CN102259921A

CN102259921A - 用铬渣制备氢氧化铬联产氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐的方法

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Publication number: CN102259921A
Application number: CN2010105981176A
Authority: CN
Inventors: 王嘉兴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2011-11-30

Abstract

本发明属于铬化合物制造企业中三废治理和综合利用的技术领域，特别是一种用铬渣制备氢氧化铬联产氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐的方法；本发明主要是先将铬渣用盐酸进行酸解后过滤，滤液再进行沉降，分离沉降液后，滤液和滤饼分别进行深加工得到氢氧化铬和氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐；本发明既能干干净净的吞掉废渣，减轻废渣对环境的污染；又能制得有价值的氢氧化铬和氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐，不仅具有显著的社会效益和经济效益，而且工艺及生产设备简单，是一种比较实际的处理和利用方法。

Description

用铬渣制备氢氧化铬联产氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐的方法

技术领域

本发明涉及铬化合物制造企业三废治理和利用的技术领域，尤其是一种用铬渣制备氢氧化铬联产氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐的方法。

技术背景

铬盐生产的固体废物主要是指在重铬酸钠生产过程中，铬铁矿经过焙烧后用水浸取重铬酸钠的残渣通称铬渣。铬渣是属剧毒、危险性的废渣，其外观有黄、黑、赭等颜色。铬渣中常含有钙、镁、铁、铝等氧化物和三氧化二铬、水溶性铬酸钠、酸溶性铬酸钠等。铬的毒性主要六价铬，六价铬的毒性主要来自于其强氧化性引起对有机体的腐蚀与破坏，也是医学公认的致癌物质。

由于所用原料、生产工艺及配方不同，铬渣的生产量和组成随之而不同。经检测，铬渣的组成为：三氧化二铬占总渣质量百分数的2.5％～4％，水溶性六价铬占总渣质量百分数的0.28％～1.34％，酸溶性六价铬占总渣质量百分数的0.9％～1.4％，氧化钙占总渣质量百分数的29％～36％，氧化镁占总渣质量百分数的20％～33％，三氧化二铝占总渣质量百分数的5％～8％，二氧化硅占总渣质量百分数的8％～11％。

由于铬渣的毒性很大，土壤及地下水一旦受到六价铬的污染，土壤不能耕作，地下水无法引用，如果不能采取专门的治理措施，这种污染几十年无法消除，周围的生态几十年无法恢复。由此可知，铬渣如不及时进行解毒处理，一旦污染了环境，特别是地下水和土壤，其后果是非常严重的

在无还原剂时，重铬酸钠的水溶液含有剧毒的六价铬离子，铬渣露天堆放，受雨雪淋浸，所含的六价铬被溶出渗入地下水或进入河流、湖泊中，污染环境，严重污染带内水中六价铬含量可高达每升数十毫克，超过饮用水标准若干倍。六价铬、铬化合物以及铬化合物气溶胶等，同时也能以多种形式危害人畜健康，因此铬渣的堆存场必须采取铺地防渗和加设棚罩。

为了防止铬渣的危害，通常的办法是对其进行高温处理，消除其毒性。另外在有还原剂的酸性条件下，或在有碱金属硫化物、硫氢化物的碱性条件下，或在有硫、碳和碳化物存在的高温、缺氧条件下，六价铬都可还原为毒性较小的三价铬。目前，铬渣的利用主要有以下几个方面：

①制烧结砖：将铬渣干燥、粉碎，按铬渣粉40％和粘土60％的比例混合配料，制成砖坯，入窑烧制。在高温和强还原性环境中，六价铬还原为不溶于水的三氧化二铬，消除剧毒，所制得的砖材可达到建筑要求。

②制高强铬钡砖：将5份铬渣和3份碳酸钡渣混合加水40％，在球磨机内湿磨。铬渣中的六价铬变成不溶于水的铬酸钡，一部分转化成三价铬；按3份铬钡渣浆和2份煤渣配料，经过碾压和焖料，制成砖坯；然后经升温、恒温、降温各2小时，在8个大气压力下进行压蒸养护，制成铬钡砖。铬渣中含较多氧化镁，体积会膨胀，需要存放一段时间，体积稳定后使用。

③制铬渣铸石：以30％铬渣、25％硅酸盐和45％煤渣配料，再掺入3～5％氧化铁，经熔融浇铸，结晶退火，制得抗压强度为4800～5500千克力/厘米的高强度、耐磨损、防腐蚀的铸石。

④制水泥：用铬渣、石灰石、粘土等原料按普通硅酸盐水泥配料，可以烧制水泥熟料，用来制造水泥；利用碳还原后的铬渣同高炉粒化渣、转炉钢渣和硅酸盐水泥熟料，加入5％左右石膏，也可制造少熟料钢铁渣水泥。

此外，铬渣还可代替铬矿粉，作为玻璃的翠绿色着色剂；水淬铬渣还可作为水泥混合材料、矿棉原料、耐热胶凝材料、熔融水泥原料等。日本在除毒后的铬渣中，加入硫酸亚铁、氧化亚铁等还原剂，制成可塑性凝固材料或作石膏板材填充料。

虽然，上述这些利用都能一定程度的处理掉铬渣，但是，由于铬渣具有毒性，难以运输，它的利用尚未打开局面；在对铬渣进行处理时，只局限于消除其毒性并没有充分利用其所含有的，有价值的物质；目前也没有用铬渣制备氢氧化铬联产氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐的方法的相关报道。

发明内容

本发明提供了一种用铬渣制备氢氧化铬联产氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐的方法，该方法不仅工艺简单，而且能有效处理废渣的同时还能制得多种有价值的产品。

为了达到上述的目的，本发明的技术方案为：

一种用铬渣制备氢氧化铬联产氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐的方法，包括如下制备步骤：

步骤A、将铬渣装入盛有盐酸的第一耐腐蚀反应器里充分搅拌，其中所述的铬渣以折算好的纯三氧化二铬与盐酸按照纯质量比1∶0.47进行酸解反应，反应得到氯化铬、氯化钙、氯化镁、氯化铝的混合物I；

步骤B、将步骤A中所得混合物I用第一过滤器进行过滤；

步骤C、将步骤B中过滤所得滤饼送去另行深加工；

步骤D、将步骤B中过滤所得滤液送入到沉降罐，再往沉降罐中加入水，使氯化铬水解形成三价氢氧化铬沉淀和氯化钙、氯化镁、氯化铝的混合物II；根据计算加入适量的水即可，不能加入过量的水，以免造成氯化铬过早水解形成三价的氢氧化铬混合到剩余残渣里；

步骤E、将步骤D中所得混合物II用第二过滤器进行过滤；

步骤F、将步骤E中所得滤饼依次用第一冷却器、第一洗涤甩干机、第一干燥器、第一粉碎机进行冷却、洗涤甩干、干燥和粉碎后检斤包装得到氢氧化铬产品；

步骤G、将步骤E中所得滤液以纯氯化钙计与碳酸锶按纯质量比1∶1.33反应于第二耐腐蚀反应器里，在缓缓的搅拌下进行化学反应，反应生成氯化锶和碳酸钙、碳酸镁、碳酸铝的混合物III；

步骤H、将步骤G中所得混合物III用第三过滤器；

步骤I、将步骤H中所得滤饼依次用第二冷却器、第二洗涤甩干机、第二干燥器、第二粉碎机进行冷却、洗涤甩干、干燥和粉碎后检斤包装得到钙、镁、铝混合碳酸盐产品；

步骤J、将步骤H中所得滤液送入耐腐蚀的减压蒸馏器里，进行减压蒸馏，当达到氯化锶的凝固点析出氯化锶晶体时，再用第三冷却器对氯化锶晶体进行恒温冷却30～50分钟，得到氯化锶粗品；

步骤K、将步骤J中所得到的氯化锶粗品用精蒸馏器进行精馏，得到氯化锶产品。

较佳地，所述步骤C中所使用的盐酸为体积百分比浓度为60％～75％的盐酸溶液。

本发明的反应原理为：

三价铬的反应：Cr₂O₃+6HCl＝＝＝＝＝2CrCl₃+3H₂O

CrCl₃+3H₂O＝＝＝＝＝Cr(OH)₃+3HCl

六价铬的反应：2CrO₃+12HCl＝＝＝＝＝2CrCl₃+3Cl₂+6H₂O

CrCl₃+3H₂O＝＝＝＝＝Cr(OH)₃+3HCl

钙、镁、铝的反应：

CaO+2HCl＝＝＝＝＝CaCl₂+H₂O

CaCl₂+SrCO₃＝＝＝＝＝SrCl₂+CaCO₃

MgO+2HCl＝＝＝＝＝MgCl₂+H₂O

3MgCl₂+SrCO₃＝＝＝＝＝SrCl₂+MgCO₃

Al₂O₃+3HCl＝＝＝＝＝AlCl₃+3H₂O

2AlCl₃+3SrCO₃＝＝＝＝＝3SrCl₂+Al₂(CO₃)₃

本发明主要是先将铬渣用盐酸进行酸解后过滤，滤液再进行沉降，分离沉降液后，滤饼经洗涤甩干、干燥粉碎后得到氢氧化铬产品，滤液与碳酸锶反应后，再次过滤，滤饼加工制得钙、镁、铝混合碳酸盐和滤液经过减压蒸馏最后制得氯化锶产品；本发明既能干干净净的吞掉废渣，减轻废渣对环境的污染；又能制得有价值的氢氧化铬和氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐，不仅具有显著的社会效益和经济效益，而且工艺及生产设备简单，是一种比较实际的处理和利用方法。

附图说明

图1是用铬渣制备氢氧化铬联产氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐的方法的工艺流程图；

其中：

1-第一耐腐蚀反应器，2-第一过滤器，3-沉降罐，4-第二过滤器，5-第一冷却器，6-第一洗涤甩干机，7-第一干燥器，8-第一粉碎机，9-氢氧化铬产品，10-第二耐腐蚀反应器，11-第三过滤器，12-第二冷却器，13-第二洗涤甩干机，14-第二干燥器，15-第二粉碎机，16-钙、镁、铝混合碳酸盐产品，17-减压蒸馏器，18-第三冷却器，19-氯化锶粗品，20-精蒸馏器，21-氯化锶产品。

具体的实施方式

步骤A、将铬渣1000Kg(其中，三价铬为30Kg，六价铬为10Kg，氧化钙为300Kg，氧化镁为250Kg，氧化铝为60Kg)装入盛有盐酸的第一耐腐蚀反应器1里充分搅拌，其中所述的铬渣以折算好的纯三氧化二铬与盐酸按照纯质量比1∶0.47进行酸解反应，反应得到氯化铬、氯化钙、氯化镁、氯化铝的混合物I；盐酸为体积百分比浓度为67％盐酸溶液；其中，盐酸体积百分比浓度在60％～75％之间能取得较好产量；

步骤B、将步骤A中所得混合物I用第一过滤器2进行过滤；

步骤C、将步骤B中过滤所得滤饼送去另行深加工；

步骤D、将步骤B中过滤所得滤液送入到沉降罐3，再往沉降罐3中加入水，使氯化铬水解形成三价氢氧化铬沉淀和氯化钙、氯化镁、氯化铝的混合物II；

步骤E、将步骤D中所得混合物II用第二过滤器4进行过滤；

步骤F、将步骤E中所得滤饼依次用第一冷却器5、第一洗涤甩干机6、第一干燥器7、第一粉碎机8进行冷却、洗涤甩干、干燥和粉碎后检斤包装得到15.49Kg氢氧化铬产品9，(其中三价铬所产生的为13.24Kg，六价铬所产生的为2.21Kg)；

步骤G、将步骤E中所得滤液以纯氯化钙计与碳酸锶按纯质量比1∶1.33反应于第二耐腐蚀反应器10里，在缓缓的搅拌下进行化学反应，反应生成氯化锶和碳酸钙、碳酸镁、碳酸铝的混合物III；

步骤H、将步骤G中所得混合物III用第三过滤器11；

步骤I、将步骤H中所得滤饼依次用第二冷却器12、第二洗涤甩干机13、第二干燥器14、第二粉碎机15进行冷却、洗涤甩干、干燥和粉碎后检斤包装得到359.41Kg钙、镁、铝混合碳酸盐产品16，(其中，碳酸钙为193.59Kg，碳酸镁为135.91Kg，碳酸铝为29.91Kg)；

步骤J、将步骤H中所得滤液送入耐腐蚀的减压蒸馏器17里，进行减压蒸馏，当达到氯化锶的凝固点析出氯化锶晶体时，再用第三冷却器18对氯化锶晶体进行恒温冷却30～50分钟，得到氯化锶粗品19；

步骤K、将步骤J中所得到的氯化锶粗品19用精蒸馏器20进行精馏，得到623.42Kg氯化锶产品21。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims

1.用铬渣制备氢氧化铬联产氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐的方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

步骤A、将铬渣装入盛有盐酸的第一耐腐蚀反应器(1)里充分搅拌，其中所述的铬渣以折算好的纯三氧化二铬与盐酸按照纯质量比1∶0.47进行酸解反应，反应得到氯化铬、氯化钙、氯化镁、氯化铝的混合物I；

步骤B、将步骤A中所得混合物I用第一过滤器(2)进行过滤；

步骤C、将步骤B中过滤所得滤饼送去另行深加工；

步骤D、将步骤B中过滤所得滤液送入到沉降罐(3)，再往沉降罐(3)中加入水，使氯化铬水解形成三价氢氧化铬沉淀和氯化钙、氯化镁、氯化铝的混合物II；

步骤E、将步骤D中所得混合物II用第二过滤器(4)进行过滤；

步骤F、将步骤E中所得滤饼依次用第一冷却器(5)、第一洗涤甩干机(6)、第一干燥器(7)、第一粉碎机(8)进行冷却、洗涤甩干、干燥和粉碎后检斤包装得到氢氧化铬产品(9)；

步骤G、将步骤E中所得滤液以纯氯化钙计与碳酸锶按纯质量比1∶1.33反应于第二耐腐蚀反应器(10)里，在缓缓的搅拌下进行化学反应，反应生成氯化锶和碳酸钙、碳酸镁、碳酸铝的混合物III；

步骤H、将步骤G中所得混合物III用第三过滤器(11)；

步骤I、将步骤H中所得滤饼依次用第二冷却器(12)、第二洗涤甩干机(13)、第二干燥器(14)、第二粉碎机(15)进行冷却、洗涤甩干、干燥和粉碎后检斤包装得到钙、镁、铝混合碳酸盐产品(16)；

步骤J、将步骤H中所得滤液送入耐腐蚀的减压蒸馏器(17)里，进行减压蒸馏，当达到氯化锶的凝固点析出氯化锶晶体时，再用第三冷却器(18)对氯化锶晶体进行恒温冷却30～50分钟，得到氯化锶粗品(19)；

步骤K、将步骤J中所得到的氯化锶粗品(19)用精蒸馏器(20)进行精馏，得到氯化锶产品(21)。

2.根据权利要求1所述用铬渣制备氢氧化铬联产氯化锶与钙、镁、铝混合碳酸盐的方法，其特征在于，所述步骤C中所使用的盐酸为体积百分比浓度为60％～75％的盐酸溶液。