铬铁液相法一次性制造铬化合物多行业新产品工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铬铁液相法一次性制造铬化合物多行业新产品工艺，属于冶金产品为原料制造铬化合物、铁系颜料、硅新材料、光伏新材料、新能源的化工新材料技术领域。
【背景技术】
[0002]铬铁是以铬铁矿为原料冶炼而成，主要用于炼钢用添加剂及生产无锈钢。铬铁矿主要用于生产铬铁、化工铬盐和耐火材料。2012年全球铬铁总产量达到970万吨，高于2011年的910万吨，主要原因是中国的产量增加。铬铁是无锈钢的重要原料。中国的铬铁产量将占全球总产量的32%-33%,南非将占34%。由于钢铁冶炼行业对铬铁的需求强劲，促使铬铁生产企业增加，盲目上马，导致国内外铬铁生产产量剧增，产能严重过剩，价格一路走低，高铬铬铁产品铬含量62%从去年的每吨13500元降至现在的每吨6800元。
[0003]铬铁产能严重过剩，钢铁因环境污染限产，冶金行业面临前所未有的压力和困境，许多企业处于停产半停产状态，急需寻求产品销路，拓展新的市场需求领域，促进冶金行业可持续发展，保障国民经济健康稳定发展。
[0004]铬铁应用于生产铬化合物、铁系颜料、硅新材料、光伏新材料、新能源等产品，是对铬铁使用用途的一项重大发明创新，也是铬铁冶炼行业多元化发展和应用的趋势，能极大地促进铬铁应用领域，形成一系列新的高端产业链，对铬铁冶金行业的发展意义重大。
[0005]随着国际经济一体化步伐加快，企业竞争日趋激烈，企业要在激烈的国际竞争中求得生存与发展，必须调整优化产业结构，转变经济发展方式，加速淘汰落后产能，引导和推动资源向优势产业和高新技术聚集，推动我国产业结构优化升级。企业应从全球视野加大研发投入，提闻自主创新能力，引进闻新闻效科技，提闻整体技术水平，综合性多兀化发展，增强市场竞争力。研发生产高科技新材料、新能源，环保节能的产品，满足国际国内对新产品新材料的需求。
[0006]原有的三价铬盐生产方法，采用还原剂将六价铬盐还原为三价铬盐。国内外规模化六价铬盐生产企业22家，其中中国12家，都是以铬铁矿为原料采用有钙焙烧和无钙焙烧方法经高温焙烧制取铬酸盐，焙烧法生产产生的烟尘气体中含有有害六价铬，产生大量的有毒铬渣、废水，对环境和人类产生很大的危害。世界铬盐生产国政府、科研机构、院校、企业团体、个人等部门都投入大量的人力、财力、物力致力于研发创新，欲寻求一种新工艺新方法替代原有的铬盐焙烧法。
[0007]目前，我国铬盐生产企业成本倒挂，亏损严重，工艺落后，洗牌待提速。专家指出，根据国内外的需求和国际发展趋势，必须依靠技术进步，采用先进清洁节能环保的新技术新工艺新方法，转变经济发展方式，推动铬盐行业产业结构调整和优化升级，使铬盐行业早日走上科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、安全有保障的健康发展道路。
[0008]现在国内外铬盐企业完全是采用有钙或少钙焙烧方法生产铬酸盐，以及国内正在试产和推广的铬盐生产技术:铬铁碱溶氧化制铬酸钠、气动流化塔式连续液相氧化法制铬酸盐、钾或钠系亚熔盐液相氧化法制铬酸盐，因需高温高压、钠或钾碱用量过大、反应容器成本高制造难、生产成本高、利润低或亏损，难以工业化生产。生产工艺产生大量铬渣，处理成本高，处理难，严重制约企业的发展和产业升级。
[0009]亚洲最大铬酸盐生产企业四川银河化工发明的“一种高品质红矾钠的生产方法”，申请号:201310113700.7，公开号:CN103193271A，公开日:2013.07.10，这些方法都需高温高压，生产中需要大量的碱，对容器要求极高，反应容器造价高，生产过程中对容器损害大，同时容易产生安全隐患。由于生产成本高，只有单一产品铬酸钠，同时产生有毒铬渣处理难，难以工业化生产。
[0010]因此，急需一种绿色环保、清洁节能、先进实用的铬化物生产工艺和方法。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于节约资源和能源，降低成本，以铬铁为原料生产出高品质的铬化合物及铁系颜料，集约化多元化创新发展，形成高端产品产业链，促进科技经济和社会发展。
[0012]本发明的目的是通过如下措施达到:
[0013]1.一种铬铁液相法一次性制造铬化合物多行业新产品工艺，其特征在于:将铬铁磨成细粉，放入反应釜中，加酸溶解铬铁，加入特种物质加温反应，制成产品，铬化物:硫酸铬、氯化铬、氧化铬、氢氧化铬、铬铵矾、铬酸盐，铁系颜料:草酸亚铁、氢氧化铁、铁蓝、铁铵矾、福美铁，新材料硅、碳，新能源氢气；
[0014]2.根据权利要求1中原料铬铁为高碳铬铁、中碳铬铁或低碳铬铁磨成50目以上细粉(或者取碳素铬铁冶炼熔融50目以上细粉)或铬铁矿或三价铬化合物及混合物,放入反应釜中，加入足量的盐酸或硫酸，加温15°C -120°C充分搅拌，反应溶解，使铬铁完全生成离子(Cr'Fe，溶液，收集氢气，制得产品新能源氢气；
[0015]3.根据权利要求2溶液中加入水使可溶物质变为离子，含Cr3+、Fe2+溶液中沉淀物为Si，悬浮物为C，将溶液分别过滤，得滤液和滤渣，滤渣经洗涤，分离，干燥，制得产品Si和C，产品Si再制取多晶硅和单晶硅，滤液为含Cr' Fe2+溶液；
[0016]4.根据权利要求3滤液中加入特种物质:碱、氧化剂、福美钠、黄血盐、赤血盐、草酸中一种或两种以上，分别使Fe2+完全沉淀为FeC2O4、福美铁、铁蓝，过滤、洗涤、干燥，制得产品FeC2O4、福美铁、铁蓝，滤液为Cr3+溶液；
[0017]5.根据权利要求3 (Cr' Fe2+)溶液中加入过量的碱，使Cr3+变为CrO2溶液，Fe2+完全沉淀为Fe (OH)2,过滤、洗涤，滤饼为Fe (OH)2,滤液为CrO2溶液；
[0018](I).Fe(OH)2中加入特种反应物质:过碳酸盐(X2CO4)、过硫酸盐(X2S2O8)、双氧水(H2O2)、氧气(O2)、空气、过氧化盐(X2O2)、高锰酸盐(XMnO4)、次氯酸盐(XC1)，使Fe (OH) 2完全氧化为Fe (OH)3，过滤、洗涤、干燥，制得产品Fe (OH)3 ；
[0019]⑵.CrO2溶液中加入酸，完全沉淀为Cr (OH)3,过滤、洗涤、干燥，制得产品Cr(OH)3 ；
[0020](3).Cr (OH) 3高温煅烧，制得产品Cr2O3 ；
[0021 ] (4).CrO2溶液中加入酸，使CrO2溶液完全变为Cr3+溶液；
[0022]6.根据权利要求3 (Cr'Fe，溶液中加入硫酸铵溶液，完全反应，冷却0°C以下结晶、过滤、干燥，制得产品铬铵矾和铁铵矾；
[0023](I).铬铵矾中加氨水完全沉淀为Cr(OH)3，过滤、洗涤、干燥，制得产品Cr(OH)3 ；
[0024](2).Cr (OH) 3高温煅烧，制得产品Cr2O3 ；
[0025](3).Cr (OH) 3 加入酸制得 Cr3+ 溶液；
[0026]7.根据权利要求4、5、6中Cr3+溶液制取不同产品；
[0027](I).Cr3+溶液制取铬鞣剂或三价铬电镀液；
[0028](2).Cr3+溶液蒸发、结晶、分离，干燥制得产品三价铬盐；
[0029](3).Cr3+溶液中加入碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化物、氨水，使Cr3+完全沉淀为Cr (OH)3，过滤、洗涤、结晶、干燥，制得产品氢氧化铬，氢氧化铬高温煅烧制得产品三氧化二络；
[0030](4).Cr3+溶液中加入特种反应物质:过碳酸盐(X2CO4)、过硫酸盐(X2S2O8)、双氧水(H2O2)、氧气(O2)、过氧化盐(X2O2)、高锰酸盐(XMnO4)、次氯酸盐(XC1)、碳酸盐(X2CO3)JjE(XOH)，搅拌加热氧化反应，使溶液中Cr3+氧化为Cr6+，制得铬酸盐溶液(CrO42)或重铬酸盐溶液 Cr2O72 ；
[0031 ] A.将铬酸盐溶液(CrO42 )或重铬酸盐溶液(Cr2O72 )，蒸发结晶，分离，干燥，制得产品铬酸盐或重铬酸盐；
[0032]B.铬酸盐溶液(CrO42)中加入酸酸化(硫酸法、碳化法)使铬酸盐溶液(CrO42)完全生成重铬酸盐溶液(Cr2O72 )，蒸发结晶、分离、干燥，制得产品重铬酸盐；
[0033]C.铬酸钠溶液加入电解槽中进行电解，使铬酸盐溶液(CrO42)完全生成重铬酸盐溶液(Cr2O72 )，分离、蒸发结晶、干燥，制得产品重铬酸盐；
[0034]8.根据权利要求3滤液Fe' Cr3+溶液中或权利要求4溶液中，加入特种反映物质:过碳酸盐(X2CO4)、过硫酸盐(X2S2O8)、双氧水(H2O2)、氧气(O2)、过氧化盐(X2O2)、高锰酸盐(XMnO4)、次氯酸盐(XC1)、碳酸盐(X2CO3)、碱(XOH)，搅拌加热氧化反应，使溶液中Cr3+氧化为Cr'制得铬酸盐溶液(CrO42 )或重铬酸盐溶液Cr2O72，使溶液中Fe2+完全沉淀为Fe (OH)3 ；
[0035](I).将铬酸盐溶液(CrO42 )或重铬酸盐溶液(Cr2O72 )，蒸发结晶，分离，干燥，制得产品铬酸盐或重铬酸盐；
[0036](2).铬酸盐溶液(CrO42 )中加入酸酸化(硫酸法、碳化法)使铬酸盐溶液(CrO42 )完全生成重铬酸盐溶液(Cr2O72 )，蒸发结晶、分离、干燥，制得产品重铬酸盐；
[0037](3).铬酸钠溶液加入电解槽中进行电解，使铬酸盐溶液(CrO42 )完全生成重铬酸盐溶液(Cr2O72 )，分离、蒸发结晶、干燥，制得产品重铬酸盐；
[0038](4).含六价铬 Fe (OH)3 中加入酸，再加入还原剂 FeS04、Na2SO3, NaHSO3, Na2S2O2^Na2S使Cr6+还原为Cr3+，加入碱生成Fe (OH) 3和Cr (OH) 3沉淀，分离、过滤、洗涤、干燥制得产品 Fe (OH) 3和 Cr(OH)3;
[0039]9.根据权利要求3(Cr3+、Fe，溶液加入电解槽中，并加入特种物质:过碳酸盐(X2CO4)、过硫酸盐(X2S2O8)、双氧水(H2O2)、氧气(O2)、过氧化盐(X2O2)、高锰酸盐(XMnO4)、次氯酸盐(XC1)、碳酸盐(X2CO3)、碱(XOH)，搅拌加热氧化反应，通电进行电解，使铬酸盐溶液(CrO42)完全生成重铬酸盐溶液(Cr2O72)，使溶液中Fe2+完全沉淀为Fe (OH)3,分离得重铬酸盐溶液(Cr2O72)和 Fe (OH)3 ；
[0040](I).重铬酸盐溶液(Cr2O72 )蒸发结