本实用新型涉及铬铁氯化技术领域，尤其涉及一种铬铁氯化装置。
背景技术：
三氯化铬是合成其他铬盐的重要原料，被广泛用于印染工业、电镀工业、化学工业、颜料工业、以及有机合成等方面。其中，在印染工业中用作媒染剂、在电镀工业中用于镀铬、化学工业中用于生产其他铬盐、颜料工业中用于制造各种含铬颜料，在有机合成方面用于制造铬催化剂、也可以作为分解试剂。
目前，无水三氯化铬的制法是用三氧化二铬通氯加碳在高温状态下反应制得，这种方法存在工艺流程长、制造成本高、产品质量低、有污染等缺陷。三氧化二铬是铬铁矿经氧化焙烧、浸取、酸化、结晶、干燥先制无水红矾钠，然后同硫酸反应制成铬酐，铬酐再经高温煅烧而成；或者铬铁矿经氧化焙烧、水浸得到铬酸钠溶液，加入硫磺还原析出氢氧化铬沉淀，再经过滤分离、水洗、烘干、高温煅烧而制得三氧化二铬。
还有一种无水三氯化铬制法是用金属铬同氯气在高温下反应制得，该方法所使用的金属铬是用铝热法生产，其主要原料三氧化二铬同样需要采用上述工艺制得，因此这种无水三氯化铬的生产方法同样存在制造成本高、产品质量低、有污染的缺点。
现有技术下的无水三氯化铬生产装置流程长、氧化铬成本高；Si、Na、S、Fe等杂质较难去除，产品质量差；其主要原料三氧化二铬氧化焙烧制备过程中，会产生大量含有Cr6+的有毒铬渣，污染环境，而且治理困难、费用高。
技术实现要素：
针对上述问题，本实用新型旨在解决上面描述的问题。本实用新型的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的铬铁氯化装置。具体地，本实用新型提供能够缩短工艺流程、且实现三氯化铬的清洁生产的铬铁氯化装置。
根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供了一种铬铁氯化装置，所述铬铁氯化装置包括依次连通设置的投料区、反应区、出料区和尾气处理区，其中，所述反应区包括氯化炉和排渣槽，所述投料区与所述氯化炉相连通，所述氯化炉与所述出料区相连通，所述排渣槽与所述氯化炉的底端相连通。
其中，所述出料区包括一级冷凝器和二级冷凝器，其中，所述一级冷凝器设置在所述氯化炉和所述二级冷凝器之间，且所述氯化炉、所述一级冷凝器和所述二级冷凝器依次相连通。
其中，所述一级冷凝器的底端设置有第一出料罐，所述二级冷凝器的底端设置有第二出料罐。
其中，所述投料区包括炉前混料仓和螺旋给料机，其中，所述炉前混料仓与所述螺旋给料机的第一端相连通，所述螺旋给料机的第二端与所述氯化炉相连通。
其中，所述投料区还包括膨胀仓，所述膨胀仓与所述炉前混料仓相连通。
其中，所述尾气处理区包括至少一个尾气淋洗塔，所述尾气淋洗塔的底部设置有至少一个淋洗泵，所述尾气淋洗塔与所述出料区相连通。
其中，所述尾气处理区包括两个所述尾气淋洗塔，且两个所述尾气淋洗塔串联设置。
其中，所述尾气处理区还包括尾气风机和烟囱，其中，所述尾气风机的入口端与串联设置的至少一个所述尾气淋洗塔中最后一个所述尾气淋洗塔相连通，所述尾气风机的出口端与所述烟囱相连通。
其中，所述烟囱的出口高于地面15米。
本实用新型提供的铬铁氯化装置工艺流程短、生产制造成本低，由该铬铁氯化装置生产的三氯化铬质量明显优于现有技术，完全解决了现有工艺Cr6+的污染问题，是典型的清洁生产新工艺装置，其经济效益和社会效益显著。
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铬铁氯化装置的结构示意图。
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。
本实用新型的基本思想是，设计一种可以直接采用铬铁矿生产三氯化铬的装置，减少中间工艺，缩短工艺流程。利用三氯化铬和氯化铁的熔点之差，采用铬铁矿直接与氯气进行氯化反应，并通过控制出料温度轻易将三氯化铬和氯化铁进行分离，从而得到高品质的三氯化铬，同时有效避免Cr6+的产生，避免环境污染。
下面结合附图，对根据本实用新型所提供的铬铁氯化装置进行详细描述。
本实用新型提供了一种铬铁氯化装置，图1示出了该铬铁氯化装置的一种实施例的结构示意图。参照图1所示，该铬铁氯化装置包括依次连通设置的投料区10、反应区20、出料区30和尾气处理区40。其中，反应区20包括氯化炉21和排渣槽22，投料区10与氯化炉21相连通。在使用时先将氯化炉21预热到850℃以上，原料经由投料区10加入到反应区20的氯化炉21内，同时向氯化炉21内通入氯气，进行氯化反应，将温度保持在850℃～1050℃之间，制得无水三氯化铬和氯化铁。同时，氯化炉21与出料区30相连通，制得的无水三氯化铬和氯化铁进入出料区30进行分离、出料处理；排渣槽22与氯化炉21的底端相连通，在氯化反应过程中，铬铁矿中未参与反应的废渣则经由排渣槽22排出炉外。
具体地，出料区30包括一级冷凝器31和二级冷凝器32，其中，一级冷凝器31设置在氯化炉21和二级冷凝器32之间，且氯化炉21、一级冷凝器31和二级冷凝器32依次相连通。由于三氯化铬的沸点明显高于氯化铁的沸点，所以可以在氯化铁中先分离收集三氯化铬，即一级冷凝器31用于分离收集三氯化铬，二级冷凝器32则用于收集氯化铁。具体地，一级冷凝器31的出口温度控制在400℃～600℃，可以确保三氯化铬进入冷凝状态，而氯化铁仍完全保持在气态，从而有效将三氯化铬进行分离收集；二级冷凝器32的出口温度控制在100℃～150℃，确保氯化铁完全进入冷凝状态，能够进行收集。
具体地，一级冷凝器31的底端设置有第一出料罐310，用以将固态无水三氯化铬进行排出；二级冷凝器32的底端设置有第二出料罐320，用以将固态氯化铁进行排出收集。
参照图1所示，投料区10包括炉前混料仓11和螺旋给料机12。其中，炉前混料仓11与螺旋给料机12的第一端相连通，螺旋给料机12的第二端与氯化炉21相连通。准备好的各原料经由炉前混料仓11进行混合，混合均匀后的物料经由螺旋给料机输送到氯化炉21内参与氯化反应。
在本实施例中，投料区10还包括膨胀仓13，膨胀仓13与炉前混料仓11相连通。铬铁矿在进入投料区10之前先进行粉碎，然后与捕集剂一同进入膨胀仓13，进行预热，然后再进入炉前混料仓11进行均匀混合。
根据本实用新型的铬铁氯化装置，其尾气处理区40包括至少一个尾气淋洗塔41，尾气淋洗塔41的底部设置有至少一个淋洗泵42，尾气淋洗塔41与出料区30相连通。反应区20反应后并经由出料区30未发生冷凝的气体，达到尾气处理区40进入尾气淋洗塔41中，淋洗泵42将淋洗液抽入尾气淋洗塔41，对尾气进行淋洗处理，令最终排放的废气达到国家排放标准。
在本实施例中，尾气处理区40包括两个尾气淋洗塔41，且两个尾气淋洗塔41串联设置。
另外，尾气处理区40还包括尾气风机43和烟囱44，其中，尾气风机43的入口端与串联设置的多个尾气淋洗塔41中最后一个尾气淋洗塔41相连通，尾气风机43的出口端与烟囱44相连通。尾气风机43将尾气淋洗塔41中经过淋洗处理的废气吸出，并经由烟囱44在高空中进行排放。具体地，根据本实用新型的铬铁氯化装置，其烟囱44的出口高于地面15米。
下面示例性地描述几种应用根据本实用新型的铬铁氯化装置生产三氯化铁的具体实施例。
实施例1
将含碳7～8％的高碳铬铁和氧化铁粉碎到200～325目，高碳铬铁与氧化铁粉按100:(25～30)的比例在炉前混料仓12中混合均匀，然后加入到经预热850℃以上的沸腾氯化炉21内，同时向氯化炉21内通入氯气进行氯化反应，并使温度保持在850℃～1050℃。控制一级冷凝器31的出口温度为400℃～600℃，回收三氯化铬；控制二级冷凝器32的出口温度在100℃～150℃，回收氯化铁。
实施例2
将含碳7～8％的高碳铬铁粉碎到200～325目，然后加入到经预热850℃以上的沸腾氯化炉21内，同时向氯化炉21内通入氯气进行氯化反应，并通入铬铁重量比25％～30％的氧气(或相应氧气量的空气)，使温度保持在850℃～1050℃。控制一级冷凝器31的出口温度为400℃～600℃，回收三氯化铬；控制二级冷凝器32的出口温度在100℃～150℃，回收氯化铁。
实施例3
将含碳3％的中碳铬铁和氧化铁粉碎到200-325目，高碳铬铁与氧化铁粉按100:14的比例在炉前混料仓12中混合均匀，然后加入到经预热850℃以上的沸腾氯化炉21内，同时向氯化炉21内通入氯气进行氯化反应，并使温度保持在850℃～1050℃。控制一级冷凝器31的出口温度为400℃～600℃，回收三氯化铬；控制二级冷凝器32的出口温度在100℃～150℃，回收氯化铁。
实施例4
将含碳0.5％的低碳铬铁碎到200-325目，然后加入到经预热850℃以上的沸腾氯化炉21内，同时向氯化炉21内通入氯气进行氯化反应，并通入铬铁重量比2％的氧气(或相应氧气量的空气)，使温度保持在850℃～1050℃。控制一级冷凝器31的出口温度为400℃～600℃，回收三氯化铬；控制二级冷凝器32的出口温度在100℃～150℃，回收氯化铁。
上面描述的内容可以单独地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。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。