：将铬铁矿粉或铬铁粉、钠基碱性化合物、重铬酸钠、回收料混合成生料，其中铬铁矿粉、钠基碱性化合物、重铬酸钠、回收料的质量比为1：0.6~1.55：0~0.5：0~0.08，或铬铁粉、钠基碱性化合物、重铬酸钠、回收料的质量比为0.5：0.6~1.55：0~0.5：0~0.08，铬铁矿粉或铬铁粉中Cr与钠基碱性化合物中Na的摩尔比为1.0：1.0~3.0，回收料为氧化焙烧工序的烟气除尘物，生料中水分的质量百分含量为1~10%；（B）氧化焙烧：步骤（A）中的生料加入到回转窑中形成熔融状态进行氧化反应，反应温度为900~1400℃，熔盐量为50~95%，反应时间为10~60min，该回转窑是长径比为3~6的卧式回转窑，所述的回转窑的底部、侧壁和顶部上均设置有风眼装置，该风眼装置连接喷枪，通过喷枪向回转窑窑体内部通入燃料，所述的回转窑加料端和放料端均设置有燃烧器，燃烧器用于提供热量；氧化焙烧工序的烟气除尘物作为回收料返回步骤（A）混料使用；（C）浸取：1）粒化、水淬：将步骤（B）中的熔盐由回转窑出料口经出料溜槽进入粒化器粒化、水淬，水淬水用量为进窑的铬铁矿粉或铬铁粉重量的1.5~3.0倍，水淬后料浆进入粗粒分离槽，蒸汽由间壁冷却回收热量后经水淋吸收槽吸收；2）固液分离：将步骤1）中料浆经离心机分离，分离后固体由分配器进入胶带式真空过滤机进行逆流洗涤，洗水进入蒸汽水淋吸收塔，洗涤后固体即为副产品铁渣，铁渣中以Fe2O3计质量百分含量为50~70%，六价铬的质量百分含量≤0.005%；分离后滤液为铬酸钠溶液，溶液中以重铬酸钠计的质量百分含量为35~60%；（D）碳化：1）中和除铝：将步骤（C）的铬酸钠溶液中通入连续碳化塔尾气，第一阶段中和控制终点pH值为9.7~10.5进行固液分离，滤饼为铝泥，滤液进行第二阶段中和除铝控制终点pH值为7.0~8.0，并将中和液经固液分离，滤饼返回第一阶段，滤液即铬酸钠中性液；2）蒸发浓缩并配料：将步骤1）中铬酸钠中性液经蒸发浓缩至含量为950~1000g/L，并与蒸发结晶分离后的浓碳化液按1：0.05~0.5的质量比配料混合，控制混合料液密度为1.67~1.71g/cm3，以重铬酸钠计的含量为1000~1050g/L；3）连续碳化：将来自碳酸氢钠流化床分解后经除尘、除湿、加压后的CO2气体和商品液体CO2分别计量后，与步骤2）的铬酸钠中性液在6~8级连续碳化塔中进行碳化反应，碳化压力为1.0~1.5MPa，碳化率为90~95%，碳化终点温度为35~40℃；4）固液分离：步骤3）的碳化液经压滤进行固液分离，分离后滤液为碳化清液，分离后固体即质量百分含量为85~90%的碳酸氢钠副产物，经流化床于260~350℃进行分解，气体经除尘、除湿、加压后作为步骤3）中连续碳化的CO2来源之一，分解后固体即碳酸钠返回步骤（A）混料工序作为钠基碱性化合物使用；5）蒸发结晶分离：将步骤4）的碳化清液蒸发结晶至含Na2Cr2O7·2H2O为1600~1700g/L的浓碳化液，该浓碳化液一部分返回步骤2）配料使用，其余部分经补充酸化后离心分离，分离后滤液为母液作为制铬酸酐或碱式硫酸铬的原料，分离后固体即重铬酸钠晶体，即商品红矾钠。...
【技术特征摘要】
1.一种钠基熔盐氧化连续碳化法制重铬酸钠的方法，其步骤为: (A)混料: 将铬铁矿粉或铬铁粉、钠基碱性化合物、重铬酸钠、回收料混合成生料，其中铬铁矿粉、钠基碱性化合物、重铬酸钠、回收料的质量比为1:0.6 1.55:(Γθ.5:(Γθ.08，或铬铁粉、钠基碱性化合物、重铬酸钠、回收料的质量比为0.5:0.6^1.55:(Γθ.5:(Γθ.08，铬铁矿粉或铬铁粉中Cr与钠基碱性化合物中Na的摩尔比为1.0:1.(Γ3.0,回收料为氧化焙烧工序的烟气除尘物，生料中水分的质量百分含量为广10% ； (B)氧化焙烧: 步骤(A)中的生料加入到回转窑中形成熔融状态进行氧化反应，反应温度为90(Γ1400 ，熔盐量为50 95%，反应时间为l(T60min，该回转窑是长径比为3 6的卧式回转窑，所述的回转窑的底部、侧壁和顶部上均设置有风眼装置，该风眼装置连接喷枪，通过喷枪向回转窑窑体内部通入燃料，所述的回转窑加料端和放料端均设置有燃烧器，燃烧器用于提供热量；氧化焙烧工序的烟气除尘物作为回收料返回步骤(A)混料使用； (C)浸取: 1)粒化、水淬:将步骤(B)中的熔盐由回转窑出料口经出料溜槽进入粒化器粒化、水淬，水淬水用量为进窑的铬铁矿粉或铬铁粉重量的1.5^3.0倍，水淬后料浆进入粗粒分离槽，蒸汽由间壁冷却回收热量后经水淋吸收槽吸收； 2)固液分离:将步骤I)中料浆经离心机分离，分离后固体由分配器进入胶带式真空过滤机进行逆流洗涤，洗水进入蒸汽水淋吸收塔，洗涤后固体即为副产品铁渣，铁渣中以Fe2O3计质量百分含量为5(Γ70%，六价铬的质量百分含量< 0.005% ;分离后滤液为铬酸钠溶液，溶液中以重铬酸 钠计的质量百分含量为35 60% ； (D)碳化: 1)中和除铝:将步骤(C)的铬酸钠溶液中通入连续碳化塔尾气，第一阶段中和控制终点PH值为9.7^10.5进行固液分离，滤饼为铝泥，滤液进行第二阶段中和除铝控制终点pH值为7.(Γ8.0，并将中和液经固液分离，滤饼返回第一阶段，滤液即铬酸钠中性液； 2)蒸发浓缩并配料:将步骤I)中铬酸钠中性液经蒸发浓缩至含量为95(Tl000g/L，并与蒸发结晶分离后的浓碳化液按1:0.05、.5的质量比配料混合，控制混合料液密度为1.67^1.71g/cm3,以重铬酸钠计的含量为100(Tl050...
【专利技术属性】
技术研发人员：石大学，
申请(专利权)人：湖北振华化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。