CN206562305U - 一种利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统，包括依次设置的酸性浸出系统、氧化系统、熟化系统、除铁系统、沉淀过滤系统、洗涤系统。所述酸性浸出系统包括酸浸反应装置；所述氧化系统包括酸浸液氧化反应装置；所述熟化系统包括熟化反应装置、第一压滤装置，所述熟化反应装置与所述第一压滤装置连接；所述酸浸反应装置与所述酸浸液氧化反应装置连接，所述酸浸液氧化反应装置与所述熟化反应装置连接。该生产系统利用含铬渣制备氢氧化铬，工艺系统成熟、投资少；设备自动化程度高，易操作；副产品、废水回收利用，具有先进、节能、环保、资源利用率高的优点。同时本生产系统可以与铬粉生产工序做到无缝连接，有助于加长产业链条，提高经济效益和市场竞争力。

Description

一种利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统

技术领域

本实用新型涉及氢氧化铬制备领域，尤其涉及一种利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统。

背景技术

氢氧化铬的用途极为广泛，可用于制备三价铬盐及三氧化二铬 (氧化铬绿)、化学试剂等，也用于油漆颜料及羊毛处理等。还可以用于制取铬颜料及铬盐和铬酸酐等；也可作为生产氧化铬绿、铬酸酐、碱式硫酸铬的母体或者中间体，氧化铬绿与红矾钠、铬酐、碱式硫酸铬做为铬盐四大产品，铬盐作为传统工业产品，是被国内外广泛应用的化工基础原料，其使用价值很难被取代。据统计市场上约10％的商品都与铬盐产品有关，涉及到人们生活、工业应用的方方面面。随着经济的不断发展，社会对铬盐系列产品的需求量将日益增加，铬盐工业的发展前景十分广阔。随着中国经济的快速发展，在工业及人们生活中铬盐及其相关产品需求量日益扩大，因此铬盐及其相关产业必将迅速发展。

目前国内对氢氧化铬的制备方法主要有几种方法：(1)沉淀法；硫酸铬水溶液与氨水反应生成氢氧化铬沉淀。于反应釜中将硫酸铬 (或氯化铬)溶液加热近沸，分几次缓缓加入氨水，其用量高于理论量，使生成的沉淀易于过滤。悬浮液经过滤、充分洗涤后，于100℃干燥，使沉淀物(Cr₂O₃.nH₂O)干燥、脱水生成氢氧化铬成品。(2)硫磺还原法；在碱性条件下，140～160℃于反应釜中用硫磺还原铬酸钠(溶液)生成氢氧化铬水合物沉淀，分离、洗涤后干燥脱水即得产品。(3) 硫化钠还原法；以硫化钠为还原剂还原铬酸钠(水溶液)生成氢氧化铬水合物沉淀，分离洗涤后经干燥脱水即得产品。(4)二氧化硫还原法；二氧化硫通入铬酸钠碱性水溶液中反应生成氢氧化铬水合物沉淀，分离、洗涤沉淀后，经干燥脱水即得产品。(5)甲醛还原法；重铬酸钠溶液用硫酸酸化后再以甲醛为还原剂进行还原，直接制成无水氢氧化铬，经分离、洗涤和干燥即得成品。

但是，以上制备方法多存在以下不足：(1)沉淀法生成的氢氧化铬状态不易控制，废气多，凝胶状较多，产品纯度低、生产效率低； (2)硫磺还原法在工艺生产过程中硫代硫酸钠浓度低，生产效率不高，能耗大；(3)硫化钠还原法、二氧化硫还原法均存在产品质量差、含硫杂质多、设备投资大、能耗大等问题；(4)甲醛还原目前工艺技术不成熟，未见工业生产的报道。

因此，需要有一种氢氧化铬制备的生产系统，解决上述生产工艺存在的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上面描述的问题。本实用新型的目的是提供一种利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统，该生产系统利用含铬渣制备氢氧化铬，工艺系统成熟、投资少；设备自动化程度高，易操作；副产品、废水回收利用，具有先进、节能、环保、资源利用率高的优点。同时本生产系统可以与铬粉生产工序做到无缝连接，有助于加长产业链条，提高经济效益和市场竞争力。

根据本实用新型的一个方面提供的利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统，包括依次设置的酸性浸出系统、氧化系统、熟化系统、除铁系统、沉淀过滤系统、洗涤系统；

所述酸性浸出系统包括酸浸反应装置；所述氧化系统包括酸浸液氧化反应装置；所述熟化系统包括熟化反应装置、第一压滤装置，所述熟化反应装置与所述第一压滤装置连接；

所述酸浸反应装置与所述酸浸液氧化反应装置连接，所述酸浸液氧化反应装置与所述熟化反应装置连接；

所述除铁系统包括除铁反应装置、第二压滤装置、酸浸液储存装置，所述除铁反应装置分别与所述第一压滤装置、第二压滤装置连接；所述第二压滤装置与所述酸浸液储存装置连接；

所述沉淀过滤系统包括沉淀反应装置、第三压滤装置；所述沉淀反应装置与所述酸浸液储存装置连接，所述第三压滤装置与沉淀反应装置连接；

所述洗涤系统为多级逆流洗涤系统，所述多级逆流洗涤系统依次连接有一级浆化洗涤装置、一级离心装置、一级滤液储存装置。

所述第三压滤装置与所述一级浆化洗涤装置连接，所述一级滤液储存装置与所述沉淀反应装置连接。

其中，所述生产系统还包括副产品制备系统，所述副产品制备系统包括净化装置、第四压滤装置以及蒸发结晶装置；

所述净化装置与所述第三压滤装置连接，所述净化装置、第四压滤装置以及蒸发结晶装置依次连接。

其中，所述酸浸反应装置、酸浸液氧化反应装置、熟化反应装置、除铁反应装置、沉淀反应装置、一级浆化洗涤装置均带有搅拌装置。

其中，所述酸浸液氧化反应装置、熟化反应装置、沉淀反应装置以及所述一级浆化洗涤装置均设有低压蒸汽加热装置。本实用新型的利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统，工艺系统成熟、投资少；设备自动化程度高，易操作；副产品、废水回收利用，具有先进、节能、环保、资源利用率高的优点。同时本生产系统可以与铬粉生产工序做到无缝连接，有助于加长产业链条，提高经济效益和市场竞争力。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本实用新型的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了根据本实用新型的利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本实用新型提供的利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统包括依次设置的酸性浸出系统、氧化系统、熟化系统、除铁系统、沉淀过滤系统、洗涤系统。

酸性浸出系统包括酸浸反应装置1，来自界外的高碳铬铁或者铬铁渣与浓缩后的含铬洗涤液按一定比例混合浆化，浆化后的铬铁浆料被送入酸浸反应装置1中与98％的浓硫酸混合进行酸性浸出。反应产生的废气进入尾气处理系统。

氧化系统包括酸浸液氧化反应装置2。将定量的双氧水与酸性浸出液被送入酸浸液氧化反应装置2，实现高碳铬铁酸性浸出液中二价铁离子的氧化，反应过程中产生的废气进入尾气处理系统。

熟化系统包括熟化反应装置3、第一压滤装置4，熟化反应装置3 与第一压滤装置4连接。氧化后的高温高压浆料被送入熟化反应装置 3中，由于压力的变化，一部分高温高压液态变成闪蒸气体，该高温闪蒸蒸汽被送入酸浸反应装置1，以回收热量，提高酸浸效率。在带有搅拌装置的熟化反应装置3中，氧化后浆料经一定时间充分熟化，浆料浓缩，产生铁矾沉淀，实现铬/铁分离。反应过程中产生的废气进入尾气处理系统。经熟化后的浆料通过第一压滤装置4(例如板框压滤机)实现固液分离，分离的酸浸液进入除铁系统。

除铁系统包括除铁反应装置5、第二压滤装置6、酸浸液储存装置7。经初步除杂的酸性浸出液被送进除铁反应装置5(例如除铁反应釜)中，由固碱和工艺水配制完成的液碱和除铁剂，经计量装置准确定量与酸性浸出液按照一定比例被送入除铁反应装置5。经一定时间搅拌充分反应，产生Fe(OH)₃沉淀，实现铬/铁分离。经除铁后的酸浸浆料通过第二压滤装置6实现固液分离。其中，滤饼除铁渣中 Fe(OH)₃含量67.1％，具有较高价值，可储存回收利用。

沉淀过滤系统包括沉淀反应装置8、第三压滤装置9，沉淀反应装置8与酸浸液储存装置7连接，所述第三压滤装置9与沉淀反应装置8连接。洗涤系统为多级逆流洗涤系统，依次连接有一级浆化洗涤装置10、一级离心装置11、一级滤液储存装置12。第三压滤装置9 与一级浆化洗涤装置10连接，一级滤液储存装置12与沉淀反应装置 8连接。

此外，多级逆流洗涤系统还包括二级浆化洗涤装置、二级滤液储存装置、三级浆化洗涤装置、三级滤液储存装置、三级板框压滤装置以及氢氧化铬成品储存装置。二级浆化洗涤装置分别与一级离心装置 11、三级滤液储存装置、二级离心装置连接；二级滤液储存装置与一级浆化洗涤装置10、二级离心装置连接；三级浆化洗涤装置与二级离心装置、三级板框压滤装置连接；三级板框压滤装置连接与二级浆化洗涤装置、三级板框压滤装置连接；三级板框压滤装置连接有氢氧化铬成品储存装置。

净化后的酸浸液、来自一级滤液储存装置12的氢氧化铬洗涤液、碳酸氢铵溶液进入氢氧化铬沉淀反应装置8(例如沉淀釜)中，净化后的酸浸液中Cr₂(SO4)₃、Cr(OH)SO₄与碳酸氢氨发生反应，并生成氢氧化铬沉淀，该过程化学反应产生的废气进入尾气处理系统。该过程主要化学反应方程式如下：

Cr₂(SO4)₃+2NH₄HCO₃＝2Cr(OH)SO₄+(NH4)₂SO₄+2CO₂↑

Cr(OH)SO₄+2NH₄HCO₃＝Cr(OH)₃+(NH4)₂SO₄+2CO₂↑

沉淀釜中的氢氧化铬沉淀进入通过第三压滤装置9进行固液分离，固态滤饼氢氧化铬经皮带进入多级逆流洗涤系统洗涤，最终进入氢氧化铬成品储存装置。含硫酸铵的氢氧化铬沉淀母液进入副产品制备系统。

本实用新型的副产品制备系统，包括净化装置13、第四压滤装置14以及蒸发结晶装置15；净化装置13与第三压滤装置9连接，净化装置13、第四压滤装置14以及蒸发结晶装置15依次连接。

来自沉淀过滤系统中的含有硫酸铵的氢氧化铬沉淀母液进入净化装置13(例如硫酸铵净化槽)，同时加入碳酸氢氨溶液。经过净化处理的硫酸铵进入第四压滤装置14中进行固液分离，净化的硫酸铵溶液经硫酸铵储槽进入蒸发结晶装置15得到副产品硫酸铵，固态的硫酸化沉淀进入酸解车间循环利用。

其中，酸浸液氧化反应装置2、熟化反应装置3、除铁反应装置 5均通有氮气，以稀释反应产生的气体，比如氧气。第一、第二、第三、第四压滤装置14均通有压缩空气，以使滤饼水分再度排除，获得略干的滤饼。酸浸液氧化反应装置2、熟化反应装置3、沉淀反应装置8以及所述浆化洗涤装置均设有低压蒸汽加热装置，以提供反应所需热量。酸浸反应装置1、酸浸液氧化反应装置2、熟化反应装置 3、除铁反应装置5、沉淀反应装置8、浆化洗涤装置均带有搅拌装置，可以使酸浸、氧化、除铁等反应反应充分。

综上所述，本实用新型的利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统，工艺系统成熟、投资少；设备自动化程度高，易操作；副产品、废水回收利用，具有先进、节能、环保、资源利用率高的优点。同时本生产系统可以与铬粉生产工序做到无缝连接，有助于加长产业链条，提高经济效益和市场竞争力。

需要指出的是，上面关于本实用新型的一种利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统所包括的内容可以单独实施，或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统，其特征在于，包括依次设置的酸性浸出系统、氧化系统、熟化系统、除铁系统、沉淀过滤系统、洗涤系统；

所述酸性浸出系统包括酸浸反应装置(1)；所述氧化系统包括酸浸液氧化反应装置(2)；所述熟化系统包括熟化反应装置(3)、第一压滤装置(4)，所述熟化反应装置(3)与所述第一压滤装置(4)连接；所述酸浸反应装置(1)与所述酸浸液氧化反应装置(2)连接，所述酸浸液氧化反应装置(2)与所述熟化反应装置(3)连接；

所述除铁系统包括除铁反应装置(5)、第二压滤装置(6)、酸浸液储存装置(7)，所述除铁反应装置(5)分别与所述第一压滤装置(4)、第二压滤装置(6)连接；所述第二压滤装置(6)与所述酸浸液储存装置(7)连接；

所述沉淀过滤系统包括沉淀反应装置(8)、第三压滤装置(9)；所述沉淀反应装置(8)与所述酸浸液储存装置(7)连接，所述第三压滤装置(9)与沉淀反应装置(8)连接；

所述洗涤系统为多级逆流洗涤系统，所述多级逆流洗涤系统依次连接有一级浆化洗涤装置(10)、一级离心装置(11)、一级滤液储存装置(12)；所述第三压滤装置(9)与所述一级浆化洗涤装置(10)连接，所述一级滤液储存装置(12)与所述沉淀反应装置(8)连接。

2.如权利要求1所述的利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括副产品制备系统，所述副产品制备系统包括净化装置(13)、第四压滤装置(14)以及蒸发结晶装置(15)；

所述净化装置(13)与所述第三压滤装置(9)连接，所述净化装置(13)、第四压滤装置(14)以及蒸发结晶装置(15)依次连接。

3.如权利要求1所述的利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统，其特征在于，所述酸浸反应装置(1)、酸浸液氧化反应装置(2)、熟化反应装置(3)、除铁反应装置(5)、沉淀反应装置(8)、一级浆化洗涤装置(10) 均带有搅拌装置。

4.如权利要求1所述的利用含铬渣制备氢氧化铬的生产系统，其特征在于，所述酸浸液氧化反应装置(2)、熟化反应装置(3)、沉淀反应装置(8)以及所述一级浆化洗涤装置(10)均设有低压蒸汽加热装置。