CN114196972B - 一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法 - Google Patents
一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114196972B CN114196972B CN202111569861.8A CN202111569861A CN114196972B CN 114196972 B CN114196972 B CN 114196972B CN 202111569861 A CN202111569861 A CN 202111569861A CN 114196972 B CN114196972 B CN 114196972B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- workshop
- ferrochrome
- chromium
- section
- oxide green
- 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.)
- Active
Links
- JHWIEAWILPSRMU-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-3-pyrimidin-4-ylpropanoic acid Chemical compound OC(=O)C(C)CC1=CC=NC=N1 JHWIEAWILPSRMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 83
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 83
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 81
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 claims abstract description 98
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 83
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 83
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 81
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 69
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 69
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 59
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 58
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K chromium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Cr+3] VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 33
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 28
- -1 sodium chromate hydrogen Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 114
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 70
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 67
- PXLIDIMHPNPGMH-UHFFFAOYSA-N sodium chromate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Cr]([O-])(=O)=O PXLIDIMHPNPGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 38
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 30
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 14
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 12
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 11
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 6
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 3
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 3
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 3
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012824 chemical production Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 abstract description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 description 9
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 4
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 description 1
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229940117975 chromium trioxide Drugs 0.000 description 1
- MOEHVXSVUJUROX-UHFFFAOYSA-M chromium(3+);oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Cr+3] MOEHVXSVUJUROX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GAMDZJFZMJECOS-UHFFFAOYSA-N chromium(6+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+6] GAMDZJFZMJECOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- LPUQAYUQRXPFSQ-DFWYDOINSA-M monosodium L-glutamate Chemical group [Na+].[O-]C(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O LPUQAYUQRXPFSQ-DFWYDOINSA-M 0.000 description 1
- 235000013923 monosodium glutamate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004223 monosodium glutamate Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- KIEOKOFEPABQKJ-UHFFFAOYSA-N sodium dichromate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KIEOKOFEPABQKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940001584 sodium metabisulfite Drugs 0.000 description 1
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/14—Alkali metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G37/00—Compounds of chromium
- C01G37/02—Oxides or hydrates thereof
- C01G37/033—Chromium trioxide; Chromic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G37/00—Compounds of chromium
- C01G37/14—Chromates; Bichromates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/50—Processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
- C25B9/23—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms comprising ion-exchange membranes in or on which electrode material is embedded
-
- 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
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法,涉及化工生产的技术领域,其系统包括铬铁碱溶氧化车间、电解重铬酸钠车间、氢还原车间、羟基氧化铬煅烧干燥车间;铬铁碱溶氧化车间包括:铬铁粉配置、铬铁碱溶氧化溶出、溶出浆料分离纯化;电解重铬酸钠车间包括:铬酸钠电合成重铬酸钠、重铬酸钠蒸发结晶;氢还原车间包括:氢气制备及回收、铬酸钠氢还原制羟基氧化铬、氢还原浆料分离纯化;羟基氧化铬煅烧干燥车间包括:羟基氧化铬煅烧制氧化铬绿、氧化铬绿洗涤纯化、氧化铬绿干燥。本发明的有益效果在于:实现了副产物资源化、能源高效化综合利用,实施过程合理利用反应过程产生的余热,采用节能设备实现了节能低碳绿色生产。
Description
技术领域
本发明涉及化工生产的技术领域,特别是涉及一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法。
背景技术
铬盐是工业领域的“味精”,具有不可替代的地位,主要用于电镀、鞣革、印染、医药、颜料、催化剂、氧化剂、火柴及金属缓蚀剂等方面。我国是全球最大的铬盐生产和消费国,产量约占全球40%。我国铬盐生产经历了40多年的曲折历程,随着国民经济发展和调整的需要,并受世界铬盐需求的影响,铬盐企业按照“科学选址、技术先进、资源节约、安全环保”的可持续发展原则进行产业化升级,呈现了波浪起伏式的发展状态,但是,我国铬盐生产仍然存在着装备较差,生产工艺落后,资源能源利用率不足,环境污染仍较严重等问题。我国的铬矿资源有限,多数要靠进口来维持生产,少量的藏矿运输困难,加工、运输环节多。近年来铬矿生产国均在发展本国的铬工业,这些都对我国铬盐生产增加了难度。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法,以解决资源能源有效综合利用的问题。
本发明提供一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法,其生产系统包括:铬铁碱溶氧化车间、电解重铬酸钠车间、氢还原车间、羟基氧化铬煅烧干燥车间;
所述铬铁碱溶氧化车间又包括:铬铁粉配置工段、铬铁碱溶氧化溶出工段、溶出浆料分离纯化工段,三个工段顺序连接,前一工段的产物为下一工段的原料;
所述电解重铬酸钠车间又包括:铬酸钠电合成重铬酸钠工段、重铬酸钠蒸发结晶工段,两个工段顺序连接,前一工段的产物为下一工段的原料;
所述氢还原车间又包括:氢气制备及回收工段、铬酸钠氢还原制羟基氧化铬工段、氢还原浆料分离纯化工段,氢还原车间与铬铁碱溶氧化车间顺序连接,前一车间的产物为下一车间的原料;
所述羟基氧化铬煅烧干燥车间又包括:羟基氧化铬煅烧制氧化铬绿工段、氧化铬绿洗涤纯化工段、氧化铬绿干燥工段,三个工段顺序连接,前一工段的产物为下一工段的原料。
所述铬铁碱溶氧化车间与电解重铬酸钠车间顺序连接,形成一条从铬铁到重铬酸钠产品的生产系统。
所述铬铁碱溶氧化车间、氢还原车间、羟基氧化铬煅烧干燥车间顺序连接,形成一条从铬铁到氧化铬绿产品的生产系统。
所述电解重铬酸钠车间副产氢氧化钠直接回用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁粉配置工段的原料;所述电解重铬酸钠车间副产氧气直接加压回用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁碱溶氧化溶出工段氧气原料;所述电解重铬酸钠车间副产氢气经氢还原车间的氢气制备及回收工段作为铬酸钠氢还原制羟基氧化铬的原料;所述氢还原车间副产氢氧化钠直接回用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁粉配置工段的原料;所述铬铁碱溶氧化车间反应热副产蒸汽作为电解重铬酸钠车间的重铬酸钠蒸发结晶工段的热源;所述电解重铬酸钠车间的重铬酸钠蒸发结晶工段产生的一次、二次冷凝水分别分级作为铬铁碱溶氧化车间的溶出浆料分离纯化工段的多级逆流洗涤水,洗涤中水直接回用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁粉配置工段的氢氧化钠浓度稀释水溶剂;所述羟基氧化铬煅烧干燥车间的羟基氧化铬煅烧制氧化铬绿工段的尾排气直接作为氧化铬绿干燥工段空气介质的加热源;所述羟基氧化铬煅烧干燥车间的氧化铬绿干燥工段的尾排气直接作为氢还原车间的铬酸钠氢还原制羟基氧化铬工段的铬酸钠溶液加热热源;所述羟基氧化铬煅烧干燥车间的氧化铬绿洗涤纯化工段的洗涤中水直接回用作为氢还原车间的氢还原浆料分离纯化工段的洗涤水;所述氢还原车间的氢还原浆料分离纯化工段的洗涤中水直接活用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁粉配置工段的氢氧化钠浓度稀释水溶剂。
所述铬铁氧化碱溶车间以高碳铬铁、烧碱为原料,在连续反应釜内通氧条件下热水反应生产铬酸钠和三氧化铬铁。反应方程式为:Cr.Fe+2NaOH+2.25O2→Na2CrO4+0.5Fe2O3+H2O-Q,反应所放热值约为1500Kcal/Kg铬铁,反应溶出后浆料Na2CrO4-Fe2O3-H2O经十一级自蒸发器和套管换热器回收反应热副产蒸汽,副产蒸汽替代锅炉供汽做为用热车间的主要来源;提汽后的高温热水利用于液氧汽化、冬季生产车间和办公区采暖,被降温后的返回热水继续循环使用副产蒸汽;降温后的浆料(60℃左右)经真空带滤机首先完成铬酸钠和三氧化二铁的分离,分离后母液铬酸钠经膜耦合离子交换技术实现纯化,纯化后铬酸钠溶液(SS<1mg/L、Ca+Mg≤20PPb、Si≤2.3mg/L、Fe<0.01mg/L、Al<0.001mg/L)一部分做为离子膜电解制重铬酸钠的原料,另一部分做为氢还原制氧化铬绿的原料;分离后滤饼三氧化二铁与来自重铬酸钠蒸发结晶工段的一次、二次冷凝水逆流多级洗涤,生产副产品三氧化二铁达到HG/T5561-2019行业标准待售;洗涤后含铬中水直接回用至烧碱原料浓度的调配。
所述电解重铬酸钠车间以来自铬铁碱溶氧化车间纯化精制后铬酸钠溶液和高纯水为原料,分别进入离子膜电解槽的阳极室和阴极室,在直流电场作用下发生电化学反应,方程式为:2Na2CrO4+2H2O→Na2Cr2O7+2NaOH+H2↑+0.5O2↑,阳极室产生重铬酸钠和氧气,重铬酸钠经三效蒸发、OSL结晶器冷却结晶得到重铬酸钠产品,加热蒸汽主要来源于铬铁碱溶氧化车间,蒸发过程中产生的冷凝水直接回用至铬铁碱溶氧化车间;氧气经洗涤冷却加压后直接做为铬铁碱溶氧化反应的氧气原料;阴极室产生氢氧化钠和氢气,氢氧化钠直接回用做为铬铁碱溶氧化反应的烧碱原料,氢气做为铬酸钠氢还原制氧化铬绿的氢气原料。
所述氢还原车间以来自铬铁碱溶氧化车间纯化精制后的铬酸钠为原料,与还原后浆料Na2CrO4-CrOOH-H2O在套管换热器内双向流发生热交换升高温度,再经导热油加热后输送至反应釜,在反应釜内通入氢气反应生产氧化铬绿的前驱体羟基氧化铬,反应方程式为:2Na2CrO4+3H2→2CrOOH+4NaOH,还原后浆料经换热温度降至60℃左右进行固液分离,分离后母液NaOH直接回用做为铬铁碱溶氧化反应的烧碱原料;分离后滤饼CrOOH与来自羟基氧化铬煅烧干燥车间氧化铬绿的洗涤中水逆流浆化多级洗涤,洗涤后CrOOH(含NaOH<200mg/L、Na2CrO4<50mg/L、H2O<40%)做为煅烧制取氧化铬绿的原料。
所述羟基氧化铬煅烧车间以来自氢还原车间合格的羟基氧化铬滤饼为原料,在回转窑内1200℃左右空气气氛条件下煅烧发生热分解反应生成氧化铬绿粗品,主反应方程式:2CrOOH→Cr2O3+H2O,副反应为:2Cr2O3+4NaOH+3O2→2Na2Cr2O7+2H2O;氧化铬绿粗品经高纯水浆化洗涤后输送至干燥器,与天然气加热空气直接接触热传递脱除水分后得到合格的氧化铬绿产品,产品质量达到GB/T20785-2006标准要求;氧化铬绿可进步制取金属铬;氧化铬绿粗品洗涤中水做为羟基氧化铬的洗涤水,羟基氧化铬的洗涤中水直接回用做为烧碱原料浓度的调配;回转窑尾气经空气预热器、旋风分离器、除尘器后排入大气;来自界外的空气经空气预热器被回转窑尾排气加热后直接做为氧化铬绿干燥的热媒介质。
本发明的有益效果在于:消耗铬铁就能制取氧化铬绿产品和联产重铬酸钠产品的清洁闭环生产,实现了副产物资源化、能源高效化综合利用,生产过程中无含铬工业废水、废渣排放,真正意义上实现了完整的清洁闭环循环经济产业链。实施过程合理利用反应过程产生的余热,采用节能设备实现了节能低碳绿色生产。
该产业链的建设,有利于进一步推进资源能源的综合、有效利用,充分发挥资源优势,加快资源转化进程,对促进企业经济及青海省经济又好又快、可持续发展具有重大意义,并对丰富我国铬盐产品工艺,全面提升铬盐工业水平。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图;
具体实施方式
实施例1
如图1所示,本发明提供一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法,其系统包括:铬铁碱溶氧化车间、电解重铬酸钠车间、氢还原车间、羟基氧化铬煅烧干燥车间;所述铬铁碱溶氧化车间又包括:铬铁粉配置工段、铬铁碱溶氧化溶出工段、溶出浆料分离纯化工段,三个工段顺序连接,前一工段的产物为下一工段的原料;所述电解重铬酸钠车间又包括:铬酸钠电合成重铬酸钠工段、重铬酸钠蒸发结晶工段,两个工段顺序连接,前一工段的产物为下一工段的原料;所述氢还原车间又包括:氢气制备及回收工段、铬酸钠氢还原制羟基氧化铬工段、氢还原浆料分离纯化工段,氢还原车间与铬铁碱溶氧化车间顺序连接,前一车间的产物为下一车间的原料;所述羟基氧化铬煅烧干燥车间又包括:羟基氧化铬煅烧制氧化铬绿工段、氧化铬绿洗涤纯化工段、氧化铬绿干燥工段,三个工段顺序连接,前一工段的产物为下一工段的原料。
进一步地,所述铬铁碱溶氧化车间与电解重铬酸钠车间顺序连接,形成一条从铬铁到重铬酸钠产品的生产系统。
进一步地,所述铬铁碱溶氧化车间、氢还原车间、羟基氧化铬煅烧干燥车间顺序连接,形成一条从铬铁到氧化铬绿产品的生产系统。
进一步地,所述电解重铬酸钠车间副产氢氧化钠直接回用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁粉配置工段的原料。
进一步地,所述电解重铬酸钠车间副产氧气直接加压回用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁碱溶氧化溶出工段氧气原料。
进一步地,所述电解重铬酸钠车间副产氢气经氢还原车间的氢气制备及回收工段作为铬酸钠氢还原制羟基氧化铬的原料。
进一步地,所述氢还原车间副产氢氧化钠直接回用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁粉配置工段的原料。
进一步地,所述铬铁碱溶氧化车间反应热副产蒸汽作为电解重铬酸钠车间的重铬酸钠蒸发结晶工段的热源。
进一步地,所述电解重铬酸钠车间的重铬酸钠蒸发结晶工段产生的一次、二次冷凝水分别分级作为铬铁碱溶氧化车间的溶出浆料分离纯化工段的多级逆流洗涤水,洗涤中水直接回用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁粉配置工段的氢氧化钠浓度稀释水溶剂。
进一步地,所述羟基氧化铬煅烧干燥车间的羟基氧化铬煅烧制氧化铬绿工段的尾排气直接作为氧化铬绿干燥工段空气介质的加热源。
进一步地,所述羟基氧化铬煅烧干燥车间的氧化铬绿干燥工段的尾排气直接作为氢还原车间的铬酸钠氢还原制羟基氧化铬工段的铬酸钠溶液加热热源。
进一步地,所述羟基氧化铬煅烧干燥车间的氧化铬绿洗涤纯化工段的洗涤中水直接回用作为氢还原车间的氢还原浆料分离纯化工段的洗涤水。
进一步地,所述氢还原车间的氢还原浆料分离纯化工段的洗涤中水直接活用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁粉配置工段的氢氧化钠浓度稀释水溶剂。
实施例2
如图1所示,本发明提供一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法,其铬铁氧化碱溶车间以高碳铬铁粉(<15um)和烧碱溶液(10%~15%)为原料,按照一定比例在打浆槽内搅拌器作用下浆化均匀,合格浆料由隔膜泵输送经管道预热器后进入反应釜,在连续反应釜内通入氧气条件下热水反应生产铬酸钠和三氧化铬铁;
反应方程式为:Cr.Fe+2NaOH+2.25O2→Na2CrO4+0.5Fe2O3+H2O-Q;反应所放热值约为1500Kcal/Kg铬铁,碱溶氧化反应溶出浆料(Na2CrO4-Fe2O3-H2O、T=285℃左右、P=8.5MPa左右)从末级反应釜连续出料,经十一级浆料自蒸发器、套管换热器和十一级冷凝水自蒸发器回收反应热副产蒸汽,副产蒸汽替代锅炉供汽做为用热车间的主要来源;提汽后的高温热水利用于液氧汽化、冬季生产车间和办公区采暖,被降温后的返回热水继续循环使用副产蒸汽;经十一级浆料自蒸发器后溶出浆料温度降至低于130℃,再经浆料套管冷却器后温度约60℃左右输送至真空带滤机,经真空带滤机首先完成铬酸钠和三氧化二铁的分离,分离后母液铬酸钠经DH-膜过滤器和离子交换树脂塔集成工艺技术实现纯化,纯化后铬酸钠溶液(SS<1mg/L、Ca+Mg≤20PPb、Si≤2.3mg/L、Fe<0.01mg/L、Al<0.001mg/L)一部分做为离子膜电解制重铬酸钠的原料,另一部分做为氢还原制氧化铬绿的原料;分离后滤饼三氧化二铁与来自重铬酸钠蒸发结晶工段的一次、二次冷凝水在真空带滤机洗涤区域实现逆流多级洗涤,再经还原剂(焦亚硫酸钠或水合肼)解毒后生产副产品三氧化二铁,其产品质量达到HG/T5561-2019行业标准要求;洗涤后含铬中水直接回用用作烧碱原料浓度的调配。
实施例3
如图1所示,本发明提供一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法,其电解重铬酸钠车间以来自铬铁碱溶氧化车间纯化精制后铬酸钠溶液和高纯水为原料,分别进入离子膜电解槽的阳极室和阴极室,在直流电场作用下发生电化学反应;
阳极反应离子方程式为:H2O→2H++0.5O2↑;2OH-→H2O+0.5O2↑;2CrO42-+2H+→Cr2O72-+H2O;
阴极反应离子方程式为:2H2O+2e-→H2↑+2OH-,总反应方程式为:2Na2CrO4+2H2O→Na2Cr2O7+2NaOH+H2↑+0.5O2↑;
阳极室产生重铬酸钠和氧气,重铬酸钠经三效蒸发、OSL结晶器冷却结晶得到重铬酸钠产品,加热蒸汽主要来源于铬铁碱溶氧化车间,蒸发过程中产生的冷凝水直接回用至铬铁碱溶氧化车间;氧气经洗涤冷却加压后直接做为铬铁碱溶氧化反应的氧气原料;阴极室产生氢氧化钠和氢气,氢氧化钠直接回用做为铬铁碱溶氧化反应的烧碱原料,氢气做为铬酸钠氢还原制氧化铬绿的氢气原料。
实施例4
如图1所示,本发明提供一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法,其所述氢还原车间以来自铬铁碱溶氧化车间纯化精制后的铬酸钠为原料,与还原后浆料Na2CrO4-CrOOH-H2O在套管换热器内双向流发生热交换升高温度,再经导热油加热后输送至反应釜,在反应釜内通入氢气反应生产氧化铬绿的前驱体羟基氧化铬;
反应方程式为:2Na2CrO4+3H2→2CrOOH+4NaOH;
还原后浆料经换热温度降至60℃左右进行固液分离,分离后母液NaOH直接回用做为铬铁碱溶氧化反应的烧碱原料;分离后滤饼CrOOH与来自羟基氧化铬煅烧干燥车间氧化铬绿的洗涤中水逆流浆化多级洗涤,洗涤后CrOOH(含NaOH<200mg/L、Na2CrO4<50mg/L、H2O<40%)做为煅烧制取氧化铬绿的原料。
实施例4
如图1所示,本发明提供一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法,其羟基氧化铬煅烧车间以来自氢还原车间合格的羟基氧化铬滤饼为原料,在回转窑内1200℃左右空气气氛条件下煅烧发生热分解反应生成氧化铬绿粗品;
主反应方程式:2CrOOH→Cr2O3+H2O;
副反应为:2Cr2O3+4NaOH+3O2→2Na2Cr2O7+2H2O;
氧化铬绿粗品经高纯水浆化洗涤后输送至干燥器,与天然气加热空气直接接触热传递脱除水分后得到合格的氧化铬绿产品,产品质量达到GB/T20785-2006标准要求;氧化铬绿可进步制取金属铬;氧化铬绿粗品洗涤中水做为羟基氧化铬的洗涤水,羟基氧化铬的洗涤中水直接回用做为烧碱原料浓度的调配;回转窑尾气经空气预热器、旋风分离器、除尘器后排入大气;来自界外的空气经空气预热器被回转窑尾排气加热后直接做为氧化铬绿干燥的热媒介质。
Claims (10)
1.一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统,其特征在于:包括铬铁碱溶氧化车间、电解重铬酸钠车间、氢还原车间、羟基氧化铬煅烧干燥车间;
所述铬铁碱溶氧化车间包括:铬铁粉配置工段、铬铁碱溶氧化溶出工段、溶出浆料分离纯化工段,三个工段顺序连接,前一工段的产物为下一工段的原料;
所述电解重铬酸钠车间包括:铬酸钠电合成重铬酸钠工段、重铬酸钠蒸发结晶工段,两个工段顺序连接,前一工段的产物为下一工段的原料;
所述氢还原车间包括:氢气制备及回收工段、铬酸钠氢还原制羟基氧化铬工段、氢还原浆料分离纯化工段,氢还原车间与铬铁碱溶氧化车间顺序连接,前一车间的产物为下一车间的原料;
所述羟基氧化铬煅烧干燥车间包括:羟基氧化铬煅烧制氧化铬绿工段、氧化铬绿洗涤纯化工段、氧化铬绿干燥工段,三个工段顺序连接,前一工段的产物为下一工段的原料;
所述铬铁碱溶氧化车间与电解重铬酸钠车间顺序连接,形成一条从铬铁到重铬酸钠产品的生产系统;
所述铬铁碱溶氧化车间、氢还原车间、羟基氧化铬煅烧干燥车间顺序连接,形成一条从铬铁到氧化铬绿产品的生产系统。
2.根据权利要求1所述的一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统,其特征在于:所述电解重铬酸钠车间副产氢氧化钠直接回用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁粉配置工段的原料;所述电解重铬酸钠车间副产氧气直接加压回用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁碱溶氧化溶出工段氧气原料;所述电解重铬酸钠车间副产氢气经氢还原车间的氢气制备及回收工段作为铬酸钠氢还原制羟基氧化铬的原料。
3.根据权利要求1所述的一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统,其特征在于:所述氢还原车间副产氢氧化钠直接回用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁粉配置工段的原料;所述氢还原车间的氢还原浆料分离纯化工段的洗涤中水直接活用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁粉配置工段的氢氧化钠浓度稀释水溶剂。
4.根据权利要求1所述的一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统,其特征在于:所述铬铁碱溶氧化车间反应热副产蒸汽作为电解重铬酸钠车间的重铬酸钠蒸发结晶工段的热源。
5.根据权利要求1所述的一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统,其特征在于:所述电解重铬酸钠车间的重铬酸钠蒸发结晶工段产生的一次、二次冷凝水分别分级作为铬铁碱溶氧化车间的溶出浆料分离纯化工段的多级逆流洗涤水,洗涤中水直接用作为铬铁碱溶氧化车间的铬铁粉配置工段的氢氧化钠浓度稀释水溶剂。
6.根据权利要求1所述的一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统,其特征在于:所述羟基氧化铬煅烧干燥车间的羟基氧化铬煅烧制氧化铬绿工段的尾排气直接作为氧化铬绿干燥工段空气介质的加热源;所述羟基氧化铬煅烧干燥车间的氧化铬绿干燥工段的尾排气直接作为氢还原车间的铬酸钠氢还原制羟基氧化铬工段的铬酸钠溶液加热热源;所述羟基氧化铬煅烧干燥车间的氧化铬绿洗涤纯化工段的洗涤中水直接回用作为氢还原车间的氢还原浆料分离纯化工段的洗涤水。
7.根据权利要求1所述的一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统,其特征在于:所述铬铁氧化碱溶车间以高碳铬铁、烧碱为原料,在连续反应釜内通氧条件下热水反应生产铬酸钠和三氧化二铁,反应溶出后浆料Na2CrO4-Fe2O3-H2O经十一级自蒸发器和套管换热器回收反应热副产蒸汽,副产蒸汽替代锅炉供汽做为用热车间的主要来源;提汽后的高温热水利用于液氧汽化,被降温后的返回热水继续循环使用副产蒸汽;降温后的浆料经真空带滤机首先完成铬酸钠和三氧化二铁的分离,分离后母液铬酸钠经膜耦合离子交换技术实现纯化,纯化后铬酸钠溶液一部分做为离子膜电解制重铬酸钠的原料,另一部分做为氢还原制氧化铬绿的原料;分离后滤饼三氧化二铁与来自重铬酸钠蒸发结晶工段的一次、二次冷凝水逆流多级洗涤,生产副产品三氧化二铁;洗涤后含铬中水直接回用至烧碱原料浓度的调配。
8.根据权利要求1所述的一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统,其特征在于:所述电解重铬酸钠车间以来自铬铁碱溶氧化车间纯化精制后铬酸钠溶液和高纯水为原料,分别进入离子膜电解槽的阳极室和阴极室,在直流电场作用下发生电化学反应,阳极室产生重铬酸钠和氧气,重铬酸钠经三效蒸发、OSL结晶器冷却结晶得到重铬酸钠产品,加热蒸汽主要来源于铬铁碱溶氧化车间,蒸发过程中产生的冷凝水直接回用至铬铁碱溶氧化车间;氧气经洗涤冷却加压后直接做为铬铁碱溶氧化反应的氧气原料;阴极室产生氢氧化钠和氢气,氢氧化钠直接回用做为铬铁碱溶氧化反应的烧碱原料,氢气做为铬酸钠氢还原制氧化铬绿的氢气原料。
9.根据权利要求1所述的一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统,其特征在于:所述氢还原车间以来自铬铁碱溶氧化车间纯化精制后的铬酸钠为原料,与还原后浆料Na2CrO4-CrOOH-H2O在套管换热器内双向流发生热交换升高温度,再经导热油加热后输送至反应釜,在反应釜内通入氢气反应生产氧化铬绿的前驱体羟基氧化铬,还原后浆料经换热温度降至55~65℃进行固液分离,分离后母液NaOH直接回用做为铬铁碱溶氧化反应的烧碱原料;分离后滤饼CrOOH与来自羟基氧化铬煅烧干燥车间氧化铬绿的洗涤中水逆流浆化多级洗涤,洗涤后CrOOH做为煅烧制取氧化铬绿的原料。
10.根据权利要求1所述的一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统,其特征在于:所述羟基氧化铬煅烧车间以来自氢还原车间合格的羟基氧化铬滤饼为原料,在回转窑内空气气氛条件下煅烧发生热分解反应生成氧化铬绿粗品,氧化铬绿粗品经高纯水浆化洗涤后输送至干燥器,与天然气加热空气直接接触热传递脱除水分后得到合格的氧化铬绿产品;氧化铬绿可进一步制取金属铬;氧化铬绿粗品洗涤中水做为羟基氧化铬的洗涤水,羟基氧化铬的洗涤中水直接回用做为烧碱原料浓度的调配;回转窑尾气经空气预热器、旋风分离器、除尘器后排入大气;来自界外的空气经空气预热器被回转窑尾排气加热后直接做为氧化铬绿干燥的热媒介质。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111569861.8A CN114196972B (zh) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111569861.8A CN114196972B (zh) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114196972A CN114196972A (zh) | 2022-03-18 |
CN114196972B true CN114196972B (zh) | 2023-11-10 |
Family
ID=80655675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111569861.8A Active CN114196972B (zh) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114196972B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107902699A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-04-13 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种连续加压自热式液相氧化铬铁矿的分解方法 |
CN110394138A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-01 | 青海省博鸿化工科技股份有限公司 | 一种连续反应装置及其用途 |
-
2021
- 2021-12-21 CN CN202111569861.8A patent/CN114196972B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107902699A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-04-13 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种连续加压自热式液相氧化铬铁矿的分解方法 |
CN110394138A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-01 | 青海省博鸿化工科技股份有限公司 | 一种连续反应装置及其用途 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
基于电化学法的铬盐清洁生产工艺研究;冯海涛等;盐湖研究;27(4);第9-17页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114196972A (zh) | 2022-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101817561B (zh) | 一种铬铁矿加压浸出清洁生产铬酸钠的方法 | |
CN110015690B (zh) | 高纯纳米三氧化二铬的制备方法 | |
CN109179457B (zh) | 一种电解铝废渣中锂的提取方法 | |
CN102586612A (zh) | 从含钒铬渣中回收钒铬的方法 | |
CN104876250A (zh) | 一种硫酸处理锂云母提锂除铝的方法 | |
CN108147384B (zh) | 一种利用磷酸亚铁锂废料制备电池级磷酸二氢锂的方法 | |
CN113293297B (zh) | 渣油加氢废催化剂的多元素回收利用 | |
CN103924090A (zh) | 一种利用含钒废渣生产高纯度五氧化二钒的方法 | |
CN103449522A (zh) | 一种含铬废渣生产铬酸盐的方法 | |
CN104818385A (zh) | 一种酸性蚀刻废液资源化回收处理的节能环保零排放技术 | |
CN103193271B (zh) | 一种红矾钠的生产方法 | |
CN101481144A (zh) | 一种铬铁矿制备铬酸钾的清洁生产方法 | |
CN101723460A (zh) | 一种由红土镍矿制备氧化铬的工艺 | |
CN104760997A (zh) | 碱液循环液相氧化生产铬酸钠的生产方法 | |
CN114196972B (zh) | 一种制取氧化铬绿联产重铬酸钠的生产系统及方法 | |
CN102649584B (zh) | 一种红矾钠的制备方法 | |
CN117623363A (zh) | 一种利用废硫酸钠生成硫酸钡及其副产氢氧化钠的方法 | |
CN117285064A (zh) | 一种铝电解大修渣酸碱联合资源化利用的方法 | |
CN102649585B (zh) | 一种红矾钠的制备方法 | |
CN108101109A (zh) | 一种钠、碳、热量循环体系生产铬盐系列产品的系统 | |
CN102897838B (zh) | 一步法制备红矾钠的方法 | |
CN103183384A (zh) | 一种预焙烧强化亚熔盐分解铬铁矿的方法 | |
CN112176199B (zh) | 一种从炼锌废渣中高效提纯氧化锌的工艺 | |
CN108046324B (zh) | 一种从含铜铬镍的电镀废料中回收铜铬镍的方法 | |
CN110015689B (zh) | 高碳铬铁清洁生产羟基氧化铬、铬盐系列产品的生产工艺 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |