专利名称：用铬渣制备氢氧化铬、氯化钾及混合硝酸盐的方法
技术领域：
本发明涉及无机化工三废铬渣的治理和利用技术领域，尤其涉及一种用铬渣制备氢氧化铬、氯化钾及混合硝酸盐的方法。
背景技术：
铬渣是指在重铬酸钠生产过程中，铬铁矿经过焙烧后用水浸取重铬酸钠的残渣。 由于所用原料、生产工艺及配方不同，铬渣组成有所不同，其基本的组成和成分的百分比如下三氧化二铬质量百分数为2. 5-4%，水溶性六价铬质量百分数为0. 28-1. 34%，酸溶性六价铬质量百分数为0. 9-1. 4 %，氧化钙质量百分数为29-36 %，氧化镁质量百分数 20-33 %，三氧化二铝质量百分数为5-8%，二氧化硅质量百分数为8-11%。由于铬渣中含有的六价铬具有强氧化性，对有机体造成强烈的腐蚀与破坏，土壤及地下水一旦受到六价铬的污染，土壤不能耕作，地下水无法饮用，因而是医学公认的致癌物质和剧毒性物。因此， 如果不能采取专门的治理措施对铬渣进行处理，解除铬渣的毒性，一旦污染了环境，特别是地下水和土壤，其后果是非常严重的。另外，铬渣中也含有大量有用的成分，有必要对其进行提纯和转换处理，以充分发挥铬渣的经济价值。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用铬渣制备氢氧化铬、氯化钾及混合硝酸盐的方法， 该方法将铬渣经过简单的加工处理，使原来有毒的六价铬，变成了无毒的三价铬，制得氢氧化铬和氯化钾及钙、镁、铝混合硝酸盐，充分利用了的铬渣的潜在价值，且不产生二次污染， 是一个变废为宝，经济适用的方法。本发明的技术方案如下一种用铬渣制备氢氧化铬、氯化钾及混合硝酸盐的方法， 包括如下具体步骤步骤A 折算铬渣中含有的三氧化二铬，氧化铬、氧化镁、氧化钙和三氧化二铝的质量含量，按铬渣中含有的上述物质的摩尔含量与盐酸中含有的氯化氢的摩尔含量之比为 1 1.8-2. 7将铬渣和盐酸投入耐腐蚀反应器一(1)中混合反应，得到含氯化铬、氯化钙、氯化镁、氯化铝的混合氯化物，反应物经抽滤机一(2)抽滤得到澄清的混合氯化物和含二氧化硅的滤饼；步骤B 将步骤A所得澄清的混合氯化物送入沉降罐(3)里，并加入过量的工业水，使氯化铬水解形成三价铬氢氧化铬而沉降，再经抽滤机二(4)抽滤得到澄清混合氯化物和氢氧化铬滤饼；步骤C 氢氧化铬滤饼经洗涤机(5)、干燥机(6)干燥、粉碎机(7)粉碎、得到氢氧化铬产品⑶；步骤D 澄清混合氯化物与硝酸钾溶液按照混合氯化物的摩尔含量之和与硝酸钾的摩尔含量之比为1 1.64-2. 46投入耐腐蚀反应器二(9)中，在徐徐搅拌下反应，生成氯化钾和钙、镁、铝混合硝酸盐溶液，经抽滤机三(10)抽滤得到澄清的溶液和滤饼；步骤E 将澄清的溶液送入减压蒸馏器(11)中减压蒸馏、蒸馏溶液达到饱和溶液时排入冷却结晶器(12)里冷却结晶，此时根据各物质溶解度不同，依次结晶分级析出硝酸铝晶体、硝酸镁晶体、硝酸钙晶体和氯化钾晶体，再通过精馏得到硝酸铝产品(13)、硝酸镁产品(14)、硝酸钙产品(15)、氯化钾(16)产品；步骤F:晶体析出后剩下的液体为硝酸溶液，再经精馏得到硝酸。本发明所述用铬渣制备氢氧化铬、氯化钾及混合氢氧化物的方法，其化学反应原理为Cr203+6HC1 = = = = = 2CrCl3+3H202Cr03+12HCl = = = = = 2CrCl3+3Cl2+6H20CrCl3+3H20 = = = = = Cr (OH) 3+3HClCa0+2HC1 = = = = = CaCl2+H20Mg0+2HC1 = = = = = MgCl2+H20A1203+6HC1 = = = = = 2A1C13+3H20CaCl2+2KN03 = = = = = 2KC1+Ca (NO3) 2MgCl2+2KN03 = = = = = 2KC1+Mg (NO3) 2
A1C13+3KN03 = = = = = 3KC1+A1 (NO3) 3本发明的有益效果为本发明所述用铬渣制备氢氧化铬、氯化钾及混合氢氧化物的方法，经过简单的加工处理，制得氢氧化铬、氯化钾及钙、镁、铝混合硝酸盐，充分利用了铬渣的潜在价值，且不产生二次污染，是一个变废为宝，经济适用的方法。该方法操作简单， 设备投资少，值得推广应用。
图1为本发明所述用铬渣制备氢氧化铬、氯化钾及混合硝酸盐的方法的工艺流程图，其中，(1)耐腐蚀反应器一，(2)抽滤机一，(3)沉降罐里，(4)抽滤机二，(5)洗涤机，(6) 干燥机，(7)粉碎机，(8)氢氧化铬产品，(9)耐腐蚀反应器二，(10)抽滤机三，(11)减压蒸馏器，(12)冷却结晶器，(13)硝酸铝产品、(14)硝酸镁产品、(15)硝酸钙产品、(16)氯化钾产品。
具体实施例方式实施例1 参照图1，一种用铬渣制备氢氧化铬、氯化钾及混合硝酸盐的方法，包括如下具体步骤步骤A 取500kg铬渣，其中，三氧化二铬含量为15. 2kg，氧化铬含量为2. 0kg，氧化镁质量含量为129kg，氧化钙质量含量为168kg，三氧化二铝的质量含量为30. 6kg，按铬渣中含有的上述物质的摩尔含量与盐酸中含有的氯化氢的摩尔含量之比为1 1.8将铬渣和盐酸投入耐腐蚀反应器一(1)中混合反应，得到含氯化铬、氯化钙、氯化镁、氯化铝的混合氯化物，反应物经抽滤机一(2)抽滤得到澄清的混合氯化物和含二氧化硅的滤饼；步骤B 将步骤A所得澄清的混合氯化物送入沉降罐(3)里，并加入过量的工业水，使氯化铬水解形成三价铬氢氧化铬而沉降，再经抽滤机二(4)抽滤得到澄清混合氯化物和氢氧化铬滤饼；步骤C 氢氧化铬滤饼经洗涤机(5)、干燥机(6)干燥、粉碎机(7)粉碎、得到氢氧化铬产品(8)，其含有的氢氧化铬纯物质的量为9. 89kg ；步骤D 澄清混合氯化物与硝酸钾溶液按照混合氯化物的摩尔含量之和与硝酸钾的摩尔含量之比为1 1.64投入耐腐蚀反应器二(9)中，在徐徐搅拌下反应，生成氯化钾和钙、镁、铝混合硝酸盐溶液，经抽滤机三(10)抽滤得到澄清的氯化钾溶液和钙、镁、铝混合硝酸盐滤饼；步骤E 将澄清的溶液送入减压蒸馏器(11)中减压蒸馏、蒸馏溶液达到饱和溶液时排入冷却结晶器(12)里冷却结晶，此时根据各物质溶解度不同，依次结晶分级析出硝酸铝晶体、硝酸镁晶体、硝酸钙晶体和氯化钾晶体，再通过精馏得到硝酸铝产品(13)、硝酸镁产品(14)、硝酸钙产品(15)、氯化钾(16)产品；其中硝酸铝的纯物质的质量为90kg，硝酸镁的纯物质的质量为355. 2kg，硝酸钙的纯物质的质量为393. 6kg，氯化钾的纯物质的质量为 615. 02kg ；步骤F:晶体析出后剩下的液体为硝酸溶液，再经精馏得到硝酸。实施例2 参照图1，一种用铬渣制备氢氧化铬、氯化钾及混合硝酸盐的方法，包括如下具体步骤步骤A 取500kg铬渣，其中，三氧化二铬含量为15. 2kg，氧化铬含量为2. 0kg，氧化镁质量含量为129kg，氧化钙质量含量为168kg，三氧化二铝的质量含量为30. 6kg，按铬渣中含有的上述物质的摩尔含量与盐酸中含有的氯化氢的摩尔含量之比为1 2. 25将铬渣和盐酸投入耐腐蚀反应器一(1)中混合反应，得到含氯化铬、氯化钙、氯化镁、氯化铝的混合氯化物，反应物经抽滤机一(2)抽滤得到澄清的混合氯化物和含二氧化硅的滤饼；步骤B 将步骤A所得澄清的混合氯化物送入沉降罐(3)里，并加入过量的工业水，使氯化铬水解形成三价铬氢氧化铬而沉降，再经抽滤机二(4)抽滤得到澄清混合氯化物和氢氧化铬滤饼；步骤C 氢氧化铬滤饼经洗涤机(5)、干燥机(6)干燥、粉碎机(7)粉碎、得到氢氧化铬产品(8)，其含有的氢氧化铬纯物质的量为12. 36kg ；步骤D 澄清混合氯化物与硝酸钾溶液按照混合氯化物的摩尔含量之和与硝酸钾的摩尔含量之比为1 2. 05投入耐腐蚀反应器二(9)中，在徐徐搅拌下反应，生成氯化钾和钙、镁、铝混合硝酸盐溶液，经抽滤机三(10)抽滤得到澄清的氯化钾溶液和钙、镁、铝混合硝酸盐滤饼；步骤E 将澄清的溶液送入减压蒸馏器(11)中减压蒸馏、蒸馏溶液达到饱和溶液时排入冷却结晶器(12)里冷却结晶，此时根据各物质溶解度不同，依次结晶分级析出硝酸铝晶体、硝酸镁晶体、硝酸钙晶体和氯化钾晶体，再通过精馏得到硝酸铝产品(13)、硝酸镁产品(14)、硝酸钙产品(15)、氯化钾(16)产品；其中硝酸铝的纯物质的质量为112. 5kg，硝酸镁的纯物质的质量为444kg，硝酸钙的纯物质的质量为492kg，氯化钾的纯物质的质量为 961. 05kg ；步骤F:晶体析出后剩下的液体为硝酸溶液，再经精馏得到硝酸。
实施例3 参照图1，一种用铬渣制备氢氧化铬、氯化钾及混合硝酸盐的方法，包括如下具体步骤步骤A 取500kg铬渣，其中，三氧化二铬含量为15. 2kg，氧化铬含量为2. 0kg，氧化镁质量含量为129kg，氧化钙质量含量为168kg，三氧化二铝的质量含量为30. 6kg，按铬渣中含有的上述物质的摩尔含量与盐酸中含有的氯化氢的摩尔含量之比为1 2. 7将铬渣和盐酸投入耐腐蚀反应器一(1)中混合反应，得到含氯化铬、氯化钙、氯化镁、氯化铝的混合氯化物，反应物经抽滤机一(2)抽滤得到澄清的混合氯化物和含二氧化硅的滤饼；步骤B 将步骤A所得澄清的混合氯化物送入沉降罐(3)里，并加入过量的工业水，使氯化铬水解形成三价铬氢氧化铬而沉降，再经抽滤机二(4)抽滤得到澄清混合氯化物和氢氧化铬滤饼；步骤C 氢氧化铬滤饼经洗涤机(5)、干燥机(6)干燥、粉碎机(7)粉碎、得到氢氧化铬产品(8)，其含有的氢氧化铬纯物质的量为12. 36kg ；步骤D 澄清混合氯化物与硝酸钾溶液按照混合氯化物的摩尔含量之和与硝酸钾的摩尔含量之比为1 2. 46投入耐腐蚀反应器二(9)中，在徐徐搅拌下反应，生成氯化钾和钙、镁、铝混合硝酸盐溶液，经抽滤机三(10)抽滤得到澄清的氯化钾溶液和钙、镁、铝混合硝酸盐滤饼；步骤E 将澄清的溶液送入减压蒸馏器(11)中减压蒸馏、蒸馏溶液达到饱和溶液时排入冷却结晶器(12)里冷却结晶，此时根据各物质溶解度不同，依次结晶分级析出硝酸铝晶体、硝酸镁晶体、硝酸钙晶体和氯化钾晶体，再通过精馏得到硝酸铝产品(13)、硝酸镁产品(14)、硝酸钙产品(15)、氯化钾(16)产品；其中硝酸铝的纯物质的质量为112. 5kg，硝酸镁的纯物质的质量为444kg，硝酸钙的纯物质的质量为492kg，氯化钾的纯物质的质量为 961. 05kg ；步骤F:晶体析出后剩下的液体为硝酸溶液，再经精馏得到硝酸。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求
1. 一种用铬渣制备氢氧化铬、氯化钾及混合硝酸盐的方法，其特征在于，包括如下具体步骤步骤A 折算铬渣中含有的三氧化二铬，氧化铬、氧化镁、氧化钙和三氧化二铝的质量含量，按铬渣中含有的上述物质的摩尔含量与盐酸中含有的氯化氢的摩尔含量之比为 1 1.8-2. 7将铬渣和盐酸投入耐腐蚀反应器一(1)中混合反应，得到含氯化铬、氯化钙、氯化镁、氯化铝的混合氯化物，反应物经抽滤机一(2)抽滤得到澄清的混合氯化物和含二氧化硅的滤饼；步骤B:将步骤A所得澄清的混合氯化物送入沉降罐(3)里，并加入过量的工业水，使氯化铬水解形成三价铬氢氧化铬而沉降，再经抽滤机二(4)抽滤得到澄清混合氯化物和氢氧化铬滤饼；步骤C 氢氧化铬滤饼经洗涤机(5)、干燥机(6)干燥、粉碎机(7)粉碎、得到氢氧化铬产品⑶；步骤D 澄清混合氯化物与硝酸钾溶液按照混合氯化物的摩尔含量之和与硝酸钾的摩尔含量之比为1 1.64-2. 46投入耐腐蚀反应器二(9)中，在徐徐搅拌下反应，生成氯化钾和钙、镁、铝混合硝酸盐溶液，经抽滤机三(10)抽滤得到澄清的氯化钾溶液和钙、镁、铝混合硝酸盐滤饼；步骤E 将澄清的溶液送入减压蒸馏器(11)中减压蒸馏、蒸馏溶液达到饱和溶液时排入冷却结晶器(12)里冷却结晶，此时根据各物质溶解度不同，依次结晶分级析出硝酸铝晶体、硝酸镁晶体、硝酸钙晶体和氯化钾晶体，再通过精馏得到比较纯净的硝酸铝产品(13)、 硝酸镁产品(14)、硝酸钙产品(15)、氯化钾(16)产品；步骤F:晶体析出后剩下的液体为硝酸溶液，再经精馏得到硝酸。
全文摘要
本发明提供了一种用铬渣制备氢氧化铬、氯化钾及混合硝酸盐的方法，将铬渣与盐酸反应，得到含氯化铬、氯化钙、氯化镁、氯化铝的混合氯化物，反应物经抽滤得到混合氯化物和含二氧化硅的滤饼；混合氯化物加入过量的工业水，使氯化铬水解形成三价铬氢氧化铬而沉降，再经抽滤得到澄清钙、镁、铝混合氯化物和氢氧化铬滤饼；氢氧化铬滤饼经洗涤、干燥、粉碎、得到氢氧化铬产品；钙、镁、铝混合氯化物与硝酸钾溶液反应，反应物过滤后将滤液减压蒸馏、蒸馏溶液达到饱和溶液时排入冷却，此时根据各物质溶解度不同，依次结晶分级析出硝酸铝晶体、硝酸镁晶体、硝酸钙晶体和氯化钾晶体，再通过精馏得到硝酸铝产品、硝酸镁产品、硝酸钙产品、氯化钾产品。
文档编号C01F11/36GK102249308SQ20101059796
公开日2011年11月23日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者王嘉兴 申请人:王嘉兴