CN101974688A - 由多组分溶液中分离铬离子和铁离子的方法 - Google Patents

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Abstract

一种由多组分溶液中分离铬离子和铁离子的方法,以硫酸浸出铬铁矿后的硫酸铬和硫酸铁混合溶液为原料,加入萃取剂进行萃取,萃取后得到非有机相为硫酸铬溶液,得到有机相为萃取剂和硫酸铁,而后用氢氧化钠溶液对有机相进行反萃取,调节pH值为9~10,得到氢氧化铁、硫酸钠溶液和萃取剂,萃取剂循环使用,利用萃取得到的硫酸铬溶液,采用直接结晶的方法制备硫酸铬,利用氢氧化铁为原料以高温结晶的方法制备氧化铁红颜料。本发明与已有的从硫酸铬和硫酸铁混合溶液中除铁的技术相比较,最为显著的特点为工艺流程短,无“三废”排放,萃取剂循环使用。副产物氧化铁红中不含有六价铬,且可以应用到建筑、涂料和汽车等行业。

Description

由多组分溶液中分离铬离子和铁离子的方法
技术领域
[0001] 本发明属于矿物加工技术领域,涉及铬铁矿的加工技术,具体涉及多组分溶液中 铬离子与铁离子的分离方法。
背景技术
[0002] 目前铬盐制备工艺多以铬铁矿为原料,采用钙化焙烧工艺,不仅工艺流程长,而且 在生产过程中产生大量含有Cr6+的废渣,而这种废渣已被世界各国列为固体废弃物治理的 重中之重。而采用硫酸法制备铬盐过程中又受到溶液中铬铁离子分离的影响,使硫酸法制 备铬盐技术受到限制。溶液中铬离子和铁离子的分离工艺有以下几种:
(1)硫酸亚铁结晶法。硫酸铬和硫酸铁混合溶液一还原一浓缩一结晶一分离一硫酸铬 溶液一浓缩一再结晶一硫酸铬(分离不彻底,硫酸铬中还含有大量的铁离子)。
[0003] (2 )pH值控制法。硫酸铬和硫酸铁混合溶液一滴加纯碱或氢氧化钠溶液一控制PH 值一分离一硫酸铬溶液一浓缩一再结晶一硫酸铬(分离不彻底,硫酸铬中还含有大量的铁 离子)。
[0004] (3)针铁矿法。硫酸铬和硫酸铁混合溶液一浓缩一加入浓硫酸一氧化一结晶一分 离一硫酸铬溶液一浓缩一再结晶一硫酸铬(分离不彻底,硫酸铬中还含有大量的铁离子)。
[0005] 利用萃取法分离溶液中铬铁离子,不仅可以改进除铁工艺,而且对于铬盐行业的 可持续发展具有重要的现实意义。
发明内容
[0006] 针对目前铬铁矿制备铬盐工艺存在的不足之处,本发明提供一种由多组分溶液中 分离铬离子和铁离子的方法,达到减少“三废”排放、减少环境污染的目的。
[0007] 本发明方法的工艺过程如下。
[0008] 以硫酸浸出铬铁矿后的硫酸铬和硫酸铁混合溶液为原料,按质量百分比计,铬离 子含量为39Γ12%,铁离子含量为1%飞%。
[0009] 采用萃取方法除铁,向硫酸铬和硫酸铁混合溶液中加入萃取剂进行萃取,萃取剂 选用十八烷基二甲基叔胺、十八烷基叔胺或双十八烷基叔胺,萃取剂加入量为硫酸铬和硫 酸铁混合溶液体积的10%〜50%,萃取后得到非有机相为硫酸铬溶液,得到有机相为萃取剂 和硫酸铁,而后用质量浓度为5%〜15%的氢氧化钠溶液对有机相进行反萃取,控制氢氧化 钠溶液的加入量为有机相体积的3%〜8%,调节ρΗ值为9〜10,得到氢氧化铁、硫酸钠溶液 和萃取剂,萃取剂循环使用。利用氢氧化铁为原料以高温结晶的方法制备氧化铁红颜料,可 以应用到建筑、涂料和汽车等行业。
[0010] 利用萃取得到的硫酸铬溶液,采用直接结晶的方法制备硫酸铬。硫酸铬产品指标 如表1所示,氧化铁红产品指标如表2所示,采用化学分析方法。
[0011] 表1直接结晶制备的硫酸铬指标
Figure CN101974688AD00041
表2利用氢氧化铁高温结晶制备的氧化铁红指标
Figure CN101974688AD00042
本发明与已有的从硫酸铬和硫酸铁混合溶液中除铁的技术相比较,最为显著的特点为 工艺流程短,无“三废”排放,萃取剂循环使用。副产物氧化铁红中不含有六价铬,且可以应 用到建筑、涂料和汽车等行业。
附图说明
[0012] 附图为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
[0013] 实施例1
由多组分溶液中分离铬离子和铁离子的工艺过程如下。
[0014] 以硫酸浸出铬铁矿后的硫酸铬和硫酸铁混合溶液为原料,按质量百分比计,铬离 子含量为7%,铁离子含量为4%。
4[0015] 采用萃取方法除铁,向硫酸铬和硫酸铁混合溶液中加入萃取剂进行萃取,萃取剂 选用十八烷基二甲基叔胺,萃取剂加入量为硫酸铬和硫酸铁混合溶液体积的30%,萃取后得 到非有机相为硫酸铬溶液,得到有机相为萃取剂和硫酸铁,而后用质量浓度为10%的氢氧 化钠溶液对有机相进行反萃取,控制氢氧化钠溶液的加入量为有机相体积的5%,调节pH值 为9. 5,得到氢氧化铁、硫酸钠溶液和萃取剂,萃取剂循环使用。利用氢氧化铁为原料以高温 结晶的方法制备氧化铁红颜料。
[0016] 利用萃取得到的硫酸铬溶液,采用直接结晶的方法制备硫酸铬。
[0017] 利用萃取得到的硫酸铬溶液,采用直接结晶的方法制得紫色硫酸铬晶体 (Cr2(SO4)3 · 18H20)。硫酸铬产品指标如表1所示,采用化学分析方法。
[0018] 实施例2
由多组分溶液中分离铬离子和铁离子的工艺过程如下。
[0019] 以硫酸浸出铬铁矿后的硫酸铬和硫酸铁混合溶液为原料,按质量百分比计,铬离 子含量为12%,铁离子含量为6%。
[0020] 采用萃取方法除铁,向硫酸铬和硫酸铁混合溶液中加入萃取剂进行萃取,萃取剂 选用十八烷基叔胺,萃取剂加入量为硫酸铬和硫酸铁混合溶液体积的50%,萃取后得到非有 机相为硫酸铬溶液,得到有机相为萃取剂和硫酸铁,而后用质量浓度为15%的氢氧化钠溶 液对有机相进行反萃取,控制氢氧化钠溶液的加入量为有机相体积的3%,调节pH值为10, 得到氢氧化铁、硫酸钠溶液和萃取剂,萃取剂循环使用。利用氢氧化铁为原料以高温结晶的 方法制备氧化铁红颜料。
[0021] 利用萃取得到的硫酸铬溶液,采用直接结晶的方法制备硫酸铬。
[0022] 利用萃取得到的硫酸铬溶液,采用直接结晶的方法制得紫色硫酸铬晶体 (Cr2(SO4)3 · 18H20)。硫酸铬产品指标如表1所示,采用化学分析方法。
[0023] 实施例3
由多组分溶液中分离铬离子和铁离子的工艺过程如下。
[0024] 以硫酸浸出铬铁矿后的硫酸铬和硫酸铁混合溶液为原料,按质量百分比计,铬离 子含量为3%,铁离子含量为1%。
[0025] 采用萃取方法除铁,向硫酸铬和硫酸铁混合溶液中加入萃取剂进行萃取,萃取剂 选用双十八烷基叔胺,萃取剂加入量为硫酸铬和硫酸铁混合溶液体积的10%,萃取后得到非 有机相为硫酸铬溶液,得到有机相为萃取剂和硫酸铁,而后用质量浓度为5%的氢氧化钠溶 液对有机相进行反萃取,控制氢氧化钠溶液的加入量为有机相体积的8%,调节pH值为9, 得到氢氧化铁、硫酸钠溶液和萃取剂,萃取剂循环使用。利用氢氧化铁为原料以高温结晶的 方法制备氧化铁红颜料。
[0026] 利用萃取得到的硫酸铬溶液,采用直接结晶的方法制备硫酸铬。
[0027] 利用萃取得到的硫酸铬溶液,采用直接结晶的方法制得紫色硫酸铬晶体 (Cr2(SO4)3 · 18H20)。硫酸铬产品指标如表1所示,采用化学分析方法。
[0028] 实施例4
由多组分溶液中分离铬离子和铁离子的工艺过程如下。
[0029] 以硫酸浸出铬铁矿后的硫酸铬和硫酸铁混合溶液为原料,按质量百分比计,铬离 子含量为10%,铁离子含量为2%。[0030] 采用萃取方法除铁,向硫酸铬和硫酸铁混合溶液中加入萃取剂进行萃取,萃取剂 选用十八烷基二甲基叔胺,萃取剂加入量为硫酸铬和硫酸铁混合溶液体积的25%,萃取后得 到非有机相为硫酸铬溶液,得到有机相为萃取剂和硫酸铁,而后用质量浓度为12%的氢氧 化钠溶液对有机相进行反萃取,控制氢氧化钠溶液的加入量为有机相体积的6%,调节pH值 为10,得到氢氧化铁、硫酸钠溶液和萃取剂,萃取剂循环使用。利用氢氧化铁为原料以高温 结晶的方法制备氧化铁红颜料。
[0031] 利用萃取得到的硫酸铬溶液,采用直接结晶的方法制备硫酸铬。
[0032] 利用萃取得到的硫酸铬溶液,采用直接结晶的方法制得紫色硫酸铬晶体 (Cr2(SO4)3 · 18H20)。硫酸铬产品指标如表1所示,采用化学分析方法。

Claims (3)

  1. 一种由多组分溶液中分离铬离子和铁离子的方法,其特征在于以硫酸浸出铬铁矿后的硫酸铬和硫酸铁混合溶液为原料,向硫酸铬和硫酸铁混合溶液中加入萃取剂进行萃取,萃取剂选用十八烷基二甲基叔胺、十八烷基叔胺或双十八烷基叔胺,萃取剂加入量为硫酸铬和硫酸铁混合溶液体积的10%~50%,萃取后得到非有机相为硫酸铬溶液,得到有机相为萃取剂和硫酸铁,而后用氢氧化钠溶液对有机相进行反萃取,调节 pH值为9~10,得到氢氧化铁、硫酸钠溶液和萃取剂,萃取剂循环使用,利用萃取得到的硫酸铬溶液,采用直接结晶的方法制备硫酸铬。
  2. 2.按照权利要求1所述的由多组分溶液中分离铬离子和铁离子的方法,其特征在于硫 酸铬和硫酸铁混合溶液中,按质量百分比计,铬离子含量为39Γ12%,铁离子含量为1%飞%。
  3. 3.按照权利要求1所述的由多组分溶液中分离铬离子和铁离子的方法,其特征在于 用质量浓度为5%〜15%的氢氧化钠溶液对有机相进行反萃取,控制氢氧化钠溶液的加入量 为有机相体积的3%〜8%。
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