CN102583540A - 含铬铸铁酸溶制备氧化铬黑及联产草酸亚铁的方法 - Google Patents

含铬铸铁酸溶制备氧化铬黑及联产草酸亚铁的方法 Download PDF

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张忠元
张宏军
谢希智
张大波
牛永阳
杨岗
杨亮亮
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Abstract

本发明公开了一种含铬铸铁酸溶制备氧化铬黑及联产草酸亚铁的方法，以含铬铸铁为原料，通过硫酸酸溶，酸溶液过滤除去不溶性杂质，加草酸除铁，过滤洗涤，分离出纯度达99%以上的草酸亚铁。过滤滤液加碱调pH至7~8，将剩余铬铁以混合氢氧化物形式沉淀，经过滤洗涤、烘干、煅烧工序可制的氧化铬黑产品。本方法将低附加值的含铬铸铁产品加工成高附加值的草酸亚铁和氧化铬黑产品，使产品效益进一步提升，在铬盐行业有很好的经济示范效果。本方法中的含铬铸铁来源于铬盐生产企业有毒铬渣的深加工，因此本方法进一步体现了环保价值。

Description

含铬铸铁酸溶制备氧化铬黑及联产草酸亚铁的方法
技术领域
本发明属于铬盐生产领域，涉及一种含铬铸铁酸溶制备氧化铬黑及联产草酸亚铁的方法。
背景技术
含铬铸铁主要来自于无钙焙烧铬盐生产企业废弃的铬渣经电弧炉冶炼生产的铬含量10~15%，铁含量80~85%的一种铬铁合金，这种生产工艺将有毒的铬渣生产成铬铁合金在环保领域有很好的环境保护效益，但此方法生产的铬铁合金一方面铬含量较低，另一方面杂质含量较高，同时冶炼成本又比较高，使的这种铬铁合金经济价值很低。
现有生产草酸亚铁和铬的方法存在工艺复杂，提纯困难的问题。
发明内容
本发明的目的是提供了一种铬铁回收率高的含铬铸铁酸溶制备氧化铬黑及联产草酸亚铁的方法，以解决现有生产草酸亚铁的工艺复杂，提纯困难的问题。
本发明方法包括以下步骤：
A酸溶
  将粉磨后的含铬铸铁粉按照质量比1:1加入硫酸溶液在敞口容器中酸溶，加酸结束后加入含铬铸铁粉质量3-5倍的水反应，待酸溶完全后过滤酸溶液，除去不溶性杂质；
B、草酸除铁并分离草酸亚铁：过滤得到的酸溶液中，加入草酸形成草酸亚铁沉淀，草酸加入量为酸溶液中铁的摩尔量的1~1.2倍，过滤并洗涤草酸亚铁沉淀，烘干后得到草酸亚铁产品；
C、加碱：过滤草酸亚铁后的滤液，加氢氧化钠调整料液pH为7~8，得混合氢氧化物沉淀，过滤混合氢氧化物沉淀，洗涤后烘干；本步骤过滤洗涤后的废水中不含六价铬，只含少量三价铬，废水中主要成分为硫酸钠，经蒸发可回收硫酸钠，对环境无任何危害。
D、煅烧水洗：烘干后的沉淀渣，在800~1000℃温度下煅烧30~60分钟，冷却后，经水洗、烘干得到氧化铬黑产品，主要用作颜料。
作为本发明的进一步改进，所述步骤A中的含铬铸铁粉粒径不大于90μm。
本发明生产的草酸亚铁产品分子式FeC2O4，为淡黄色结晶性粉末，含量大于99%，主要用途有：电池级草酸亚铁可作为电池正极材料磷酸铁锂的原料，其他主要用作照相显影剂或者用于制药工业。
氧化铬黑的主要成分为氧化铬和氧化铁，一般氧化铬含量占25~50%，氧化铁含量占50~75%。调整三氧化二铬和三氧化二铁的比例，可以得到多着色调的黑色料。
本发明是将低附加值的含铬铸铁通过酸溶生产成高附加值的草酸亚铁和氧化铬黑，反应机理如下：
1、酸溶工序：
2Cr+3H2SO4==Cr2(SO4)3+3H2 ↑                      
Fe+ H2SO4==FeSO4+H2    ↑                          
2、草酸除铁制备草酸亚铁工序：
FeSO4+H2C2O4==FeC2O4↓+H2SO4                     
3、加碱沉淀混合氢氧化物工序：
Cr2(SO4)3+6NaOH==2Cr（OH）3+3Na2SO4                
FeSO4+ 2NaOH==Fe（OH）2+ Na2SO4                               
4、煅烧工序：
2Fe（OH）2+0.5O2==Fe2O3+2H2O                       
 2Cr（OH）3 == Cr2O3+3H2O                             
本发明具有以下优点：1、工艺简单，可操作性强；2、环保优势明显，生产过程无明显污染物排放； 3、铬铁回收率高；4、经济效益明显，通过本发明，可将低附加值的含铬铸铁产品生产成高附加值的草酸亚铁和铬黑产品，本方法中的含铬铸铁来源于铬盐生产企业有毒铬渣的深加工，因此产生很明显的经济效益和环保价值。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
称取200g含铬铸铁（铁含量82.5%，铬含量12.5%），粉磨至含铬铸铁粉粒径不大于90μm，放入反应容器中，缓慢加入200g硫酸，加酸结束后加入600g水，在不断搅拌条件下使酸溶完全。过滤酸溶液除去不溶性杂质。加入100g草酸，生成草酸亚铁沉淀，过滤草酸亚铁沉淀，并用热水洗涤，洗涤结束后烘干草酸亚铁，共计质量247g，分析草酸亚铁含量为99.28%。过滤草酸亚铁后的滤液加入388g氢氧化钠，调整料液pH为7，大量沉淀析出，过滤沉淀并洗涤后将沉淀烘干。将烘干得沉淀放置于1000℃温度下煅烧30min，待冷却后将烧制出样品打浆水洗，除去可溶物，烘干后共得到84g氧化铬黑，分析氧化铬黑，氧化铬含量38.62%，氧化铁含量58.97%。
实施例2
 称取200g含铬铸铁（铁含量85%，铬含量10%），粉磨至含铬铸铁粉粒径不大于90μm，放入反应容器中，缓慢加入200g硫酸，加酸结束后加入800g水，在不断搅拌条件下使酸溶完全。过滤酸溶液除去不溶性杂质。加入110g草酸，生成草酸亚铁沉淀，过滤草酸亚铁沉淀，并用热水洗涤，洗涤结束后烘干草酸亚铁，共计质量236g，分析草酸亚铁含量为99.38%。过滤草酸亚铁后的滤液加入402g氢氧化钠，调整料液pH为7.5，大量沉淀析出，过滤沉淀并洗涤后将沉淀烘干。将烘干得沉淀放置于900℃温度下煅烧45min，待冷却后将烧制出样品打浆水洗，除去可溶物，烘干后共得到92g氧化铬黑，分析氧化铬黑，氧化铬含量35.43%，氧化铁含量60.86%。
实施例3
称取200g含铬铸铁（铁含量80%，铬含量15%），粉磨至含铬铸铁粉粒径不大于90μm，放入反应容器中，缓慢加入200g硫酸，加酸结束后加入1000g水，在不断搅拌条件下使酸溶完全。过滤酸溶液除去不溶性杂质。加入120g草酸，生成草酸亚铁沉淀，过滤草酸亚铁沉淀，并用热水洗涤，洗涤结束后烘干草酸亚铁，共计质量238g，分析草酸亚铁含量为99.54%。过滤草酸亚铁后的滤液加入376g氢氧化钠，调整料液pH为8，大量沉淀析出，过滤沉淀并洗涤后将沉淀烘干。将烘干得沉淀放置于800℃温度下煅烧60min，待冷却后将烧制出样品打浆水洗，除去可溶物，烘干后共得到85g氧化铬黑，分析氧化铬黑，氧化铬含量40.28%，氧化铁含量56.52%。

Claims (2)

1.一种含铬铸铁酸溶制备氧化铬黑及联产草酸亚铁的方法，其特征在于它包括以下步骤：
A、酸溶
  将粉磨后的含铬铸铁粉按照质量比1:1加入硫酸溶液在敞口容器中酸溶，加酸结束后加入含铬铸铁粉质量3~5倍的水反应，待酸溶完全后过滤酸溶液，除去不溶性杂质；
B、草酸除铁并分离草酸亚铁：过滤得到的酸溶液中，加入草酸形成草酸亚铁沉淀，草酸加入量为酸溶液中铁的摩尔量的1~1.2倍，过滤并洗涤草酸亚铁沉淀，烘干后得到草酸亚铁产品；
C、加碱：过滤草酸亚铁后的滤液，加氢氧化钠调整料液pH为7~8，得混合氢氧化物沉淀，过滤混合氢氧化物沉淀，洗涤后烘干；
D、煅烧水洗：烘干后的沉淀渣，在800~1000℃温度下煅烧30~60分钟，冷却后，经水洗、烘干得到氧化铬黑产品。
2.根据权利要求1所述的一种含铬铸铁酸溶制备氧化铬黑及联产草酸亚铁的方法，其特征在于：所述步骤A中的含铬铸铁粉粒径不大于90μm。
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