碳素铬铁液相法制取铬酸酐和重铬酸盐工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种碳素铬铁液相法制取铬酸酐和重铬酸盐工艺，属于冶金产品为原料制造铬酸酐、重铬酸盐、铁系颜料、硅新材料、新能源的化工新材料技术领域。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]原有的铬酸盐生产方法，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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]亚洲较大铬酸盐生产企业重庆民丰化工有限责任公司“三相催化氧化制备可溶性铬酸盐的工艺”，申请号:201110261747.9，公开号:CN 10232066L A，公开日:2012.01.18，
该方法需高温高压，生产中需要大量的碱，对容器材质、设计、反应条件要求极高，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。
[0007]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】
[0008]本发明的目的在于节约资源和能源，降低成本，以碳素铬铁为原料生产出高品质的铬酸酐、重铬酸盐及铁系颜料，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。
[0009]本发明的目的是通过如下措施达到:
[0010]1.一种碳素铬铁液相法制取铬酸酐和重铬酸盐工艺，其特征在于:将碳素铬铁磨成细粉，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:铬酸酐、重铬酸盐、硫酸铬、氯化铬、氧化铬、氢氧化铬、铬铵矾，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。
[0011]2.根据权利要求1中原料碳素铬铁为高碳铬铁、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，放入反应爸中，加入足量的盐酸或硫酸，酸的用量为理论用量的110% -120%,固液体比为:1: 4-10，加温到15°C _120°C充分搅拌，反应时间为:0.5_3小时，反应溶解，使碳素铬铁完全溶解生成离子(Cr3+、Fe2+)溶液，收集氢气，制得产品新能源氢气。
[0012]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Cr3+、Fe2+溶液。
[0013]4.根据权利要求3(Cr3+、Fe2+)溶液中加入碱、氧化剂，制取产品铬酸酐；
[0014]①.溶液(Cr3+、Fe2+)中加入碱，碱为K0H、Na0H、Li0H、NH3H20中的一种，充分搅拌，调节PH值8.5-13，使(Cr3+、Fe2+)完全生成Fe (0H)2和Cr (0H)3，过滤、反复洗涤去除杂质，制得高纯 Fe (0!1)2和 Cr(0H)3;
[0015]②.Fe (0H)2和Cr (0H) 3中加入氧化剂:H202、02、Cr03、臭氧中的一种或者两种以上，氧化剂用量为理论用量的100% -160%，使Cr(0H)3完全氧化为铬酸酐溶液，？6(0!1)2氧化成Fe (OH) 3,过滤、洗涤，滤液为铬酸酐溶液，滤饼为含Cr6+的Fe (OH) 3 ；
[0016]A.铬酸酐溶液蒸发、结晶、干燥，制得产品铬酸酐；
[0017]B.铬酸酐溶液放入电解槽进行电解，再蒸发、结晶、干燥，制得产品铬酸酐；
[0018]C.含六价铬Fe(0H)3中加入酸，调节PH值2-4.5，再加入还原剂FeS04、Na2S03、NaHS03、Na2S205、Na2S中的一种搅拌，使Cr6+还原为Cr3+，加入碱生成Fe (0H) 3和Cr (0H) 3沉淀，分离、过滤、洗涤、干燥制得产品Fe (0H) 3和Cr (OH) 3 ；
[0019]@』6(0!1)3和(>(0!1)3经高温4001: -800°C高温煅烧，制得产品铬铁黑或铬铁红。
[0020]5.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FeC204、福美铁、铁蓝，过滤、洗涤、干燥，制得产品FeC204、福美铁、铁蓝，滤液为Cr3+溶液；
[0021]①.溶液(Cr3+、Fe2+)中加入碱、氧化剂、黄血盐、赤血盐，充分搅拌，调节PH值小于4，使Fe2+完全生成铁蓝，反应用量为理论用量的100% -120%，过滤、洗涤、干燥，制得产品铁蓝，滤液为Cr3+溶液；
[0022]②.溶液(Cr3+、Fe2+)中加入碱，调节PH值2-3.5，再加入草酸，用量为理论用量的100% -115%，充分搅拌使Fe2+完全生成FeC204，过滤、洗涤、干燥，制得产品FeC204，滤液为Cr3+溶液；
[0023]③.溶液(Cr3+、Fe2+)中加入碱、福美钠，调节PH值2_3，使Fe2+离子完全生成福美铁，过滤、洗涤、干燥，制得产品福美铁，滤液为Cr3+溶液；
[0024]④.将碱、氧化剂、福美钠、黄血盐、赤血盐、草酸，分次加入搅拌，沉淀、过滤、洗涤、干燥，制得产品FeC204、福美铁、铁蓝，滤液为Cr3+溶液。
[0025]6.根据权利要求3 (Cr3+、Fe2+)溶液中加入过量的碱，使Cr3+变为Cr02溶液，Fe2+完全沉淀为Fe (0H) 2，过滤、洗涤，滤饼为Fe (0H) 2，滤液为Cr02溶液；
[0026](1).Fe (0H)2中加入特种反应物质:过碳酸盐(X2C04)、过硫酸盐(X2S20s)、双氧水(H202)、氧气(02)、空气、过氧化盐(X202)、高锰酸盐(ΧΜη04)、次氯酸盐(XC10)，使Fe (0H) 2完全氧化为Fe (0H) 3，过滤、洗涤、干燥，制得产品Fe (0H)3 ；
[0027](2).Cr02溶液中加入酸，完全沉淀为Cr (0H) 3，过滤、洗涤、干燥，制得产品Cr(0H)3 ；
[0028](3).Cr (0H) 3高温煅烧，制得产品Cr203 ；
[0029](4).Cr02溶液中加入酸，使Cr02溶液完全变为Cr3+溶液。
[0030]7.根据权利要求3(Cr3+、Fe2+)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；
[0031](1).铬铵矾中加氨水完全沉淀为Cr(0H)3，过滤、洗涤、干燥，制得产品Cr(0H)3 ；
[0032](2).Cr (0H) 3高温煅烧，制得产品Cr203 ；
[0033](3).Cr (0H) 3 加入酸制得 Cr3+ 溶液。
[0034]8.根据权利要求5、6、7中Cr3+溶液制取不同产品；
[0035](l)Cr3+溶液中加入碱、氧化剂，制取产品铬酸酐；
[0036]A.溶液Cr3+中加入碱，碱为Κ0Η、NaOH、L1H、ΝΗ3Η20中的一种，充分搅拌，调节PH值6.5-13，使Cr3+完全生成Cr (0H) 3，过滤、反复洗涤去除杂质，制得高纯Cr (OH) 3 ；
[0037]B.Cr (0H)3中加入氧化剂:H202、02、Cr03、臭氧中的一种或者