CN103725882A - 一种从含有铬离子和铁离子的溶液中提取铬的方法 - Google Patents

一种从含有铬离子和铁离子的溶液中提取铬的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103725882A
CN103725882A CN201310674458.0A CN201310674458A CN103725882A CN 103725882 A CN103725882 A CN 103725882A CN 201310674458 A CN201310674458 A CN 201310674458A CN 103725882 A CN103725882 A CN 103725882A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chromium
solution
ion
kcr
ageing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310674458.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103725882B (zh
Inventor
刘承军
史培阳
赵青
张波
姜茂发
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeastern University China
Original Assignee
Northeastern University China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeastern University China filed Critical Northeastern University China
Priority to CN201310674458.0A priority Critical patent/CN103725882B/zh
Publication of CN103725882A publication Critical patent/CN103725882A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103725882B publication Critical patent/CN103725882B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

一种从含有铬离子和铁离子的溶液中提取铬的方法，按以下步骤进行：（1）将含铬离子铁离子的溶液温度控制在15~20℃，然后在搅拌条件下加入氢氧化钾溶液或碳酸钾溶液；搅拌均匀；（2）将pH值调整至0~1.5之间，获得盐析母液；（3）将盐析溶液在0~60℃条件下进行陈化，铬元素以KCr（SO4）2·12H2O紫色结晶的形式析出；（4）将陈化后的物料过滤，分离出紫色结晶，洗涤干燥后获得KCr（SO4）2·12H2O晶体。本发明将多步除杂简化为选择性提取，条件温和，成本低廉，且无“三废”排放；整体流程中无Cr（Ⅵ）产生，杂质元素能够得到高效综合利用。

Description

一种从含有铬离子和铁离子的溶液中提取铬的方法
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，特别涉及一种从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法。 
背景技术
目前由铬铁矿制备铬盐的生产工艺主要包括有钙焙烧工艺、无钙焙烧工艺和熔盐液相氧化工艺，这些工艺都存在Cr（Ⅵ）污染的问题。近些年，世界各国在Cr（Ⅵ）污染的综合治理上进行了大量的研究工作，但经济高效的处理方式仍未出现。因此，由末端治理向清洁生产的产业化转型成为从根本上解决这一顽疾的必然趋势。 
铬铁矿及铬铁合金的硫酸浸出工艺是一种不产生Cr（Ⅵ）的铬盐制备新技术，但浸出液中铬与铁、镁等阳离子的分离问题成为制约该工艺工业化应用的关键因素。 
传统的除杂方式是对体系中的杂质元素逐一进行分离，其中最重要的是铬与铁的分离，主要的分离方法有以下几种：针铁矿法、莫尔盐法、草酸亚铁法和黄钾铁钒法。 
针铁矿法是先将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，再将溶液加热至90℃以上，滴加氧化剂和弱碱溶液，令Fe2+缓慢氧化为Fe3+，目的是保证[Fe3+]＜1g/L。在pH值为2～4的溶液中Fe3+以针铁矿的形式沉淀下来，在结晶长大后通过过滤与液相分离；此法操作繁琐，且pH值难以准确控制，易生成具有吸附性的胶状物，影响铬与铁的分离效果。 
莫尔盐法是在酸性溶液中加入过量硫酸铵，加热并长时间保温，而后将溶液快速冷却令铁以硫酸亚铁铵晶体的形式析出；此法除铁率难以达到较高水平，会有少量铁残留在溶液中。 
草酸亚铁法是首先加入还原剂使Fe3+还原为Fe2+，然后将溶液pH值调整到1～4的区间内，加入草酸溶液使铁沉淀；此法除铁率可达98%以上，但仍无法将铁其除尽。 
黄钾铁钒法是向溶液中加入K+、Na+、NH4 +等离子，使之与Fe3+在硫酸盐溶液中形成晶体，以M2Fe6(SO4)4(OH)12（M代表K、Na、NH4 +等）的形式沉淀而被分离出去；此法铬与铁的分离效果好，但过滤性不稳定。 
发明内容
针对现有含有铬离子和铁离子的硫酸浸出液在分离技术上存在的上述问题，本发明提供一种从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法，通过加入含钾溶液使铬离子形成结晶，实现铬离子与溶液中其他离子分离，达到对硫酸浸出液的高效利用和无害生产。 
本发明的从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法按以下步骤进行： 
1、将含铬离子铁离子的溶液温度控制在15~20℃，然后在搅拌条件下向含铬离子铁离子的溶液中加入氢氧化钾溶液或碳酸钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入，反应式为：
Cr3++K++2SO4 2-+12H2O→KCr(SO4)2·12H2O；
搅拌均匀获得混合溶液；
2、将混合溶液的pH值调整至0~1.5之间且至少1min不变，获得盐析母液；
3、将盐析母液在0~60℃条件下进行陈化，陈化时间为1~100h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出； 
4、将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，将紫色结晶洗涤干燥后获得KCr(SO4)2·12H2O晶体。
上述的方法中，铬的回收率为95~98%。 
上述的步骤3中，为促进铬析出，先向盐析母液中加入有机溶剂，加入量为盐析母液总体积的1~95%，然后开始陈化；所述的有机溶剂选用甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、环己酮或乙酸乙酯。 
上述的含铬离子铁离子的溶液是指铬铁矿硫酸浸出液或铬铁合金硫酸浸出液，按重量百分比含Cr3+ 35~45g/L，Fe3+ 15~20g/L，Mg2+ 0~8g/L，SO4 2- 220~240g/L。 
上述方法中，氢氧化钾溶液或碳酸钾溶液采用滴入或直接加入的方式加入到含铬离子铁离子的溶液中，滴入或加入速度以含铬离子铁离子的溶液的pH值在0~3之间为准。 
上述的氢氧化钾溶液的浓度为0.5~3 mol/L，碳酸钾溶液为饱和溶液。 
上述方法中，将pH值调整至0~1.5之间是采用浓度为0.5~3 mol/L的氢氧化钾溶液或饱和碳酸钾溶液调节。 
上述方法中的陈化为自然陈化、超声陈化或搅拌陈化。 
上述洗涤干燥是指采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥去除水和乙醇。 
上述方法中，当采用铬铁矿硫酸浸出液提取铬时，分离出的滤液经针铁矿法提铁和草酸法提镁，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；当采用铬铁矿硫酸浸出液提取铬且加入甲醇、乙醇或丙酮作为有机溶剂时，分离出的滤液先蒸馏回收有机溶剂，然后经针铁矿法提铁和草酸法提镁，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；当采用铬铁矿硫酸浸出液提取铬且加入乙二醇、环己酮或乙酸乙酯作为有机溶剂时，分离出的滤液先经针铁矿法提铁和草酸法提镁，然后蒸馏回收有机溶剂，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体。 
上述方法中，当采用铬铁合金硫酸浸出液提取铬时，分离出的滤液经针铁矿法提铁，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；当采用铬铁合金硫酸浸出液提取铬且加入甲醇、乙醇或丙酮作为有机溶剂时，分离出的滤液先蒸馏回收有机溶剂，然后经针铁矿法提铁，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；当采用铬铁合金硫酸浸出液提取铬且加入乙二醇、环己酮或乙酸乙酯作为有机溶剂时，分离出的滤液先经针铁矿法提铁，然后蒸馏回收有机溶剂，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体。 
上述的硫酸钠晶体中的钠元素来自针铁矿法提铁时加入的氢氧化钠和碳酸钠。 
上述方法中，当提铬时盐析母液中的铬析出不足铬总量的95%时，可将过滤分离出的滤液经铁矿法提铁和草酸法提镁后，再与含铬离子铁离子的溶液混合，反复多次提取铬。 
上述方法获得的KCr(SO4)2·12H2O晶体的重量纯度在93~99%。 
本发明的方法制备的KCr(SO4)2·12H2O晶体，经研磨后溶于30~90℃的去离子水中可以得到硫酸铬溶液，可用于生产碱式硫酸铬。 
本发明与传统的含铬溶液除杂方法相比较，最为显著的特点是将多步除杂简化为选择性提取，条件温和，成本低廉，且无“三废”排放；整体流程中无Cr（Ⅵ）产生，杂质元素能够得到高效综合利用。 
附图说明
图1为本发明实施例1的从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法流程示意图； 
图2为本发明实施例4的从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法流程示意图；
图3为本发明实施例1中的KCr(SO4) 2·12H2O晶体的XRD图。
具体实施方式
本发明实施例中采用的氢氧化钾溶液由工业氢氧化钾配制。 
本发明实施例中采用的碳酸钾溶液由工业碳酸钾配制。 
本发明实施例中采用的甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、环己酮和乙酸乙酯为工业产品。 
本发明实施例中进行超声陈化时施加的超声波频率为40Hz。 
本发明实施例中采用的乙醇水溶液是由乙醇和水按体积比20:3混合配制。 
本发明实施例中针铁矿法提铁的步骤为：将室温下用恒温水浴箱加热滤液至60~100℃并向滤液中投入过量铁粉，使Fe3+全部转化为Fe2+，待所得溶液不使硫氰化钾溶液变色后进行过滤获得二次滤液，过滤获得的铁屑可回收使用；在转速为0.25~ 0.35 kr/min的搅拌条件下以1~5 d/s的滴速向二次滤液中加入0.5~3 mol/L的氢氧化钠溶液，至pH值为2~4；然后以1~5 d/s的滴速向二次滤液中滴加重量浓度30 %的双氧水和饱和碳酸钠溶液，有红棕色沉淀生成；保持二次滤液的pH值在2~4；当二次滤液不使硫氰化钾溶液变色后，继续搅拌1~3 h，然后过滤二次滤液，分离出的沉淀经洗涤即为针铁矿； 
反应离子方程式为：
2Fe2++H2O2+4CO3 2-+2H2O→2FeOOH↓+4HCO3 -。
本发明实施例中草酸法提镁的步骤为：将上述二次滤液过滤后获得的三次滤液的pH值保持在2~4的范围，在室温下加入理论值1.0~1.8倍的草酸粉末并搅拌，加入速度以保持反应过程中的pH值在1.5~4.5为准；待草酸粉末添加完毕后继续搅拌0.5~1 h，然后进行过滤分离出固相沉淀，经洗涤后获得二水合草酸镁； 
其中加入草酸粉末的理论量所根据的反应离子方程式为：
Mg2++C2O4 2-+2H2O→MgC2O4·2H2O↓。
本发明实施例中获得的KCr(SO4)2·12H2O晶体采用XRD检测其物相组成，并用电感耦合等离子体光谱仪（ICP）结合化学分析确定各元素所占比重。 
本发明实施例中的铬铁合金硫酸浸出液是将铬铁合金用硫酸浸出，搅拌至不产生气泡，过滤去除不溶物，加入重量浓度25~30%的H2O2至Fe2+全部转化为Fe3+，此过程中Cr3+不会转变为Cr6+，制成铬铁合金硫酸浸出液。 
本发明实施例中向盐析母液中加入有机溶剂后，将盐析母液密封后进行陈化。 
本发明实施例中滴加氢氧化钾溶液或碳酸钾溶液时，滴加速度在1~5滴/秒。 
实施例1 
采用的含铬离子铁离子的溶液为铬铁矿硫酸浸出液，其成分按重量百分比含Cr3+ 35g/L，Fe3+ 15g/L，Mg2+ 8g/L，SO4 2- 221g/L；
通过冷水浴将铬铁矿硫酸浸出液温度控制在15~20℃，在搅拌条件下向铬铁矿硫酸浸出液中加入氢氧化钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入；搅拌均匀获得混合溶液；氢氧化钾溶液采用滴入方式加入到铬铁矿硫酸浸出液中，滴入速度以全部溶液的pH值在0~3之间为准；氢氧化钾溶液的浓度为0.5 mol/L；
将混合溶液的pH值调整至0且1min不变，获得盐析母液；向盐析母液中加入甲醇，加入量为盐析母液总体积的20%；
然后将盐析母液液在0℃条件下进行陈化，陈化时间为20h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；陈化是采用自然陈化的方式；
将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥；获得KCr(SO4)2·12H2O晶体，重量纯度93.95%，含Fe 0.08wt%，Mg 0.02wt%；铬的回收率为95%；
将滤液蒸馏回收甲醇，甲醇回收率为90%；然后用针铁矿法提铁获得针铁矿，经草酸法提镁后获得草酸镁，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；铁的回收率为92%，镁的回收率为84%。
实施例2 
采用的含铬离子铁离子的溶液为铬铁矿硫酸浸出液，其成分按重量百分比含Cr3+ 45g/L，Fe3+ 20g/L，Mg2+ 5g/L，SO4 2- 238g/L；
通过冷水浴将铬铁矿硫酸浸出液温度控制在15~20℃，在搅拌条件下向铬铁矿硫酸浸出液中加入氢氧化钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入；搅拌均匀获得混合溶液；氢氧化钾溶液采用直接加入的方式加入到铬铁矿硫酸浸出液中，加入速度以全部溶液的pH值在0~3之间为准；氢氧化钾溶液的浓度为3mol/L；
将混合溶液的pH值调整至0.5且3min不变，获得盐析母液；向盐析母液中加入乙醇，加入量为盐析母液总体积的95%； 
然后将盐析母液在60℃条件下进行陈化，陈化时间为1h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；陈化是采用超声陈化的方式；
将陈化后的物料过滤，分离滤液和出紫色结晶，采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥；获得KCr(SO4)2·12H2O晶体，重量纯度97.02%，含Fe 0.05wt%，Mg 0.03wt%；铬的回收率为98%；
将滤液蒸馏回收乙醇，乙醇回收率为88%；然后用针铁矿法提铁获得针铁矿，经草酸法提镁后获得草酸镁，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；铁的回收率为95%，镁的回收率为85%。
实施例3 
采用的含铬离子铁离子的溶液为铬铁矿硫酸浸出液，其成分按重量百分比含Cr3+ 38g/L，Fe3+ 18g/L，Mg2+4g/L，SO4 2- 220g/L；
通过冷水浴将铬铁矿硫酸浸出液温度控制在15~20℃，在搅拌条件下向铬铁矿硫酸浸出液中加入氢氧化钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入；搅拌均匀获得混合溶液；氢氧化钾溶液采用滴入的方式加入到铬铁矿硫酸浸出液中，滴入速度以全部溶液的pH值在0~3之间为准；氢氧化钾溶液的浓度为1.5mol/L；
将混合溶液的pH值调整至1且5min不变，获得盐析母液；
然后将盐析母液在30℃条件下进行陈化，陈化时间为100h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；陈化是采用搅拌陈化的方式；
将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥；获得KCr(SO4)2·12H2O晶体，重量纯度96.51%，含Fe 0.06wt%，Mg 0.06wt%；铬的回收率为96%；
将滤液经针铁矿法提铁和草酸法提镁，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；铁的回收率为96%，镁的回收率为83%。
实施例4 
采用的含铬离子铁离子的溶液为铬铁矿硫酸浸出液，其成分按重量百分比含Cr3+ 41g/L，Fe3+ 16g/L，Mg2+ 6g/L，SO4 2- 240g/L；
通过冷水浴将铬铁矿硫酸浸出液温度控制在15~20℃，在搅拌条件下向铬铁矿硫酸浸出液中加入碳酸钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入；搅拌均匀获得混合溶液；碳酸钾溶液采用直接加入的方式加入到铬铁矿硫酸浸出液中，加入速度以全部溶液的pH值在0~3之间为准；碳酸钾溶液为饱和溶液；
将混合溶液的pH值调整至1.5且1min不变，获得盐析母液；向盐析母液中加入乙二醇，加入量为盐析母液总体积的50%； 
然后将盐析母液在0℃条件下进行陈化，陈化时间为10h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；陈化是采用自然陈化的方式；
将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥；获得KCr(SO4)2·12H2O晶体，重量纯度98.26%，含Fe 0.04wt%，Mg 0.09wt%；铬的回收率为97%；
过滤后获得的滤液先经针铁矿法提铁获得针铁矿，再经草酸法提镁后获得草酸镁，然后蒸馏回收乙二醇并循环使用，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；铁的回收率为96%，镁的回收率为80%；乙二醇的回收率为86%。
实施例5 
采用的含铬离子铁离子的溶液为铬铁矿硫酸浸出液，其成分按重量百分比含Cr3+ 40g/L，Fe3+ 19g/L，Mg2+ 7g/L，SO4 2- 233g/L；
通过冷水浴将铬铁矿硫酸浸出液温度控制在15~20℃，在搅拌条件下向铬铁矿硫酸浸出液中加入碳酸钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入；搅拌均匀获得混合溶液；碳酸钾溶液采用滴入的方式加入到铬铁矿硫酸浸出液中，滴入速度以全部溶液的pH值在0~3之间为准；碳酸钾溶液为饱和溶液；
将混合溶液的pH值调整至0且3min不变，获得盐析母液；向盐析母液中加入丙酮，加入量为盐析母液总体积的20%； 
然后将盐析母液在20℃条件下进行陈化，陈化时间为30h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；陈化是采用超声陈化的方式；
将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥；获得KCr(SO4)2·12H2O晶体，重量纯度96.14%，含Fe 0.05wt%，Mg 0.05wt%；铬的回收率为96%；
将滤液蒸馏回收丙酮并循环使用，丙酮的回收率为90%；经针铁矿法提铁获得针铁矿，再经草酸法提镁后获得草酸镁，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；铁的回收率为94%，镁的回收率为85%。
实施例6 
采用的含铬离子铁离子的溶液为铬铁矿硫酸浸出液，其成分按重量百分比含Cr3+ 36g/L，Fe3+ 20g/L，Mg2+8g/L，SO4 2- 225g/L；
通过冷水浴将铬铁矿硫酸浸出液温度控制在15~20℃，在搅拌条件下向铬铁矿硫酸浸出液中加入碳酸钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入；搅拌均匀获得混合溶液；碳酸钾溶液采用直接加入的方式加入到铬铁矿硫酸浸出液中，加入速度以全部溶液的pH值在0~3之间为准；碳酸钾溶液为饱和溶液；
将混合溶液的pH值调整至0.5且5min不变，获得盐析母液；
然后将盐析母液在30℃条件下进行陈化，陈化时间为90h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；陈化是采用搅拌陈化的方式；
将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥；获得KCr(SO4)2·12H2O晶体，重量纯度98.96%，含Fe 0.02wt%，Mg 0.06wt%；铬的回收率为98%；
过滤后获得的滤液经针铁矿法提铁和草酸法提镁，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；铁的回收率为95%，镁的回收率为82%。
实施例7 
采用的含铬离子铁离子的溶液为铬铁合金硫酸浸出液，其成分按重量百分比含Cr3+ 40g/L，Fe3+ 20g/L，SO4 2- 227g/L；
通过冷水浴将铬铁合金硫酸浸出液温度控制在15~20℃，在搅拌条件下向铬铁合金硫酸浸出液中加入氢氧化钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入；搅拌均匀获得混合溶液；氢氧化钾溶液采用滴入的方式加入到铬铁合金硫酸浸出液中，滴入速度以全部溶液的pH值在0~3之间为准；氢氧化钾溶液的浓度为3 mol/L；
将混合溶液的pH值调整至1且1min不变，获得盐析母液；向盐析母液中加入乙酸乙酯，加入量为盐析母液液总体积的1%； 
然后将盐析母液在60℃条件下进行陈化，陈化时间为20h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；陈化是采用自然陈化的方式；
将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥；获得KCr(SO4)2·12H2O晶体，重量纯度97.11%，含Fe 0.04wt%，Mg 0.03wt%；铬的回收率为95%；
将滤液经针铁矿法提铁获得针铁矿，然后蒸馏回收乙酸乙酯并循环使用，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；铁的回收率为92%，乙酸乙酯的回收率为87%。
实施例8 
采用的含铬离子铁离子的溶液为铬铁合金硫酸浸出液，其成分按重量百分比含Cr3+ 45g/L，Fe3+ 19g/L，SO4 2- 236g/L；
通过冷水浴将铬铁合金硫酸浸出液温度控制在15~20℃，在搅拌条件下向铬铁合金硫酸浸出液中加入氢氧化钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入；搅拌均匀获得混合溶液；氢氧化钾溶液采用直接加入的方式加入到铬铁合金硫酸浸出液中，加入速度以全部溶液的pH值在0~3之间为准；氢氧化钾溶液的浓度为0.5mol/L；
将混合溶液的pH值调整至1.5且3min不变，获得盐析母液；向盐析母液中加入丙酮，加入量为盐析母液总体积的95%； 
然后将盐析母液在30℃条件下进行陈化，陈化时间为2h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；陈化是采用超声陈化的方式；
将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥；获得KCr(SO4)2·12H2O晶体，重量纯度94.68%，含Fe 0.07wt%，Mg 0.06wt%；铬的回收率为98%；
将滤液蒸馏回收丙酮并循环使用，丙酮的回收率为90%；经针铁矿法提铁获得针铁矿，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；铁的回收率为96%。
实施例9 
采用的含铬离子铁离子的溶液为铬铁合金硫酸浸出液，其成分按重量百分比含Cr3+ 42g/L，Fe3+ 15g/L，SO4 2- 228g/L；
通过冷水浴将铬铁合金硫酸浸出液温度控制在15~20℃，在搅拌条件下向铬铁合金硫酸浸出液中加入氢氧化钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入；搅拌均匀获得混合溶液；氢氧化钾溶液采用滴入的方式加入到铬铁合金硫酸浸出液中，滴入速度以全部溶液的pH值在0~3之间为准；氢氧化钾溶液的浓度为1.5 mol/L；
将混合溶液的pH值调整至0且5min不变，获得盐析母液； 
然后将盐析母液在30℃条件下进行陈化，陈化时间为80h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；陈化是采用搅拌陈化的方式；
将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥；获得KCr(SO4)2·12H2O晶体，重量纯度95.24%，含Fe 0.03wt%，Mg 0.05wt%；铬的回收率为98%；
将滤液经针铁矿法提铁后，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；铁的回收率为93%。
实施例10 
采用的含铬离子铁离子的溶液为铬铁合金硫酸浸出液，其成分按重量百分比含Cr3+ 44g/L，Fe3+ 18g/L，SO4 2- 230g/L；
通过冷水浴将铬铁合金硫酸浸出液温度控制在15~20℃，在搅拌条件下向铬铁合金硫酸浸出液中加入碳酸钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入；搅拌均匀获得混合溶液；碳酸钾溶液采用直接加入的方式加入到铬铁合金硫酸浸出液中，加入速度以全部溶液的pH值在0~3之间为准；碳酸钾溶液为饱和溶液；
将混合溶液的pH值调整至0.5且1min不变，获得盐析母液；向盐析母液中加入乙二醇，加入量为盐析母液总体积的50%； 
然后将盐析母液在0℃条件下进行陈化，陈化时间为10h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；陈化是采用自然陈化的方式；
将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥；获得KCr(SO4)2·12H2O晶体，重量纯度94.16%，含Fe 0.06wt%，Mg 0.03wt%；铬的回收率为97%；
将滤液经针铁矿法提铁获得针铁矿，然后蒸馏回收乙二醇并循环使用，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；铁的回收率为95%，乙二醇的回收率为86%。
实施例11 
采用的含铬离子铁离子的溶液为铬铁合金硫酸浸出液，其成分按重量百分比含Cr3+ 35g/L，Fe3+ 16g/L，SO4 2- 240g/L；
通过冷水浴将铬铁合金硫酸浸出液温度控制在15~20℃，在搅拌条件下向铬铁合金硫酸浸出液中加入碳酸钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入；搅拌均匀获得混合溶液；碳酸钾溶液采用滴入的方式加入到铬铁合金硫酸浸出液中，滴入速度以全部溶液的pH值在0~3之间为准；碳酸钾溶液为饱和溶液；
将混合溶液的pH值调整至1且3min不变，获得盐析母液；向盐析母液中加入环己酮，加入量为盐析母液总体积的80%； 
然后将盐析母液在60℃条件下进行陈化，陈化时间为1h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；陈化是采用超声陈化化的方式；
将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥；获得KCr(SO4)2·12H2O晶体，重量纯度98.71%，含Fe 0.01wt%，Mg 0.02wt%；铬的回收率为97%；
将滤液先经针铁矿法提铁获得针铁矿，然后蒸馏回收环己酮并循环使用，环己酮的回收率为88%；最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；铁的回收率为94%。
实施例12 
采用的含铬离子铁离子的溶液为铬铁合金硫酸浸出液，其成分按重量百分比含Cr3+ 35g/L，Fe3+ 15g/L，SO4 2- 220g/L；
通过冷水浴将铬铁合金硫酸浸出液温度控制在15~20℃，在搅拌条件下向铬铁合金硫酸浸出液中加入碳酸钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入；搅拌均匀获得混合溶液；碳酸钾溶液采用直接加入的方式加入到铬铁合金硫酸浸出液中，加入速度以全部溶液的pH值在0~3之间为准；碳酸钾溶液为饱和溶液；
将混合溶液的pH值调整至1.5且5min不变，获得盐析母液； 
然后将盐析母液在30℃条件下进行陈化，陈化时间为60h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；陈化是采用搅拌陈化的方式；
将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，采用乙醇水溶液洗涤紫色结晶去除杂质，然后在通风条件下自然干燥；获得KCr(SO4)2·12H2O晶体，重量纯度95.27%，含Fe 0.04wt%，Mg 0.06wt%；铬的回收率为96%；
将滤液经针铁矿法提铁后，最后蒸馏获得蒸馏水和硫酸钠晶体；铁的回收率为96%。

Claims (8)

1.一种从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）将含铬离子铁离子的溶液温度控制在15~20℃，然后在搅拌条件下向含铬离子铁离子的溶液中加入氢氧化钾溶液或碳酸钾溶液，加入量按完全反应生成KCr(SO4)2·12H2O加入，所依据的反应式为：
Cr3++K++2SO4 2-+12H2O→KCr(SO4)2·12H2O；
搅拌均匀获得混合溶液；
（2）将混合溶液的pH值调整至0~1.5之间且至少1min不变，获得盐析母液； 
（3）将盐析母液在0~60℃条件下进行陈化，陈化时间为1~100h，铬元素以KCr(SO4)2·12H2O紫色结晶的形式析出；
（4）将陈化后的物料过滤，分离出滤液和紫色结晶，将紫色结晶洗涤干燥后获得KCr(SO4)2·12H2O晶体。
2.根据权利要求1所述的一种从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法，其特征在于所述的步骤（3）中，为促进铬析出，先向盐析母液中加入有机溶剂，加入量为盐析母液总体积的1~95%，然后开始陈化；所述的有机溶剂选用甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、环己酮或乙酸乙酯。
3.根据权利要求1所述的一种从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法，其特征在于所述的含铬离子铁离子的溶液是指铬铁矿硫酸浸出液或铬铁合金硫酸浸出液，按重量百分比含Cr3+ 35~45g/L，Fe3+ 15~20g/L，Mg2+ 0~8g/L，SO4 2- 220~240g/L。
4.根据权利要求1所述的一种从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法，其特征在于所述的氢氧化钾溶液或碳酸钾溶液采用滴入或直接加入的方式加入到含铬离子铁离子的溶液中，滴入或加入速度以含铬离子铁离子的溶液的pH值在0~3之间为准。
5.根据权利要求1所述的一种从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法，其特征在于所述的氢氧化钾溶液的浓度为0.5~3 mol/L，碳酸钾溶液为饱和溶液。
6.根据权利要求1所述的一种从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法，其特征在于所述的陈化为自然陈化、超声陈化或搅拌陈化。
7.根据权利要求1所述的一种从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法，其特征在于所述的KCr(SO4) 2·12H2O晶体的重量纯度在93~99%。
8.根据权利要求1所述的一种从含铬离子铁离子的溶液中提取铬的方法，其特征在于铬的回收率为95~98%。
CN201310674458.0A 2013-12-13 2013-12-13 一种从含有铬离子和铁离子的溶液中提取铬的方法 Active CN103725882B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310674458.0A CN103725882B (zh) 2013-12-13 2013-12-13 一种从含有铬离子和铁离子的溶液中提取铬的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310674458.0A CN103725882B (zh) 2013-12-13 2013-12-13 一种从含有铬离子和铁离子的溶液中提取铬的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103725882A true CN103725882A (zh) 2014-04-16
CN103725882B CN103725882B (zh) 2015-06-17

Family

ID=50450172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310674458.0A Active CN103725882B (zh) 2013-12-13 2013-12-13 一种从含有铬离子和铁离子的溶液中提取铬的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103725882B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106148706A (zh) * 2016-07-29 2016-11-23 江西理工大学 硫酸体系选择性络合‑优先水解沉铁的铬铁分离方法
CN106244804A (zh) * 2016-07-29 2016-12-21 江西理工大学 氯盐酸性体系优先络合‑选择性沉铁的铬铁分离方法
CN113772730A (zh) * 2021-10-08 2021-12-10 上海良仁化工有限公司 含铬污泥制备硫酸铬钾的方法
CN113912119A (zh) * 2021-10-08 2022-01-11 上海交通大学 废弃镀铬槽液的处置工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB866714A (en) * 1956-04-27 1961-04-26 Kurt Peters Process for the separation and purification of difficultly separable elements
DE2321594A1 (de) * 1972-08-31 1974-03-21 Amchem Prod Verfahren zur behandlung von abwaessern
DE3502976A1 (de) * 1985-01-30 1986-07-31 GfE Gesellschaft für Elektrometallurgie mbH, 4000 Düsseldorf Verfahren zur herstellung von kaliumdichromat aus einem chromathaltigen abwasser, insbesondere aus einem abwasser der vanadiumproduktion
CN102935352A (zh) * 2012-01-20 2013-02-20 北京科技大学 一种利用山竹渣吸附清除废液中重金属及六价铬的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB866714A (en) * 1956-04-27 1961-04-26 Kurt Peters Process for the separation and purification of difficultly separable elements
DE2321594A1 (de) * 1972-08-31 1974-03-21 Amchem Prod Verfahren zur behandlung von abwaessern
DE3502976A1 (de) * 1985-01-30 1986-07-31 GfE Gesellschaft für Elektrometallurgie mbH, 4000 Düsseldorf Verfahren zur herstellung von kaliumdichromat aus einem chromathaltigen abwasser, insbesondere aus einem abwasser der vanadiumproduktion
CN102935352A (zh) * 2012-01-20 2013-02-20 北京科技大学 一种利用山竹渣吸附清除废液中重金属及六价铬的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曲景奎 等: "铬铁矿液相氧化产物的杂质分离及钾碱循环", 《湿法冶金》 *
纪柱: "铬铁矿酸溶生产三价铬化合物", 《无机盐工业》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106148706A (zh) * 2016-07-29 2016-11-23 江西理工大学 硫酸体系选择性络合‑优先水解沉铁的铬铁分离方法
CN106244804A (zh) * 2016-07-29 2016-12-21 江西理工大学 氯盐酸性体系优先络合‑选择性沉铁的铬铁分离方法
CN106148706B (zh) * 2016-07-29 2017-12-08 江西理工大学 硫酸体系选择性络合‑优先水解沉铁的铬铁分离方法
CN106244804B (zh) * 2016-07-29 2017-12-29 江西理工大学 氯盐酸性体系优先络合‑选择性沉铁的铬铁分离方法
CN113772730A (zh) * 2021-10-08 2021-12-10 上海良仁化工有限公司 含铬污泥制备硫酸铬钾的方法
CN113912119A (zh) * 2021-10-08 2022-01-11 上海交通大学 废弃镀铬槽液的处置工艺
CN113772730B (zh) * 2021-10-08 2023-03-10 上海良仁化工有限公司 含铬污泥制备硫酸铬钾的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103725882B (zh) 2015-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103602819B (zh) 一种含钒铬酸盐溶液综合回收方法
CN104178632B (zh) 一种钛白废酸综合利用的方法
CN102134101B (zh) 用菱锰矿制备四氧化三锰的方法
CN102634673B (zh) 一种深度去除含铬废渣酸浸液中铁离子的方法
CN103014340B (zh) 一种硫酸体系溶液中铬和铁的选择性分离方法
CN103265069B (zh) 一种制备金红石型二氧化钛的方法
CN107324303B (zh) 一种从多金属危险废物中分离精制铁、铬的方法
CN103725882B (zh) 一种从含有铬离子和铁离子的溶液中提取铬的方法
CN102181635A (zh) 一种石煤钒矿硫酸浸出液制备五氧化二钒的方法
CN103771526B (zh) 一种以工业硫酸锰为原料制备高纯硫酸锰的方法
CN106185852B (zh) 一种利用磷矿制备净化磷酸的方法
CN106745193A (zh) 含铁含锌污泥回收制备氢氧化锌和染料级氧化铁红的方法
CN101450814A (zh) 一种新的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法
CN102146513A (zh) 一种含钒矿石氧化酸浸湿法提钒方法
CN108660324A (zh) 一种从镍铜合金氯化浸出液中提取镍、钴、铜的方法
CN108950219A (zh) 一种钛白废酸有价金属的梯级提取及综合利用方法
CN103031445A (zh) 一种钒渣的高效焙烧浸出方法
CN110092419A (zh) 一种制备高纯多钒酸铵的方法
CN103318959A (zh) 一种高温高压纯氧氧化法生产焦锑酸钠的方法
CN104843790A (zh) 一种铬铁矿酸溶氧化制备铬酸钠的方法
CN103553155B (zh) 一种处理红土矿中间产物的方法
CN105502512B (zh) 一种由钢铁酸洗废液制备氧化铁黄的方法
CN103014341B (zh) 一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法
CN101358301A (zh) 钒钛磁铁精矿直接提钒的方法
CN103936073B (zh) 一种镁铬铁矿硫酸浸出液制取碱式硫酸铬的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant