JP2683763B2 - クロム残留物の解毒と総合利用のための再焼成及び抽出方法 - Google Patents
クロム残留物の解毒と総合利用のための再焼成及び抽出方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、中国特許出願CN91
102325.9の続きで、固体廃物の処理、特にクロ
ム残留物の解毒及びその総合利用の方法に関するもので
ある。
102325.9の続きで、固体廃物の処理、特にクロ
ム残留物の解毒及びその総合利用の方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】クロム鉱を焼成してクロム酸塩を作る
時、大量のクロム残留物が排出される。統計によると、
1トンの重クロム酸ナトリウムを作り出すには2.5〜
3トンの毒性のあるクロム残留物を排出してしまうこと
になる。その中には、残留性のCr2 O3 を3〜7%、
Fe2 O3 を8〜11%及び水溶性Cr+6を0.5〜
1.5%含んでおり、特にCr+6は、人間にも動物にも
有毒である。クロム残留物の中に含まれる金属酸化物が
廃棄されることにより、大切な資源が無駄になるだけで
なく、環境が汚染されることになるのである。クロム残
留物の処理方法に関する文献は国内外にはいろいろある
が、まとめてみるとその方法は主に二種類あると考えら
れる。一つは還元法でクロム残留物の中の六価クロムを
還元して三価クロムにする。それから、還元したものを
地下に埋めるか、海に廃棄するか、あるいはそのまま積
み重ねて放置するものである。CN85105628は
ソ連パテント975580に開示された加熱還元法の基
礎の上でクロム残留物を最初に塩酸で抽出し、それから
還元剤を加えてクロム残留物を還元する方法を示唆して
いる。それに対して、CN90103420は高温、真
空でクロム残留物を還元する処理方法を開示している。
しかし、いずれの還元方法もクロム残留物の中にCa、
Mgと他の金属の酸化物があるために三価クロムが六価
クロムに再生するという問題がある。もう一つの方法と
しては、工業用原材料としてクロム残留物を総合利用す
る方法であり、クロム残留物を消耗するばかりでなく、
経済的利益を得ることもできるものである。雑誌「無機
塩工業」(中国)1987年第二号及びCN85105
6528にはクロム残留物がガラスの着色、カラーセメ
ントの生産、レンガの生産、カルシウム/マグネシウム
/リン肥料の生産ないし製鉄用補助材料に使われたこと
が示唆されている。それにもかかわらず、この方法は、
市場状況に限られて、大規模生産はできない。それに製
造技術が複雑でコストが高いので、なかなか広まらない
のである。近頃、高温条件でクロム残留物を還元し、同
時に補助材料を加え、それでクロム残留物の解毒と総合
利用を実現させるという方法は多くの文献においてよく
みられている。CN88104766の中でも溶鉱炉用
の主要原料に焼成されたクロム残留物が溶鉱炉内におい
て高温条件で還元され、同時に生長石、石灰石などの補
助材料が加えられ、それで解毒された鉱滓が形成され、
この鉱滓がセメントの生産、カリ肥料の生産及びクロム
含有鉄の生産に使用されたことが示されている。
時、大量のクロム残留物が排出される。統計によると、
1トンの重クロム酸ナトリウムを作り出すには2.5〜
3トンの毒性のあるクロム残留物を排出してしまうこと
になる。その中には、残留性のCr2 O3 を3〜7%、
Fe2 O3 を8〜11%及び水溶性Cr+6を0.5〜
1.5%含んでおり、特にCr+6は、人間にも動物にも
有毒である。クロム残留物の中に含まれる金属酸化物が
廃棄されることにより、大切な資源が無駄になるだけで
なく、環境が汚染されることになるのである。クロム残
留物の処理方法に関する文献は国内外にはいろいろある
が、まとめてみるとその方法は主に二種類あると考えら
れる。一つは還元法でクロム残留物の中の六価クロムを
還元して三価クロムにする。それから、還元したものを
地下に埋めるか、海に廃棄するか、あるいはそのまま積
み重ねて放置するものである。CN85105628は
ソ連パテント975580に開示された加熱還元法の基
礎の上でクロム残留物を最初に塩酸で抽出し、それから
還元剤を加えてクロム残留物を還元する方法を示唆して
いる。それに対して、CN90103420は高温、真
空でクロム残留物を還元する処理方法を開示している。
しかし、いずれの還元方法もクロム残留物の中にCa、
Mgと他の金属の酸化物があるために三価クロムが六価
クロムに再生するという問題がある。もう一つの方法と
しては、工業用原材料としてクロム残留物を総合利用す
る方法であり、クロム残留物を消耗するばかりでなく、
経済的利益を得ることもできるものである。雑誌「無機
塩工業」(中国)1987年第二号及びCN85105
6528にはクロム残留物がガラスの着色、カラーセメ
ントの生産、レンガの生産、カルシウム/マグネシウム
/リン肥料の生産ないし製鉄用補助材料に使われたこと
が示唆されている。それにもかかわらず、この方法は、
市場状況に限られて、大規模生産はできない。それに製
造技術が複雑でコストが高いので、なかなか広まらない
のである。近頃、高温条件でクロム残留物を還元し、同
時に補助材料を加え、それでクロム残留物の解毒と総合
利用を実現させるという方法は多くの文献においてよく
みられている。CN88104766の中でも溶鉱炉用
の主要原料に焼成されたクロム残留物が溶鉱炉内におい
て高温条件で還元され、同時に生長石、石灰石などの補
助材料が加えられ、それで解毒された鉱滓が形成され、
この鉱滓がセメントの生産、カリ肥料の生産及びクロム
含有鉄の生産に使用されたことが示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなナトリウム(7〜10%)を含むクロム残留物を直
接精錬する方法は、溶鉱炉にこぶができ、その強度を弱
め、溶鉱炉の寿命を短縮させるという欠点がある。本案
の目的は、各種類のクロム残留物を解毒させ、クロム残
留物の中にあるクロム成分を総合利用することのできる
方法を提供することにある。
うなナトリウム(7〜10%)を含むクロム残留物を直
接精錬する方法は、溶鉱炉にこぶができ、その強度を弱
め、溶鉱炉の寿命を短縮させるという欠点がある。本案
の目的は、各種類のクロム残留物を解毒させ、クロム残
留物の中にあるクロム成分を総合利用することのできる
方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、クロム
残留物の再焼成を通じて実現されるものである。 (1)クロム残留物の再焼成 クロム残留物を乾燥させ、80〜100メッシュとなる
まで砕く。それから、クロム残留物:粉クロム鉱石:ソ
ーダ灰:粉コークス=1:0.1〜0.25:0.1〜
0.25:0〜0.16(wt)という割合で材料を配
合する。そして、水を加えて、十分混合させ、それらを
再焼成用溶鉱炉内に入れる。そして、炉内の温度を次第
に1000℃〜1200℃まで高めて、焼く30分〜6
0分間すれば再焼成は成し遂げられ、再焼成材料ができ
上がる。再焼成に際しては、回転窯を使ってもよく、1
00℃〜1200℃温度で2時間くらいで再焼成はなさ
れる。
残留物の再焼成を通じて実現されるものである。 (1)クロム残留物の再焼成 クロム残留物を乾燥させ、80〜100メッシュとなる
まで砕く。それから、クロム残留物:粉クロム鉱石:ソ
ーダ灰:粉コークス=1:0.1〜0.25:0.1〜
0.25:0〜0.16(wt)という割合で材料を配
合する。そして、水を加えて、十分混合させ、それらを
再焼成用溶鉱炉内に入れる。そして、炉内の温度を次第
に1000℃〜1200℃まで高めて、焼く30分〜6
0分間すれば再焼成は成し遂げられ、再焼成材料ができ
上がる。再焼成に際しては、回転窯を使ってもよく、1
00℃〜1200℃温度で2時間くらいで再焼成はなさ
れる。
【0005】
【化1】 (2)抽出 再焼成した材料を高層抽出器の中に入れて抽出用水をそ
の中に注ぎ、再焼成した材料の中のNa2 CrO4 を抽
出する。抽出液をさらに処理すれば、酸化クロム、塩基
性硫酸クロム又は中黄鉛などの化学原料を得る。そし
て、抽出残留物をさらに処理すれば、焼結鉄またはロー
・クロム鋳鉄が得られ、最終的には無毒の鉱滓になるも
のである。 (3)抽出液の総合処理 酸化クロムまたは塩基性硫酸クロムを作り出す。 抽出液をポンプで沈殿反応槽に送り、粉イオウ或いは硫
化ナトリウムを加え、スチームで100℃まで加熱し、
それで、抽出液中のNa2 CrO4 をCr(OH)3 に
転化させる。主な反応式は次のようなものである。
の中に注ぎ、再焼成した材料の中のNa2 CrO4 を抽
出する。抽出液をさらに処理すれば、酸化クロム、塩基
性硫酸クロム又は中黄鉛などの化学原料を得る。そし
て、抽出残留物をさらに処理すれば、焼結鉄またはロー
・クロム鋳鉄が得られ、最終的には無毒の鉱滓になるも
のである。 (3)抽出液の総合処理 酸化クロムまたは塩基性硫酸クロムを作り出す。 抽出液をポンプで沈殿反応槽に送り、粉イオウ或いは硫
化ナトリウムを加え、スチームで100℃まで加熱し、
それで、抽出液中のNa2 CrO4 をCr(OH)3 に
転化させる。主な反応式は次のようなものである。
【0006】
【化2】 それから、槽内の産出物を濾過すると共に、水で水酸化
クロム沈殿物を洗浄し、該沈殿物を溶鉱炉内で1200
℃高温の下で焼成し、Cr2 O3 を形成する。
クロム沈殿物を洗浄し、該沈殿物を溶鉱炉内で1200
℃高温の下で焼成し、Cr2 O3 を形成する。
【0007】
【化3】 或いは水酸化クロムに硫酸またはNaHSO4 を加え、
塩基性硫酸クロムを得る。すなわち、次のようである。
塩基性硫酸クロムを得る。すなわち、次のようである。
【0008】
【化4】 水酸化クロムが分離した後の抽出液に硫酸又は硫酸水素
ナトリウムを加えれば、硫酸ナトリウムが得られる。或
いは二酸化硫黄を抽出液に加えれば、重要な工業原料で
あるチオ硫酸ナトリウムが得られる。 塩基性硫酸クロムと硫酸ナトリウムをつくりだす。 酸化クロム(CrO3 )を生産する時にクロム酸塩精錬
プラントから大量に排出された有毒な腐食性の強い硫酸
水素ナトリウムの残留物(中にはH2 SO4 を35〜4
5%、Na2 SO4 を45〜50%、Na2 Cr2 O7
・2H2 Oを2〜3%含む)を水で溶かし、沈殿させ酸
性スラッジを除去することによってNaHSO4 溶液を
得る。抽出液を中和反応槽の中に入れ、それに前述のN
aHSO4 溶液を注いで、中和反応をさせ、pH=6〜
7まで抑える。そして抽出液は強制的に濾過されて中性
クロム酸ナトリウム溶液が得られる。その溶液はそれか
ら酸性化器の中でNaHSO4 を再度加えることによ
り、酸性化させられる。すなわち、
ナトリウムを加えれば、硫酸ナトリウムが得られる。或
いは二酸化硫黄を抽出液に加えれば、重要な工業原料で
あるチオ硫酸ナトリウムが得られる。 塩基性硫酸クロムと硫酸ナトリウムをつくりだす。 酸化クロム(CrO3 )を生産する時にクロム酸塩精錬
プラントから大量に排出された有毒な腐食性の強い硫酸
水素ナトリウムの残留物(中にはH2 SO4 を35〜4
5%、Na2 SO4 を45〜50%、Na2 Cr2 O7
・2H2 Oを2〜3%含む)を水で溶かし、沈殿させ酸
性スラッジを除去することによってNaHSO4 溶液を
得る。抽出液を中和反応槽の中に入れ、それに前述のN
aHSO4 溶液を注いで、中和反応をさせ、pH=6〜
7まで抑える。そして抽出液は強制的に濾過されて中性
クロム酸ナトリウム溶液が得られる。その溶液はそれか
ら酸性化器の中でNaHSO4 を再度加えることによ
り、酸性化させられる。すなわち、
【0009】
【化5】 スクロースかホルムアルデヒドを上述の酸性化した酸性
液の中に加え、100℃以上まで加熱し、これにより塩
基性硫酸クロムと硫酸ナトリウムとが得られる。反応が
十分済んでから、それを21℃〜24℃まで冷却させて
それで10水性硫酸ナトリウムの結晶が単離される。そ
れから、遠心機でその10水性硫酸ナトリウム晶を分離
させると、品質のよい塩基性硫酸クロムが得られること
になる。塩基性硫酸クロムと硫酸ナトリウムとが得られ
る反応式は次のようである。
液の中に加え、100℃以上まで加熱し、これにより塩
基性硫酸クロムと硫酸ナトリウムとが得られる。反応が
十分済んでから、それを21℃〜24℃まで冷却させて
それで10水性硫酸ナトリウムの結晶が単離される。そ
れから、遠心機でその10水性硫酸ナトリウム晶を分離
させると、品質のよい塩基性硫酸クロムが得られること
になる。塩基性硫酸クロムと硫酸ナトリウムとが得られ
る反応式は次のようである。
【0010】
【化6】 中黄鉛を作り出す。 硝酸で抽出液をpH=6.0〜8.0まで中和させる。
さらに硝酸鉛または酢酸鉛の溶液をそれに加えると化学
反応が起きて、クロム酸鉛ができあがる。その主な反応
式はつぎのようである。
さらに硝酸鉛または酢酸鉛の溶液をそれに加えると化学
反応が起きて、クロム酸鉛ができあがる。その主な反応
式はつぎのようである。
【0011】
【化7】 得られたクロム酸鉛を圧力をかけて分離、洗浄し、濾過
する。そして、70〜100℃の温度でクロム酸鉛を乾
燥させてから、必要な粒状まで砕く。これにより中黄鉛
が得られることになる。 (4)抽出残留物の処理 抽出残留物:粉鉄鉱石(6mm以下で鉄を38〜5%含
む):コークス=1:1.0〜2.4:0.1〜0.2
8(wt)という割合で材料を配合する。それを送風式
か抽気式の焼結炉の中に置き、火をつけて連続的に送風
か抽気をさせ、炉内温度を1300℃〜1500℃まで
高める。これにより、混合された材料が塊状の自熔性焼
結鉄に焼成され、Cr+6が安定した三価クロム化合物に
還元されることになる。その主な反応式は次のようであ
る。
する。そして、70〜100℃の温度でクロム酸鉛を乾
燥させてから、必要な粒状まで砕く。これにより中黄鉛
が得られることになる。 (4)抽出残留物の処理 抽出残留物:粉鉄鉱石(6mm以下で鉄を38〜5%含
む):コークス=1:1.0〜2.4:0.1〜0.2
8(wt)という割合で材料を配合する。それを送風式
か抽気式の焼結炉の中に置き、火をつけて連続的に送風
か抽気をさせ、炉内温度を1300℃〜1500℃まで
高める。これにより、混合された材料が塊状の自熔性焼
結鉄に焼成され、Cr+6が安定した三価クロム化合物に
還元されることになる。その主な反応式は次のようであ
る。
【0012】
【化8】 クロム残留物の中に大量のSiO2 が存在しているの
で、その次の反応式は以下のようになる。
で、その次の反応式は以下のようになる。
【0013】
【化9】 さらに自熔性焼結鉄(粒径が5mm以上80mm以
下):鉄残留物(粒径が6mm以下で鉄を48〜65%
含む):コークス:石灰石=1:0.5〜2.6:0.
1〜1.5:0.15〜0.22(wt)という割合で
材料を配合する。そして混合された材料を鋳造炉または
渦巻炉内において1350〜1500℃の温度で溶融さ
せ、そして還元解毒をし、各層別に分離させ、ロー・ク
ロム鋳鉄を得る。その主な反応はつぎのようである。
下):鉄残留物(粒径が6mm以下で鉄を48〜65%
含む):コークス:石灰石=1:0.5〜2.6:0.
1〜1.5:0.15〜0.22(wt)という割合で
材料を配合する。そして混合された材料を鋳造炉または
渦巻炉内において1350〜1500℃の温度で溶融さ
せ、そして還元解毒をし、各層別に分離させ、ロー・ク
ロム鋳鉄を得る。その主な反応はつぎのようである。
【0014】
【化10】
【0015】
【作用】本発明のクロム残留物の再焼成の方法を使え
ば、いろいろな種類のクロム残留物に含まれたCr2 O
3 すなわち直接抽出によって解毒しにくいクロム残留物
中のCr2 O3 がNa2 CrO4 に転化でき、Cr2 O
3 を有効的に利用することができて、クロム残留物も徹
底的に解毒できる。上述の再焼成処理により、クロム残
留物の中のCr2 O3 の50〜60%回収でき、クロム
残留物中の水溶性Cr+6の60〜70%を除去し、それ
と同時に何種類かの重要な工業用原材料を得ることがで
きる。その結果として、クロム残留物の全ての総合利用
が実現され、再汚染のおそれもないし、環境保護の効用
と経済的利益があるものである。
ば、いろいろな種類のクロム残留物に含まれたCr2 O
3 すなわち直接抽出によって解毒しにくいクロム残留物
中のCr2 O3 がNa2 CrO4 に転化でき、Cr2 O
3 を有効的に利用することができて、クロム残留物も徹
底的に解毒できる。上述の再焼成処理により、クロム残
留物の中のCr2 O3 の50〜60%回収でき、クロム
残留物中の水溶性Cr+6の60〜70%を除去し、それ
と同時に何種類かの重要な工業用原材料を得ることがで
きる。その結果として、クロム残留物の全ての総合利用
が実現され、再汚染のおそれもないし、環境保護の効用
と経済的利益があるものである。
【0016】
【実施例】添付図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明のクロム残留物の再焼成工程を示すフ
ロー・チャートである。 実施例1 本実施例におけるクロム残留物の組成は、次のようであ
る。
る。図1は本発明のクロム残留物の再焼成工程を示すフ
ロー・チャートである。 実施例1 本実施例におけるクロム残留物の組成は、次のようであ
る。
【0017】
【表1】 以上のクロム残留物は乾燥され、そして80〜10メッ
シュまで砕かれ、そのうち120kgの乾燥物が採取さ
れる。そしてさらに16.6kgの粉クロム鉱石(Cr
2 O3 を48.13%含有する)、21kgのソーダ灰
と10kgの粉コークスが乾燥物に加えられる。そして
これらに水を入れて、ミクサーの中で混合させてから、
プレート式再焼成炉において1000〜1200℃温
度、4900〜6230Pa抽気負圧の条件で焼成をす
る。これにより再焼成された熟成材料を174kg得
る。前記熟成材料には、クロム類(CrO3 で計算)を
11.26%、水溶性Cr+6(Cr2 O3 で計算)を
6.58%含む。Cr2 O3 の再焼成転化率は58.4
4%に達する。上述の熟成材料を抽出器の中に入れ、水
を加えて、抽出する。これにより、抽出液を0.161
M3 を得る。該抽出液にはNa2 CrO4 を154.4
g/l含んでいる。抽出液は沈殿反応器のなかに入れら
れて、粉イオウが7.32kg加えられ、スチームで1
00℃まで直接加熱される。化学反応が済んでから、濾
過、分離、洗浄がなされ、水酸化クロム23.5kgが
得られる。それからその水酸化クロムを乾燥させ、12
00℃の温度で焼成することにより酸化クロム(CrO
3 を92.4%含む)が10.7kg得られる。 実施例2 実施例1と同じくらいのクロム残留物(100kg乾燥
物)と粉クロム鉱石(20kg)を採取し、ソーダ灰を
22.5kg、粉コークスを9kg加える。これらは水
で混合されてから、再焼成炉内で焼成される。焼成温度
及び抽気負圧は実施例1と同じくらいで焼成時間は35
分間である。これにより、114kgの再焼成された熟
成材料が得られる。前記熟成材料には、クロム類(Cr
2 O3 で計算)を12.31%、水溶性Cr+6(Cr2
O3 で計算)を7.57%含み、Cr2 O3 の再焼成転
化率は61.52%に達する。上述の熟成材料を抽出器
の中に入れ、水を加えて、抽出をする。これにより、
0.108M3 の抽出液を得る。該抽出液は濃度152
g/lのNa2 Cr4を16.5kg含有している。そ
のアルカリ性Na2 CrO4 抽出液は中和反応槽に入れ
られて、強酸性に硫酸水素ナトリウム溶液(水で無水ク
ロム残留物を溶かし、沈殿してから、酸性スラッジなど
の雑物を除去して、作った硫酸水素ナトリウム溶液の比
重は1.41〜1.45となる)が加えられ、pH=
6.5まで中和させられる。これにより中性クロム酸ナ
トリウム溶液が得られる。その中性クロム酸ナトリウム
溶液を酸性化反応槽の中に入れ、pH=1.5〜2とな
るまでふたたび上述の硫酸水素ナトリウム溶液を加え、
Na2 CrO4 をNa2 O7 に転化させる。それから
2.181kgのスクロース結晶をゆっくり加えなが
ら、たえずかきまわしてそれが塩基性硫酸クロムに転化
するようにする。検査試験により、中にはCr+6がない
ことがわかり、還元反応が十分に行なわれたことを表明
する。その後、保温層の中に冷却水を注ぎ、溶液温度を
22℃まで下げ、そして溶液の中のNa2 SO4 は10
水性硫酸ナトリウムの結晶体に転化される。該結晶体は
最後に遠心機で分離され、63.4kgの塩基性硫酸ク
ロム(液体)が得られる。検査試験において塩基性硫酸
クロムがCr2 O3 を11.83%含み、アルカリ分4
0.22%であることが示されており安全に製品規格に
合格するものである。本実施例では69kgの強酸性有
毒の無水クロム残留物を利用して0.069M3 のNa
HSO4 水溶液を作り出したのである。 実施例3 本実施例においてはクロム残留物とクロム鉱石の組成成
分(wt%)は次のようである。
シュまで砕かれ、そのうち120kgの乾燥物が採取さ
れる。そしてさらに16.6kgの粉クロム鉱石(Cr
2 O3 を48.13%含有する)、21kgのソーダ灰
と10kgの粉コークスが乾燥物に加えられる。そして
これらに水を入れて、ミクサーの中で混合させてから、
プレート式再焼成炉において1000〜1200℃温
度、4900〜6230Pa抽気負圧の条件で焼成をす
る。これにより再焼成された熟成材料を174kg得
る。前記熟成材料には、クロム類(CrO3 で計算)を
11.26%、水溶性Cr+6(Cr2 O3 で計算)を
6.58%含む。Cr2 O3 の再焼成転化率は58.4
4%に達する。上述の熟成材料を抽出器の中に入れ、水
を加えて、抽出する。これにより、抽出液を0.161
M3 を得る。該抽出液にはNa2 CrO4 を154.4
g/l含んでいる。抽出液は沈殿反応器のなかに入れら
れて、粉イオウが7.32kg加えられ、スチームで1
00℃まで直接加熱される。化学反応が済んでから、濾
過、分離、洗浄がなされ、水酸化クロム23.5kgが
得られる。それからその水酸化クロムを乾燥させ、12
00℃の温度で焼成することにより酸化クロム(CrO
3 を92.4%含む)が10.7kg得られる。 実施例2 実施例1と同じくらいのクロム残留物(100kg乾燥
物)と粉クロム鉱石(20kg)を採取し、ソーダ灰を
22.5kg、粉コークスを9kg加える。これらは水
で混合されてから、再焼成炉内で焼成される。焼成温度
及び抽気負圧は実施例1と同じくらいで焼成時間は35
分間である。これにより、114kgの再焼成された熟
成材料が得られる。前記熟成材料には、クロム類(Cr
2 O3 で計算)を12.31%、水溶性Cr+6(Cr2
O3 で計算)を7.57%含み、Cr2 O3 の再焼成転
化率は61.52%に達する。上述の熟成材料を抽出器
の中に入れ、水を加えて、抽出をする。これにより、
0.108M3 の抽出液を得る。該抽出液は濃度152
g/lのNa2 Cr4を16.5kg含有している。そ
のアルカリ性Na2 CrO4 抽出液は中和反応槽に入れ
られて、強酸性に硫酸水素ナトリウム溶液(水で無水ク
ロム残留物を溶かし、沈殿してから、酸性スラッジなど
の雑物を除去して、作った硫酸水素ナトリウム溶液の比
重は1.41〜1.45となる)が加えられ、pH=
6.5まで中和させられる。これにより中性クロム酸ナ
トリウム溶液が得られる。その中性クロム酸ナトリウム
溶液を酸性化反応槽の中に入れ、pH=1.5〜2とな
るまでふたたび上述の硫酸水素ナトリウム溶液を加え、
Na2 CrO4 をNa2 O7 に転化させる。それから
2.181kgのスクロース結晶をゆっくり加えなが
ら、たえずかきまわしてそれが塩基性硫酸クロムに転化
するようにする。検査試験により、中にはCr+6がない
ことがわかり、還元反応が十分に行なわれたことを表明
する。その後、保温層の中に冷却水を注ぎ、溶液温度を
22℃まで下げ、そして溶液の中のNa2 SO4 は10
水性硫酸ナトリウムの結晶体に転化される。該結晶体は
最後に遠心機で分離され、63.4kgの塩基性硫酸ク
ロム(液体)が得られる。検査試験において塩基性硫酸
クロムがCr2 O3 を11.83%含み、アルカリ分4
0.22%であることが示されており安全に製品規格に
合格するものである。本実施例では69kgの強酸性有
毒の無水クロム残留物を利用して0.069M3 のNa
HSO4 水溶液を作り出したのである。 実施例3 本実施例においてはクロム残留物とクロム鉱石の組成成
分(wt%)は次のようである。
【0018】
【表2】 以上のクロム残留物を乾燥させ、80〜100メッシュ
となるまで砕き、それを100単位取る。さらに、クロ
ム鉱石を25単位、ソーダ灰を16単位加える。これら
はミキサーで十分に混合されてから、φ1800×28
Mの回転窯内で焼成される。焼成温度は1050℃に設
定し、焼成時間は2時間とする。その実験を5ロット行
い、その結果はつぎのようである。
となるまで砕き、それを100単位取る。さらに、クロ
ム鉱石を25単位、ソーダ灰を16単位加える。これら
はミキサーで十分に混合されてから、φ1800×28
Mの回転窯内で焼成される。焼成温度は1050℃に設
定し、焼成時間は2時間とする。その実験を5ロット行
い、その結果はつぎのようである。
【0019】
【表3】 5ロットの試生産から得られた全ての熟成材料は抽出さ
れ、30.96M3 のアルカリ性抽出液が得られた。該
抽出液は9299.7kgのNa2 CrO4 (300.
37g/l)を含有しており、Na2 CrO7 ・2H2
Oに換算すると8555.4kgとなり、抽出率は85
%となる。実験後のすべてのアルカリ性抽出液は重クロ
ム酸ナトリウムの製造に使われた。本実施例において6
5010kgのクロム残留物がすべて処理され、そして
5298.3kgの熟成材料が得られる。再焼成転化率
は82.28%で抽出率は85%である。抽出後のクロ
ム残留物の成分は、クロム類(Cr2 O3 )3.56
%、水溶性Cr+6(Cr2 O3 で計算)0.75%、F
e2 O3 11.85%、CaO26.61%、MgO2
5.25%、SiO2 6.61%、Al2 O310.9
6%となる。抽出前のクロム残留物と比べると、99.
14%のクロム類が抽出され、64.95%の水溶性C
r+6が除去されている。
れ、30.96M3 のアルカリ性抽出液が得られた。該
抽出液は9299.7kgのNa2 CrO4 (300.
37g/l)を含有しており、Na2 CrO7 ・2H2
Oに換算すると8555.4kgとなり、抽出率は85
%となる。実験後のすべてのアルカリ性抽出液は重クロ
ム酸ナトリウムの製造に使われた。本実施例において6
5010kgのクロム残留物がすべて処理され、そして
5298.3kgの熟成材料が得られる。再焼成転化率
は82.28%で抽出率は85%である。抽出後のクロ
ム残留物の成分は、クロム類(Cr2 O3 )3.56
%、水溶性Cr+6(Cr2 O3 で計算)0.75%、F
e2 O3 11.85%、CaO26.61%、MgO2
5.25%、SiO2 6.61%、Al2 O310.9
6%となる。抽出前のクロム残留物と比べると、99.
14%のクロム類が抽出され、64.95%の水溶性C
r+6が除去されている。
【0020】
【発明の効果】本発明の再焼成及び抽出方法は効果的に
六価クロムと三価クロムとを回収、利用することがで
き、また徹底的にクロム残留物を解毒することができ
る。
六価クロムと三価クロムとを回収、利用することがで
き、また徹底的にクロム残留物を解毒することができ
る。
【図1】本発明のクロム残留物の再焼成工程を示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22B 34/32 B09B 3/00 304D ZAB (72)発明者 スー・ケーミン 中華人民共和国、グワンゾウ、サウス、 グワンフ・ロード、No.6、ビルディ ング・No.6 (72)発明者 ファン・ペイニャン 中華人民共和国、グワンドン・プロビン ス、サンスイ・カウンティ、ノース・シ ナン・タウン、シンファ・ロード、キウ フェン・ニュー・テクノロジィー・イク スペリメンタル・ファクトリー内 (72)発明者 リ・シンキン 中華人民共和国、グワンゾウ、ゴンギ イ・ダダオ・ロード、No.3、グワン ゾウ・ピープルズ・ケミカル・プラン ト、ザ・キャピタル・コンストラクショ ン・オフィス内 (72)発明者 ゼン・デーハン 中華人民共和国、グワンドン・プロビン ス、サンスイ・カウンティ、ノース・シ ナン・タウン、シンファ・ロード、キウ フェン・ニュー・テクノロジィー・イク スペリメンタル・ファクトリー内 (72)発明者 フ・ジーファ 中華人民共和国、グワンドン・プロビン ス、サンスイ・カウンティ、ノース・シ ナン・タウン、シンファ・ロード、キウ フェン・ニュー・テクノロジィー・イク スペリメンタル・ファクトリー内 (56)参考文献 特開 昭55−60030(JP,A) 特開 昭47−23390(JP,A) 特開 昭48−32767(JP,A) 特開 昭49−13078(JP,A) 特開 昭51−44595(JP,A) 特開 昭52−68862(JP,A)
Claims (18)
- 【請求項1】 (1)クロム残留物:粉クロム鉱石:ソ
ーダ灰:粉コークス=1:0.1〜0.25:0.1〜
0.25:0〜0.16(wt)の割合で材料を配合
し、水を加えて十分混合させてから、再焼成炉内で焼成
すること(使用するクロム残留物は予め乾燥させられ、
80〜100メッシュまで砕かれているものが使用され
る)、(2)炉内の温度を1000°〜1200℃まで
高め、焼成時間を30〜60分間とし、再焼成した熟成
材料を形成すること、(3)前記熟成材料に水を注ぎ、
その中のNa2 CrO4 を抽出すること、(4)抽出液
に粉イオウまたは硫化ナトリウムを加え、スチームで1
00℃まで加熱をし、これにより水酸化クロム沈殿物を
得、それをさらに分離させてから、溶鉱炉内で1200
℃の高温下で焼成し、酸化クロムとすること、を特徴と
するクロム残留物の解毒と総合利用のための再焼成及び
抽出方法。 - 【請求項2】 抽出液の中に硫酸水素ナトリウム溶液を
加えて、pH=6〜7まで抑え、そして得られた中性ク
ロム酸ナトリウム溶液に、さらに硫酸水素ナトリウムを
再び加えて酸性化させ、そしてさらにスクロースかホル
ムアルデヒドを加え、100℃以上まで加熱し、これに
より塩基性の硫酸クロムと硫酸ナトリウムを形成し、そ
の反応が十分済んでから、これらを21〜24℃まで冷
却させると共に分離させて、それで10水性硫酸ナトリ
ウム晶体と塩基性硫酸クロムを得ることを特徴とする請
求項1記載のクロム残留物の解毒と総合利用のための再
焼成及び抽出方法。 - 【請求項3】 硝酸で前記抽出液をpH=6.0〜8.
0まで中和させ、さらに硝酸鉛又は酢酸鉛の溶液を加え
てクロム酸鉛を形成し、そのクロム酸鉛を圧力をかけて
洗浄・濾過し、70〜100℃で乾燥させ、これにより
中黄鉛とすることを特徴とする請求項1記載のクロム残
留物の解毒と総合利用のための再焼成及び抽出方法。 - 【請求項4】 前記水酸化クロムに硫酸又は硫酸水素ナ
トリウムを加え、塩基性硫酸クロムを得ることを特徴と
する請求項1記載のクロム残留物の解毒と総合利用のた
めの再焼成及び抽出方法。 - 【請求項5】 前記水酸化クロムを分離した母液の中
に、硫酸又は硫酸水素ナトリウムを加えて硫酸ナトリウ
ムを得ることあるいは二硫化硫黄を加えてチオ硫酸ナト
リウムを得ることを特徴とする請求項1乃至4記載のク
ロム残留物の解毒と総合利用のための再焼成及び抽出方
法。 - 【請求項6】 抽出残留物:粉鉄鉱石:コークス=1:
1.0〜2.4:0.10〜0.28(wt)という割
合で材料を配合し、さらに焼結炉内において1300〜
1500℃の高温下で自熔性焼結鉄に焼成する(使用す
る粉鉄鉱石の粒径は6mm以下にすること)ことを特徴
とする請求項1乃至4記載のクロム残留物の解毒と総合
利用のための再焼成及び抽出方法。 - 【請求項7】 抽出残留物:粉鉄鉱石:コークス=1:
1.0〜2.4:0.10〜0.28(wt)という割
合で材料を配合し、さらに焼結炉内において1300〜
1500℃の高温下で自熔性焼結鉄に焼成する(使用す
る粉鉄鉱石の粒径は6mm以下のものにし、38〜55
%の鉄分を含有するものであること)ことを特徴とする
請求項5記載のクロム残留物の解毒と総合利用のための
再焼成及び抽出方法。 - 【請求項8】 焼結鉄:鉄残留物:コークス:石灰石=
1:0.5〜2.6:0.1〜1.5:0.15〜0.
22(wt)という割合で材料を配合し、さらに鋳造炉
又は渦巻炉内で1350〜1500℃の高温下で溶融
し、ロー・クロム鋳鉄を得る(焼結鉄の粒径は5mm〜
80mmのもの、鉄残留物は粒径6mm以下、48〜6
5%の鉄分を含有するものであること)ことを特徴とす
る請求項6記載のクロム残留物の解毒と総合利用のため
の再焼成及び抽出方法。 - 【請求項9】 焼結鉄:鉄残留物:コークス:石灰石=
1:0.5〜2.6:0.1〜1.5:0.15〜0.
22(wt)という割合で材料を配合し、さらに鋳造炉
又は渦巻炉内において1350〜1500℃の高温下で
溶融させ、ロー・クロム鋳鉄を得る(焼結鉄は粒径5m
m〜80mmのもの、鉄残留物は粒径6mm以下、48
〜65%の鉄分を含有するものであること)ことを特徴
とする請求項7記載のクロム残留物の解毒と総合利用の
ための再焼成及び抽出方法。 - 【請求項10】 (1)クロム残留物:粉クロム鉱石:
ソーダ灰:粉コークス=1:0.1〜0.25:0.1
〜0.25:0〜0.16(wt)という割合で材料を
配合し、水を加え十分混合させてから、回転窯において
焼成すること(使用するクロム残留物は予め乾燥させ、
80〜100メッシュまで砕かれているものである)こ
と、(2)窯内の温度を1000°〜1200℃にコン
トロールし、前記焼成時間を2時間にして再焼成した熟
成材料を得ること、(3)前記熟成材料に水を注ぎ、そ
の中のNa2 CrO4 を抽出すること、(4)抽出液の
中に粉イオウまたは硫化ナトリウムを加えて、スチーム
で100℃まで加熱をし、これにより水酸化クロム沈殿
物を得て、それを分離させた後、溶鉱炉内で1200℃
の高温下で焼成をし、酸化クロムとすること、を特徴と
するクロム残留物の解毒と総合利用のための再焼成及び
抽出方法。 - 【請求項11】 前記抽出液の中に硫酸水素ナトリウム
を加え、pH=6〜7まで抑えて、得られた中性クロム
酸ナトリウム溶液にふたたび硫酸水素ナトリウムを加え
て酸化させ、そしてスクロースかホルムアルデヒドを加
え、100℃まで加熱し、これにより塩基性硫酸クロム
と硫酸ナトリウムとを形成し、その反応が十分済んでか
ら21〜24℃まで冷却させると共に分離させて、10
水性硫酸ナトリウム晶体と塩基性硫酸クロムとを得るこ
とを特徴とする請求項10記載のクロム残留物の解毒と
総合利用のための再焼成及び抽出方法。 - 【請求項12】 前記抽出液を硝酸でpH=6.0〜
8.0まで中和させてから、硝酸鉛か酢酸鉛の溶液を加
え、これによりクロム酸鉛を形成し、そのクロム酸鉛を
圧力をかけて洗浄・濾過し、70〜100℃で乾燥さ
せ、それで中黄鉛を得ることを特徴とする請求項10記
載のクロム残留物の解毒と総合利用のための再焼成及び
抽出方法。 - 【請求項13】 前記水酸化クロムに、硫酸または硫酸
水素ナトリウムを加えて、塩基性硫酸クロムを得ること
を特徴とする請求項10記載のクロム残留物の解毒と総
合利用のための再焼成及び抽出方法。 - 【請求項14】 前記水酸化クロムを分離した母液のな
かに、硫酸又は硫酸水素ナトリウムを加えて、硫酸ナト
リウムを得ることあるいは二硫化硫黄を加えてチオ硫酸
ナトリウムを得ることを特徴とする請求項10乃至13
記載のクロム残留物の解毒と総合利用のための再焼成及
び抽出方法。 - 【請求項15】 前記抽出残留物:粉鉄鉱石:コークス
=1:1.0〜2.4:0.10〜0.28(wt)と
いう割合で材料を配合し、それを焼結炉内において13
00〜1500℃の高温下で自熔性焼結鉄に焼成する
(使用する粉鉄鉱石は、粒径6mm以下、38〜55%
の鉄分を含有するものであること)ことを特徴とする請
求項10乃至13記載のクロム残留物の解毒と総合利用
のための再焼成及び抽出方法。 - 【請求項16】 抽出残留物:粉鉄鉱石:コークス=
1:1.0〜2.4:0.10〜0.28(wt)とい
う割合で材料を配合し、それを焼結炉内において130
0〜1500℃の高温下で自熔性焼結鉄に焼成する(使
用する粉鉄鉱石は、粒径6mm以下、38〜55%の鉄
分を含有するものであること)ことを特徴とする請求項
14記載のクロム残留物の解毒と総合利用のための再焼
成及び抽出方法。 - 【請求項17】 焼結鉄:鉄残留物:コークス:石灰石
=1:0.5〜2.6:0.1〜1.5:0.15〜
0.22(wt)という割合で材料を配合し、それを焼
結炉又は渦巻炉内において1350〜1500℃の高温
下で溶融させ、ロー・クロム鋳鉄を得る(使用する焼結
鉄は、粒径5〜80mmにし、鉄残留物は、粒径6mm
以下で、48〜65%の鉄分を含有するものであるこ
と)ことを特徴とする請求項15記載のクロム残留物の
解毒と総合利用のための再焼成及び抽出方法。 - 【請求項18】 焼結鉄:鉄残留物:コークス:石灰石
=1:0.5〜2.6:0.1〜1.5:0.15〜
0.22(wt)という割合で材料を配合し、それを銑
鉄炉又は渦巻炉において、1350〜1500℃の高温
下で溶融させ、ロー・クロム鋳鉄を得る(使用する焼結
鉄は、粒径5〜80mmにし、鉄残留物は、粒径6mm
以下で、48〜65%の鉄分を含有するものであるこ
と)ことを特徴とする請求項16記載のクロム残留物の
解毒と総合利用のための再焼成及び抽出方法。
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