專利名稱：用鉻渣制備氫氧化鉻聯(lián)產(chǎn)氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉻化合物制造企業(yè)三廢治理和利用的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用鉻渣制備氫氧化鉻聯(lián)產(chǎn)氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的方法。
背景技術(shù)：
鉻鹽生產(chǎn)的固體廢物主要是指在重鉻酸鈉生產(chǎn)過程中，鉻鐵礦經(jīng)過焙燒后用水浸取重鉻酸鈉的殘?jiān)ǚQ鉻渣。鉻渣是屬劇毒、危險(xiǎn)性的廢渣，其外觀有黃、黑、赭等顏色。鉻渣中常含有鈣、鎂、鐵、鋁等氧化物和三氧化二鉻、水溶性鉻酸鈉、酸溶性鉻酸鈉等。鉻的毒性主要六價(jià)鉻，六價(jià)鉻的毒性主要來(lái)自于其強(qiáng)氧化性引起對(duì)有機(jī)體的腐蝕與破壞，也是醫(yī)學(xué)公認(rèn)的致癌物質(zhì)。由于所用原料、生產(chǎn)工藝及配方不同，鉻渣的生產(chǎn)量和組成隨之而不同。經(jīng)檢測(cè)， 鉻渣的組成為三氧化二鉻占總渣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的2. 5% 4%，水溶性六價(jià)鉻占總渣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的0. 1. 34%，酸溶性六價(jià)鉻占總渣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的0. 9% 1. 4%，氧化鈣占總渣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的 36%，氧化鎂占總渣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的20% 33%，三氧化二鋁占總渣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的5% 8%，二氧化硅占總渣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的8% 11%。由于鉻渣的毒性很大，土壤及地下水一旦受到六價(jià)鉻的污染，土壤不能耕作，地下水無(wú)法引用，如果不能采取專門的治理措施，這種污染幾十年無(wú)法消除，周圍的生態(tài)幾十年無(wú)法恢復(fù)。由此可知，鉻渣如不及時(shí)進(jìn)行解毒處理，一旦污染了環(huán)境，特別是地下水和土壤， 其后果是非常嚴(yán)重的。在無(wú)還原劑時(shí)，重鉻酸鈉的水溶液含有劇毒的六價(jià)鉻離子，鉻渣露天堆放，受雨雪淋浸，所含的六價(jià)鉻被溶出滲入地下水或進(jìn)入河流、湖泊中，污染環(huán)境。嚴(yán)重污染帶內(nèi)水中六價(jià)鉻含量可高達(dá)每升數(shù)十毫克，超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)若干倍。六價(jià)鉻、鉻化合物以及鉻化合物氣溶膠等，同時(shí)也能以多種形式危害人畜健康，因此鉻渣的堆存場(chǎng)必須采取鋪地防滲和加設(shè)棚罩。為了防止鉻渣的危害，通常的辦法是對(duì)其進(jìn)行高溫處理，消除其毒性；另外在有還原劑的酸性條件下，或在有堿金屬硫化物、硫氫化物的堿性條件下，或在有硫、碳和碳化物存在的高溫、缺氧條件下，六價(jià)鉻都可還原為毒性較小的三價(jià)鉻。目前，鉻渣的利用主要有以下幾個(gè)方面①制燒結(jié)磚將鉻渣干燥、粉碎，按鉻渣粉40%和粘土 60%的比例混合配料，制成磚坯，入窯燒制。在高溫和強(qiáng)還原性環(huán)境中，六價(jià)鉻還原為不溶于水的三氧化二鉻，消除劇毒，所制得的磚材可達(dá)到建筑要求。②制高強(qiáng)鉻鋇磚將5份鉻渣和3份碳酸鋇渣混合加水40 %，在球磨機(jī)內(nèi)濕磨。鉻渣中的六價(jià)鉻變成不溶于水的鉻酸鋇，一部分轉(zhuǎn)化成三價(jià)鉻；按3份鉻鋇渣漿和2份煤渣配料，經(jīng)過碾壓和燜料，制成磚坯；然后經(jīng)升溫、恒溫、降溫各2小時(shí)，在8個(gè)大氣壓力下進(jìn)行壓蒸養(yǎng)護(hù)，制成鉻鋇磚。鉻渣中含較多氧化鎂，體積會(huì)膨脹，需要存放一段時(shí)間，體積穩(wěn)定后使用。
③制鉻渣鑄石以30 %鉻渣、25 %硅酸鹽和45 %煤渣配料，再摻入3 5 %氧化鐵，經(jīng)熔融澆鑄，結(jié)晶退火，制得抗壓強(qiáng)度為4800 5500千克力/厘米的高強(qiáng)度、耐磨損、 防腐蝕的鑄石。④制水泥用鉻渣、石灰石、粘土等原料按普通硅酸鹽水泥配料，可以燒制水泥熟料，用來(lái)制造水泥；利用碳還原后的鉻渣同高爐?；?、轉(zhuǎn)爐鋼渣和硅酸鹽水泥熟料，加入 5%左右石膏，也可制造少熟料鋼鐵渣水泥。此外，鉻渣還可代替鉻礦粉，作為玻璃的翠綠色著色劑。水淬鉻渣還可作為水泥混合材料、礦棉原料、耐熱膠凝材料、熔融水泥原料等。日本在除毒后的鉻渣中，加入硫酸亞鐵、氧化亞鐵等還原劑，制成可塑性凝固材料或作石膏板材填充料。雖然，上述這些利用都能一定程度的處理掉鉻渣，但是，由于鉻渣具有毒性，難以運(yùn)輸，它的利用尚未打開局面；在對(duì)鉻渣進(jìn)行處理時(shí)，只局限于消除其毒性并沒有充分利用其所含有的、有價(jià)值的元素；目前也沒有用鉻渣制備氫氧化鉻聯(lián)產(chǎn)氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的方法的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用鉻渣制備氫氧化鉻聯(lián)產(chǎn)氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的方法，該方法不僅工藝簡(jiǎn)單，而且能有效處理廢渣的同時(shí)還能制得多種有價(jià)值的產(chǎn)品。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種用鉻渣制備氫氧化鉻聯(lián)產(chǎn)氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的方法，包括如下制備步驟步驟A、將鉻渣裝入盛有鹽酸的第一耐腐蝕反應(yīng)器里充分?jǐn)嚢?，其中所述的鉻渣分別以折算好的三價(jià)鉻和六價(jià)鉻與鹽酸按照純質(zhì)量比1 0.47進(jìn)行酸解反應(yīng)，反應(yīng)得到氯化鉻、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的混合物I ；步驟B、將步驟A中所得混合物I用第一過濾器進(jìn)行過濾；步驟C、將步驟B中過濾所得濾餅送去另行深加工；步驟D、將步驟B中過濾所得濾液送入到沉降罐，再往沉降罐中加入水，使氯化鉻水解形成氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的混合物質(zhì)和氫氧化鉻沉淀的混合物II ；根據(jù)計(jì)算加入適量的水即可，不能加入過量的水，以免造成氯化鉻過早水解形成三價(jià)的氫氧化鉻混合到剩余殘?jiān)?；步驟E、將步驟D中所得混合物II用第二過濾器進(jìn)行過濾；步驟F、將步驟E中所得濾餅依次用第一冷卻器、第一洗滌甩干機(jī)、第一干燥器、第一粉碎機(jī)進(jìn)行冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到氫氧化鉻產(chǎn)品；步驟G、將步驟E中所得濾液送入超耐腐蝕的減壓蒸餾器中進(jìn)行減壓蒸餾，根據(jù)各物質(zhì)的凝固點(diǎn)不同分別排出氯化鈣晶體、氯化鎂晶體和氯化鋁晶體；步驟H、將步驟G中得到的氯化鈣晶體分別用耐腐蝕的第一精餾器、第二冷卻器、 第二洗滌甩干機(jī)、第二干燥器、第二粉碎機(jī)進(jìn)行精餾、冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到氯化鈣晶體產(chǎn)品；步驟I、將步驟G中得到的氯化鎂晶體分別用耐腐蝕的第二精餾器、第三冷卻器、 第三洗滌甩干機(jī)、第三干燥器、第三粉碎機(jī)進(jìn)行精餾、冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到氯化鎂體產(chǎn)品；步驟J、將步驟G中得到的氯化鋁晶體分別用耐腐蝕的第三精餾器、第四冷卻器、 第四洗滌甩干機(jī)、第四干燥器、第四粉碎機(jī)進(jìn)行精餾、冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到氯化鋁晶體產(chǎn)品。較佳地，所述步驟C中所使用的鹽酸為體積百分比濃度為60% 75%的鹽酸溶液。本發(fā)明的反應(yīng)原理為三價(jià)鉻的反應(yīng)Cr203+6HCl= = = = = 2CrCl3+3H20CrCl3+3H20 = = = = = Cr (OH) 3+3HCl六價(jià)鉻的反應(yīng):2Cr03+12HCl= = = = = 2CrCl3+3Cl2+6H20
CrCl3+3H20 = = = = = Cr (OH) 3+3HCl鈣、鎂、鋁的反應(yīng)Ca0+2HC1 = = = = = CaCl2+H20Mg0+2HC1 = = = = = MgCl2+H20A1203+3HC1 = = = = = A1C13+3H20本發(fā)明主要是先將鉻渣用鹽酸進(jìn)行酸解后過濾，濾液再進(jìn)行沉降，分離沉降液后， 濾餅經(jīng)洗滌甩干、干燥粉碎后得到氫氧化鉻產(chǎn)品，濾液為氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁和濾液經(jīng)過減壓蒸餾最后制得氯化錳產(chǎn)品；本發(fā)明既能干干凈凈的吞掉廢渣，減輕廢渣對(duì)環(huán)境的污染；又能制得有價(jià)值的氫氧化鉻和氯化錳與氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁，不僅具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，而且工藝及生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，是一種比較實(shí)際的處理和利用方法。


圖1是用鉻渣制備氫氧化鉻聯(lián)產(chǎn)氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的方法的工藝流程圖；其中1-第一耐腐蝕反應(yīng)器，2-第一過濾器，3-沉降罐，4-第二過濾器，5-第一冷卻器，6-第一洗滌甩干機(jī)，7-第一干燥器，8-第一粉碎機(jī)，9-氫氧化鉻產(chǎn)品，10-減壓蒸餾器，11-第一精餾器，111-第二冷卻器，112-第二洗滌甩干機(jī)，113-第二干燥器，114-第二粉碎機(jī)，20-氯化鈣晶體產(chǎn)品，12-第二精餾器，121-第三冷卻器，122-第三洗滌甩干機(jī)， 123-第三干燥器，124-第三粉碎機(jī)，21-氯化鎂晶體產(chǎn)品，13-第三精餾器，131-第四冷卻器，132-第四洗滌甩干機(jī)，133-第四干燥器，134-第四粉碎機(jī)，22-氯化鈣晶體產(chǎn)品。具體的實(shí)施方式一種用鉻渣制備氫氧化鉻聯(lián)產(chǎn)氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的方法，包括如下制備步驟步驟A、將鉻渣IOOOKg (其中，三價(jià)鉻為30Kg，六價(jià)鉻為10Kg，氧化鈣為300Kg，氧化鎂為250Kg，氧化鋁為60Kg)裝入盛有鹽酸的第一耐腐蝕反應(yīng)器1里充分?jǐn)嚢?，其中所述的鉻渣分別以折算好的三價(jià)鉻和六價(jià)鉻與鹽酸按照純質(zhì)量比1 0.47進(jìn)行酸解反應(yīng)，反應(yīng)得到氯化鉻、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的混合物I ；鹽酸為體積百分比濃度為68%的鹽酸溶液；其中，鹽酸體積百分比濃度在60% 75%之間能取得較好產(chǎn)量；步驟B、將步驟A中所得混合物I用第一過濾器2進(jìn)行過濾；
步驟C、將步驟B中過濾所得濾餅送去另行深加工；步驟D、將步驟B中過濾所得濾液送入到沉降罐3，再往沉降罐3中加入水，使氯化鉻水解形成氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的混合物質(zhì)和氫氧化鉻沉淀的混合物II ；步驟E、將步驟D中所得混合物II用第二過濾器4進(jìn)行過濾；步驟F、將步驟E中所得濾餅依次用第一冷卻器5、第一洗滌甩干機(jī)6、第一干燥器 7、第一粉碎機(jī)8進(jìn)行冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到15. 49Kg氫氧化鉻產(chǎn)品9， (其中三價(jià)鉻所產(chǎn)生的為13. 24Kg，六價(jià)鉻所產(chǎn)生的為2. 2IKg)；步驟G、將步驟E中所得濾液送入超耐腐蝕的減壓蒸餾器10中進(jìn)行減壓蒸餾，根據(jù)各物質(zhì)的凝固點(diǎn)不同分別排出氯化鈣晶體、氯化鎂晶體和氯化鋁晶體；步驟H、將步驟G中得到的氯化鈣晶體分別用耐腐蝕的第一精餾器11、第二冷卻器 111、第二洗滌甩干機(jī)112、第二干燥器113、第二粉碎機(jī)114進(jìn)行精餾、冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到214. 65Kg氯化鈣晶體產(chǎn)品20 ；步驟I、將步驟G中得到的氯化鎂晶體分別用耐腐蝕的第二精餾器12、第三冷卻器 121、第三洗滌甩干機(jī)122、第三干燥器123、第三粉碎機(jī)IM進(jìn)行精餾、冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到153. 46Kg氯化鎂體產(chǎn)品21 ；步驟J、將步驟G中得到的氯化鋁晶體分別用耐腐蝕的第三精餾器13、第四冷卻器 131、第四洗滌甩干機(jī)132、第四干燥器133、第四粉碎機(jī)134進(jìn)行精餾、冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到34. 38Kg氯化鋁晶體產(chǎn)品22。上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用鉻渣制備氫氧化鉻聯(lián)產(chǎn)氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的方法，其特征在于，包括如下制備步驟步驟A、將鉻渣裝入盛有鹽酸的第一耐腐蝕反應(yīng)器(1)里充分?jǐn)嚢?，其中所述的鉻渣分別以折算好的三價(jià)鉻和六價(jià)鉻與鹽酸按照純質(zhì)量比1 0.47進(jìn)行酸解反應(yīng)，反應(yīng)得到氯化鉻和氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的混合物I ；步驟B、將步驟A中所得混合物I用第一過濾器( 進(jìn)行過濾； 步驟C、將步驟B中過濾所得濾餅送去另行深加工；步驟D、將步驟B中過濾所得濾液送入到沉降罐(3)，再往沉降罐C3)中加入水，使氯化鉻水解形成氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的混合物質(zhì)和氫氧化鉻沉淀的混合物II ； 步驟E、將步驟D中所得混合物II用第二過濾器(4)進(jìn)行過濾； 步驟F、將步驟E中所得濾餅依次用第一冷卻器(5)、第一洗滌甩干機(jī)(6)、第一干燥器 (7)、第一粉碎機(jī)(8)進(jìn)行冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到氫氧化鉻產(chǎn)品(9)； 步驟G、將步驟E中所得濾液送入超耐腐蝕的減壓蒸餾器(10)中進(jìn)行減壓蒸餾，根據(jù)各物質(zhì)的凝固點(diǎn)不同分別排出氯化鈣晶體、氯化鎂晶體和氯化鋁晶體；步驟H、將步驟G中得到的氯化鈣晶體分別用耐腐蝕的第一精餾器(11)、第二冷卻器 (111)、第二洗滌甩干機(jī)(112)、第二干燥器(113)、第二粉碎機(jī)(114)進(jìn)行精餾、冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到氯化鈣晶體產(chǎn)品00)；步驟I、將步驟G中得到的氯化鎂晶體分別用耐腐蝕的第二精餾器(12)、第三冷卻器 (121)、第三洗滌甩干機(jī)(122)、第三干燥器(123)、第三粉碎機(jī)(124)進(jìn)行精餾、冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到氯化鎂體產(chǎn)品；步驟J、將步驟G中得到的氯化鋁晶體分別用耐腐蝕的第三精餾器(13)、第四冷卻器 (131)、第四洗滌甩干機(jī)(132)、第四干燥器(133)、第四粉碎機(jī)(134)進(jìn)行精餾、冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到氯化鋁晶體產(chǎn)品02)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用鉻渣制備氫氧化鉻聯(lián)產(chǎn)氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的方法，其特征在于，所述步驟C中所使用的鹽酸為體積百分比濃度為60% 75%的鹽酸溶液。
全文摘要
本發(fā)明屬于鉻化合物制造企業(yè)中三廢治理和綜合利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用鉻渣制備氫氧化鉻聯(lián)產(chǎn)氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的方法；本發(fā)明主要是先將鉻渣用鹽酸進(jìn)行酸解后過濾，濾液再進(jìn)行沉降，分離沉降液后，濾液和濾餅分別進(jìn)行深加工得到氫氧化鉻和氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁；本發(fā)明既能干干凈凈的吞掉廢渣，減輕廢渣對(duì)環(huán)境的污染；又能制得有價(jià)值的氫氧化鉻和氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁，不僅具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，而且工藝及生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，是一種比較實(shí)際的處理和利用方法。
文檔編號(hào)B09B3/00GK102259923SQ201010598158
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者王嘉興 申請(qǐng)人:王嘉興