專利名稱：鉻渣濕法解毒及資源綜合利用新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種綜合資源再利用，特別涉及一種利用鉻鐵礦石生產(chǎn)產(chǎn)品過程 中排放的工業(yè)廢碴鉻渣的再利用.
二
背景技術(shù)：
絡(luò)鹽行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的重要行業(yè)，利用鉻鐵礦石生產(chǎn)產(chǎn)品 的過程中如化工、冶金行業(yè)等排放的工業(yè)廢碴-一-鉻渣是一種劇毒的危險固體 廢物。鉻渣中的有害成份主要是水溶性鉻酸鈉、酸溶性鉻酸鈣等六價鉻離子。 含六價鉻離子的粉塵、水體、土壤等都會對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染和危害。
處理鉻渣歷來是鉻鹽行業(yè)最頭疼的問題，也是世界難題。俄羅斯、美國、 包括巴西、南非、這些鉻鹽生產(chǎn)大國，至今也沒有找到一個真正經(jīng)濟(jì)、有效、 實(shí)用的技術(shù)。多以自己的大量荒地掩埋或做水泥礦化劑。
徹底治理鉻渣的污染問題已得到國家及各省市政府的高度重視，但收效甚微。
縱觀國內(nèi)外鉻渣解毒技術(shù)，具有代表性的有以下幾個類型的專利技術(shù)-
例如"碳酸化解毒鉻渣一鎂提取一干濕法協(xié)同解毒一鐵渣制備鐵氧體的零 排放綠色化工新過程"。資源綜合利用率不高，而且未見投產(chǎn)。以及"無機(jī)鉻鹽 廠鉻渣綜合利用技術(shù)"提出回收含鉻鑄鐵、熔煉后的爐渣制磚技術(shù)。提取物太
少，經(jīng)濟(jì)性較差。還有一種專利號為20071007868L3鉻毒零排放及資源完全利 用新方法，通過對鉻渣濃酸分解處理，把鉻渣中有毒的Cr"還原成Cr"，制備氫 氧化鉻。該法提取物均為工業(yè)級，而且專利中把二氧化硅留在殘渣中未提取， 處理不完全，沒有達(dá)到資源的全部利用，更重要的是該工藝用劇毒的甲醛作為 六價鉻的還原劑，易對工人造成傷害，不可取。等等。
上述鉻渣處理技術(shù)均存在一定的局限性，有的解毒不徹底，存在二次污染； 有的鉻渣用量少，處置周期長，進(jìn)度緩慢；有些綜合利用產(chǎn)品，如用鉻渣作水
泥礦化劑，對環(huán)境的影響尚不清楚。除有以上缺點(diǎn)之外，還存在一個同樣的缺 點(diǎn)資源利用率過低，經(jīng)濟(jì)效益太差，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。
三

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種鉻渣濕法解毒及資源綜合利用新工藝，在常 溫、常壓下采用新工藝對鉻碴進(jìn)行濕法解毒及資源綜合利用，降低和減少鉻渣 中六價鉻離子對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染和危害，達(dá)到保護(hù)環(huán)境，降低成本，資 源綜合利用的目的。
本發(fā)明的具體方法是 一種鉻渣濕法無害化資源綜合利用新工藝，將鉻渣球
磨至80-200目，加水制漿后，在鹽酸溶液中進(jìn)行一浸，調(diào)節(jié)PH為5-6，用壓濾
機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的一浸液用亞硫酸鹽還原六價鉻為三價鉻后，加入燒
堿水溶液，調(diào)節(jié)ra為4---6，粗制氫氧化鉻，濾液中加硫酸調(diào)PH為5 6，去除 剩余濾液中的與鎂共沉淀的鈣，制備二水硫酸鈣晶須；壓濾后濾液加堿調(diào)節(jié)PH 為9---12，合成超細(xì)氫氧化鎂粉體；壓濾后的溶液濃縮制備氯化鈉；
一浸渣用鹽酸溶液進(jìn)行二次酸浸，控制PH為0.5^.0進(jìn)行固液分離，固液 分離后的二浸液先用亞硫酸鹽還原六價鉻為三價鉻后，加堿調(diào)PH為3-—-4. 5， 沉淀氫氧化鐵；經(jīng)壓濾后濾餅加水化開再與二價鐵鹽合成超細(xì)磁性四氧化三鐵； 濾液加堿調(diào)PH3.5--—5后，沉淀出氫氧化鋁；壓濾后濾液加堿調(diào)PH6—7后，合 成剛玉中間體。二浸渣放入堿溶液中進(jìn)行堿浸，經(jīng)壓濾固液分離后，濾餅即為 鉻鐵礦砂(即尾渣)；濾液加入位阻劑再加酸調(diào)PH8—9后，合成硅酸溶膠，經(jīng) 陳化、干燥、煅燒進(jìn)而得到二氧化硅超細(xì)粉體。
將粗品氫氧化鉻加硫酸并保持PH1—1.5高速攪拌后壓濾，其濾餅即是二水 硫酸鈣；其濾液加入燒堿水溶液，保持PH5. 8—6. 0高速攪拌壓濾制得精品氫氧 化鉻。
采用本發(fā)明的新工藝，將濕法粉碎的鉻渣中六價鉻離子和鎂、鈣、鐵、鋁離 子以及硅酸鈉(溶液)最大程度浸出后，在"共沉淀"的溶液中，首先選用亞 硫酸鹽將六價鉻(劇毒)還原成三價鉻；再通過無機(jī)化學(xué)反應(yīng)，即酸堿反應(yīng)， 配合反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致沉淀或沉淀溶解，通過控制PH值，實(shí)現(xiàn)"分級 沉淀"，合成鉻、鎂、鐵、鋁的氫氧化物，再通過"沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)"、"重結(jié)晶" 合成二水硫酸鈣晶須、四氧化三鐵磁性粉體和剛玉中間體；再根據(jù)"溶膠一凝 膠法"理論，選用位阻劑，利用"共沉淀"法，合成硅酸凝膠，制備出納米二
氧化硅。采用本方法后最好剩余的尾渣即珞鐵礦砂僅為1.3—1.5%，鉻鐵礦砂回
鉻鹽廠再利用。
本工藝濕法處理鉻渣的提取物主含量均達(dá)到國標(biāo)或部頒標(biāo)準(zhǔn)一、二級甚至特
級標(biāo)準(zhǔn)。為了降低成本，可用石灰代替燒堿。本工藝不僅使鉻渣中Cr"徹底解毒 并可制備出9種產(chǎn)品，分別為氫氧化鉻、氫氧化鎂、氫氧化鋁、二氧化硅、磁 性四氧化三鐵、二水硫酸鈣、剛玉中間體、氯化鈉、尾渣一鉻鐵礦沙；其中前 四種產(chǎn)品為納米或納米級材料，全部產(chǎn)品中C殘留量均低于國家標(biāo)準(zhǔn) (GB5085. 3-1996) 7. 5-375倍以上。鉻渣處理后的提取物質(zhì)量品質(zhì)高，科技附加 值高，銷路好。鉻渣二次資源回收率高達(dá)99.95%以上，真正實(shí)現(xiàn)了鉻渣徹底解 毒和資源全部利用?？傊?，該工藝在常溫常壓下使鉻渣徹底解毒，實(shí)現(xiàn)了絡(luò)渣 的無害化處理，具有極大的社會效益和環(huán)境效益，同時，因?yàn)槭广t渣資源得到 了最大程度的再利用，而且提取的產(chǎn)物品質(zhì)好，價格高，使鉻渣治理具有較大 的經(jīng)濟(jì)效益。
四


圖1為工藝流程圖 五具體實(shí)施方案
一種鉻渣濕法無害化資源綜合利用新工藝，將鉻渣球磨至80~200目，在鹽酸 溶液中一浸，調(diào)節(jié)PH為5 6，用壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的一浸液用亞硫 酸鹽還原六價鉻為三價鉻后，加入燒堿水溶液，調(diào)節(jié)PH為4一-6，粗制氫氧化 鉻，濾液中加硫酸調(diào)PH為5~6，去除剩余濾液中的與鎂共沉淀的鈣，制備二水 硫酸鈣晶須；壓濾后濾液加堿調(diào)節(jié)ra為9-一12，合成超細(xì)氫氧化鎂粉體；壓濾 后溶液濃縮制備氯化鈉；
一浸渣用鹽酸溶液進(jìn)行二次酸浸，控制ra為0. 5~1. 0進(jìn)行固液分離，固液 分離后的二浸液先用亞硫酸鹽還原六價鉻為三價鉻后，加堿調(diào)PH為3—一4. 5，
沉淀氫氧化鐵；經(jīng)壓濾后濾餅加水化開再與二價鐵鹽合成超細(xì)磁性四氧化三鐵； 濾液加堿調(diào)PH3.5-—-5后，沉淀出氫氧化鋁；壓濾后濾液加堿調(diào)P朋一7后，合
成剛玉中間體。二浸渣放入堿溶液中進(jìn)行堿浸，經(jīng)壓濾固液分離后，濾餅即為 鉻鐵礦砂(即尾渣)；濾液中加入位阻劑例如聚乙二醇再加酸調(diào)PH8—9后，合 成硅酸溶膠，經(jīng)陳化、干燥、煅燒進(jìn)而得到二氧化硅超細(xì)粉體。
將粗品氫氧化鉻加硫酸并保持PH1—L 5高速攪拌后壓濾，其濾餅即是二水 硫酸鈣；其濾液加入燒堿水溶液，保持PH5.8—6.0高速攪拌壓濾制得精品氫氧 化鉻。反應(yīng)中所述的燒堿也可用生石灰代替。 實(shí)施例一
將鉻渣球磨至80 200目的200公斤鉻渣投入到攪拌罐中；再將400公斤鹽 酸用800公斤純水稀釋后緩慢加入攪拌罐中進(jìn)行"一酸浸"即第一次酸浸。罐 內(nèi)溶液PH值控制在54，攪拌后用板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，濾液導(dǎo)入還原合 成攪拌罐，加入亞硫酸鈉溶液，使六價鉻還原成三價鉻，緩慢加入一定量燒堿 水溶液，保持PH值為6并攪拌后壓濾得到氫氧化鉻(粗品)。濾液導(dǎo)入合成罐 后，加入l: 4石灰乳調(diào)節(jié)PH值為11攪拌后進(jìn)入壓濾機(jī)。其濾液導(dǎo)入結(jié)晶蒸發(fā)
器制取氯化鈉(粗品)；其濾餅加入合成罐中，并加入30%濃度的硫酸(試劑級)， 并將PH值保持在2—1.5，高速攪拌后，經(jīng)壓濾制得二水硫酸鈣(粗品)；濾液 導(dǎo)入合成罐中，加入氫氧化鈉水溶液，保持PH值為ll，并攪拌后壓濾制得氫氧
化鎂(粗品)。粗品氫氧化鉻加入30%試劑級硫酸并保持rai—i. 5高速攪拌后壓
濾，其濾餅即是二水硫酸鈣；其濾液加入試劑級燒堿水溶液，保持ra5.8—6.0 高速攪拌壓濾制得精品氫氧化鉻，在9(TC干燥24小時即得氫氧化鉻超細(xì)粉體成 品。粗品二水硫酸鈣經(jīng)三次純水清洗、125t:干燥后即得精品二水硫酸鈣。粗品 氫氧化鎂加入3硫酸并保持PH值l一l. 5高速攪拌后壓濾，濾餅即是二水硫酸 鈣；濾液在加入試劑級燒堿水溶液后保持PHll，高速攪拌壓濾，其濾餅在150 °C12小時后干燥后即為精品氫氧化鎂；濾液導(dǎo)入結(jié)晶蒸發(fā)器回收氯化鈉。
二酸浸即第二次酸浸。將一浸后濾餅加入攪拌罐中，用1200公斤純水和400 公斤鹽酸混合后加入攪拌罐中，高速攪拌1小時PH穩(wěn)定在0. 5—1. 0后進(jìn)行壓 濾。濾餅留待堿浸用；濾液按如下順序處理加入少量燒堿水溶液在高速璇轉(zhuǎn) 下還原六價鉻為三價格，在確認(rèn)溶液中無六價鉻反應(yīng)時再將濃度燒堿水溶液緩 慢加入攪拌罐中，并將PH保持在3.4以下攪拌后壓慮。濾餅即為氫氧化鐵；濾 液導(dǎo)入攪拌罐中加入燒堿水溶液，使PH為4.7，攪拌后壓慮。濾餅即為氫氧化 鋁；濾液再導(dǎo)入攪拌罐中加入燒堿水溶液緩慢加入攪拌罐中PH控制在5. 6攪拌 后壓慮。濾餅即為氫氧化絡(luò)(粗品)；濾液導(dǎo)入合成罐中，加入燒堿水溶液并將 ra控制在6.5，攪拌后壓慮，濾餅即為剛玉中間體；濾液導(dǎo)入攪拌罐中加入l: 4石灰乳調(diào)節(jié)PH為11進(jìn)行鈣鎂共沉淀，以下按前述"一酸浸"中所述工藝分別 提取二水硫酸鈣、氫氧化鎂、氯化鈉。將氫氧化鐵濾餅加60公斤純水?dāng)嚢杌_ 后加入氯化亞鐵溶液，經(jīng)攪拌均勻后緩慢加入燒堿水溶液保持PH6.5，壓濾并經(jīng) 充分沖洗后，濾餅即為四氧化三鐵；經(jīng)75° C干燥12小時后酸洗、水洗，再經(jīng) 75° C干燥48小時后即得四氧化三鐵超細(xì)磁性粉體。
一堿浸。即將二酸浸濾餅投入氫氧化鈉(io公斤左右)水溶液中進(jìn)行堿浸
后壓濾，濾餅即為尾渣，是原鉻鹽廠焙燒工藝中未參加反應(yīng)的原生鉻鐵礦砂。
濾液在高速攪拌下加入位阻劑如聚乙二醇5000毫升，再用鹽酸調(diào)節(jié)PH為8 9 合成硅酸溶膠，陳化l日經(jīng)噴霧干燥后將粉體在9(T C條件下干燥48小時后以 10%濃度的鹽酸和純水反復(fù)清洗2--4次，在確認(rèn)六價鉻為陰性反應(yīng)時再將硅酸 凝膠陳化5日后在90° C條件下干燥48小時，再移至高溫爐中900° C煅燒8 小時，自然冷卻至室溫時取出即得二氧化硅超細(xì)粉體。堿浸后只剩1. 3 1. 5%的 尾渣(鉻鐵礦砂)為鉻鹽廠原料。
權(quán)利要求
1、一種鉻渣濕法無害化資源綜合利用新工藝，將鉻渣球磨至80～200目，加水制漿后，在鹽酸溶液中進(jìn)行一浸，調(diào)節(jié)PH為5～6，攪拌后用壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，其特征在于分離后的一浸液用亞硫酸鹽還原六價鉻為三價鉻后，加入燒堿水溶液，調(diào)節(jié)PH為4---6，攪拌后得粗制氫氧化鉻，濾液中加硫酸調(diào)PH為5～6，去除剩余濾液中的與鎂共沉淀的鈣，制備二水硫酸鈣晶須；壓濾后濾液加堿調(diào)節(jié)PH為9---12，合成超細(xì)氫氧化鎂粉體；壓濾后溶液濃縮制備氯化鈉；一浸渣用鹽酸溶液進(jìn)行二次酸浸，控制PH為0.5～1.0進(jìn)行固液分離，固液分離后的二浸液先用亞硫酸鹽還原六價鉻為三價鉻后，加堿調(diào)PH為3----4.5，沉淀氫氧化鐵；經(jīng)壓濾后濾餅加水化開再與二價鐵鹽合成超細(xì)磁性四氧化三鐵；濾液加堿調(diào)PH3.5----5后，沉淀出氫氧化鋁；壓濾后濾液加堿調(diào)PH6—7后，合成剛玉中間體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻渣濕法無害化資源綜合利用新工藝， 其特征在于二浸渣放入堿溶液中進(jìn)行堿浸，經(jīng)壓濾固液分離后，濾 餅即為鉻鐵礦砂(即尾渣)；濾液加入位阻劑再加酸調(diào)PH8—9后，合 成硅酸溶膠，經(jīng)陳化、干燥、煅燒進(jìn)而得到二氧化硅超細(xì)粉體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻渣濕法無害化資源綜合利用新工藝， 其特征在于將粗品氫氧化鉻加硫酸并保持PHl—l. 5攪拌后壓濾， 其濾餅即是二水硫酸鈣；其濾液加入燒堿水溶液，保持PH5.8—6.0 攪拌壓濾制得精品氫氧化鉻。
4、根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鉻渣濕法無害化資源綜合利用新 工藝，其特征在于反應(yīng)中所述的燒堿也可用生石灰代替。
全文摘要
一種鉻渣濕法無害化資源綜合利用新工藝，將鉻渣球磨至80～200目，加水制漿后，在鹽酸溶液中進(jìn)行一浸，調(diào)節(jié)pH為5～6，用壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的一浸液用亞硫酸鹽還原六價鉻為三價鉻后，加入燒堿水溶液，調(diào)節(jié)pH為4-6，粗制氫氧化鉻，濾液中加硫酸調(diào)pH為5～6，去除剩余濾液中的與鎂共沉淀的鈣，制備二水硫酸鈣晶須；壓濾后濾液加堿調(diào)節(jié)pH為9-12，合成超細(xì)氫氧化鎂粉體；壓濾后的溶液濃縮制備氯化鈉；本工藝濕法處理鉻渣的提取物主含量均達(dá)到國標(biāo)或部頒標(biāo)準(zhǔn)一、二級甚至特級標(biāo)準(zhǔn)。本工藝不僅使鉻渣中Cr⁶⁺徹底解毒并可制備出9種產(chǎn)品，分別為氫氧化鉻、氫氧化鎂、氫氧化鋁、二氧化硅、磁性四氧化三鐵、二水硫酸鈣、剛玉中間體、氯化鈉、尾渣-鉻鐵礦沙；鉻渣處理后的提取物質(zhì)量品質(zhì)高。
文檔編號C01G37/02GK101380510SQ200810172569
公開日2009年3月11日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者楊恩清, 高洪恩 申請人:楊恩清;高洪恩