一种从无钙铬渣中制备碳酸镁的方法
【专利摘要】本发明公开了一种从无钙铬渣中制备碳酸镁的方法，该方法包括如下步骤：（1）将无钙铬渣粉碎；（2）加水浸提铬渣，浸提液备用；（3）将浸提液中的六价铬还原为三价铬沉淀；（4）经过步骤（2）处理后的铬渣分离铁、铝沉淀；（5）将步骤（4）的沉淀分离铝溶液；（6）在铝溶液中加入苯甲酸铵生成苯甲酸铝；（7）收集步骤（3）、（4）及（6）的滤液合并，加入碳酸钠得碳酸镁。本发明方法可将含有六价铬的铬渣去毒，并将含有的镁元素转化为可以利用且附加值更高的另一种碳酸镁，从而化害为利，变废为宝。
【专利说明】一种从无钙铬渣中制备碳酸镁的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铬渣综合利用【技术领域】，具体而言，涉及一种从无钙铬渣中制备碳酸镁的方法。
【背景技术】[0002]铬盐是重要的无机盐产品，近年来，我国生产铬盐的厂家在政府相关部门引导下，所采用的工艺经过技术改造，多数采用无钙焙烧工艺，虽然较有钙焙烧工艺减少了铬渣产生量，然而其产生的铬渣依然含有六价有毒铬盐，主要组成成分是MgO 70~80%、CaO
0.5 ~1.0%、Fe2O3 6 ~12%、SiO2 3 ~7%、Al2O3 3 ~5%、Cr2O3 0.2 ~2%、其中 Cr6+ 0.2 ~
0.5%。由于含有超量水溶性Cr (VI)而具有强烈毒性，因此铬渣是国际公认的47种最危险的的废物之一，被列为国家危险废物。
[0003]目前，铬盐生产厂家对于铬渣的处置方法多数采用干法还原的工艺，将铬渣中高毒的六价铬还原为低毒的三价铬，然后作为水泥生产的添加剂、炼钢烧结剂等。但是无论是作为水泥生产的添加剂还是炼钢的烧结剂，均需要与相关厂家协作处理，处理过程中往往由于铬渣运输、添加工艺、费用等问题，造成协作厂家不积极，还原后的铬渣不能得到及时足量的处置，从而造成铬盐生产厂家的铬渣堆存量日渐增加，给环境造成与日俱增的压力。
[0004]碳酸镁可用于医药中间体、解酸剂、干燥剂、护色剂、载体、抗结快剂；在食品中作添加剂、镁元素补偿剂；在精细化工上用于生产镁化学试剂；在橡胶中作补强剂、填充剂；可作绝热、耐高温的防火保温材料；在电线电缆制造过程中作为重要的化学原料，在搪瓷陶瓷起表面光亮作用；以及可用来制造高级玻璃制品，制作或制造镁盐、颜料、油漆、日用化妆品、造船、锅炉，及运动员比赛擦手用等。因此，将铬渣解毒工艺过程中将其所含的大量镁转化为附加值更高的碳酸镁，不仅解决环保问题，而且为生产厂家增加经济效益，无疑是资源综合利用、节能降耗的良好方法。
【发明内容】
[0005]鉴于无钙铬渣中除含有毒的六价铬盐外还含有大量的镁、铁、铝等元素，因此本发明的目的在于通过对铬渣去毒工艺进行改进，从而提供一种从无钙铬渣中制备碳酸镁的方法。该方法可将含有六价铬的铬渣去毒，并将含有的镁元素转化为可以利用且附加值更高的另一种碳酸镁，从而化害为利，变废为宝。
[0006]为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验研究并探索，最终获得了如下技术方案:
一种从无钙铬渣中制备碳酸镁的方法，包括如下步骤:
(1)将无钙铬渣粉碎至250~320目；
(2)加水浸提铬渣2~3次，每次的用水量是铬渣量的2~5倍，合并浸提液，备用；
(3)将步骤(2)的浸提液加热至60~70°C，加入硫化钠溶液，将六价铬还原为三价铬沉淀，其反应式为:8Cr042_+6S2_+23H20 = 8Cr (OH)3 I +3S2032_+220H_，冷却，过滤出氢氧化铬沉淀，滤液留存备用；
(4 )经过步骤(2 )处理后的铬渣，加水搅拌后用浓盐酸或浓硫酸酸化，最终使液相的pH值达到I~3之间，过滤所得酸化液用步骤(3)的滤液调节pH值达到4~6之间，使铁离子、铝离子产生红色沉淀析出，过滤所得滤液用步骤(3)的滤液调节pH值到9~10之间，依步骤(3)继续处理铬；
(5)取步骤(4)的红色沉淀，搅拌下逐步加入至10-30%稀磷酸溶液中，并不断采用稀磷酸调节使水相PH值保持在I~3之间，加入的红色沉淀逐步溶解并全部转化为白色沉淀后，停止搅拌，静置，过滤，得磷酸铁湿料，滤液备用；
(6)在步骤(5)所得滤液中加入苯甲酸铵溶液，生成苯甲酸铝沉淀，其反应式为:3C5H5COONH4 + Al3+ = Al (C5H5COO) 3 I + 3NH4+，过滤，沉淀干燥，得苯甲酸铝；
(7)收集步骤(3)、(4)及(6)的滤液合并，加入碳酸钠溶液使其溶液的pH值到7~9之间，产生碳酸镁沉淀，反应式:Mg2++ C032- = MgC03丨，过滤，干燥得碳酸镁。
[0007]与现有技术相比，本发明涉及的无钙铬渣中制备碳酸镁的工艺具有如下优点和显著进步:
(1)现有技术一般将镁转化为Mg(OH)2，需要耗碱调整pH值，本发明直接用碳酸钠产生碳酸镁，节约资源； (2)碳酸镁较氢氧化镁更易于产生晶体沉淀，便于过滤，节省时间和费用；
(3)碳酸镁较氢氧化镁有更高的市场价值。
【具体实施方式】
[0008]以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步作描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
[0009]1、将IOOKg无钙铬渣(由湖北振华化学股份有限公司提供)粉碎至320目；
2、第一次用300Kg水浸泡、搅拌2小时，过滤；第二次用200 Kg水浸泡、搅拌2小时，过
滤，合并二次浸泡液。
[0010]3、将上步碱性浸泡液加热至60~70°C，加入新配制的30% (质量百分比)硫化钠溶液，将六价铬还原为三价铬沉淀，直到不产生沉淀为止，30%硫化钠溶液的用量为4.5Kg，冷却，过滤出氢氧化铬沉淀，滤液留存备用。
[0011]4、经过步骤2处理后的铬渣，加入200Kg水，滴入60Kg浓硫酸，使酸化液的pH值达到I~2之间。过滤，滤液另存。滤渣再加入200Kg水搅动，并滴入浓硫酸，保持溶液pH值在I~2之间，并维持2小时，耗浓硫酸17Kg，过滤。收集合并两步滤出的酸化液，用步骤3中碱性滤液调节酸碱度，使其pH值达到3~4之间，使铁离子、铝离子产生红色沉淀析出，过滤。滤液加入步骤3的碱性滤液调节pH值到9~10，依步骤3继续处理铬。
[0012]5、取步骤4的红色沉淀，逐步加入至搅动的20% (质量百分比)磷酸中溶解，保持溶液PH值到I~3之间，pH值升高则适度补充稀磷酸溶液进行调节，加入红色沉淀全部溶解，并转化为白色沉淀。红色沉淀全部加入后，继续保持溶液PH值I~3之间，溶液全部为无色，沉淀全部转变为白色，反应完成，停止搅动，耗20%磷酸溶液67Kg，静置，沉淀完全，过滤，即得磷酸铁湿料，滤液备用。[0013]6、在上步的滤液缓慢加入30% (质量百分比)苯甲酸铵溶液237Kg，使铝离子与其反应生成苯甲酸铝沉淀。过滤干燥得苯甲酸铝77.6Kg。
[0014]7、收集步骤3、4及6的滤液合并，加入40% (质量百分比)碳酸钠溶液400Kg使其溶液的PH值到7~9之间，产生碳酸镁沉淀，过滤，在旋风塔中干燥即得碳酸镁粉末137Kg。
【权利要求】
1.一种从无钙铬渣中制备碳酸镁的方法，包括如下步骤: (1)将无钙铬渣粉碎至250~320目； (2)加水浸提铬渣2~3次，每次的用水量是铬渣量的2~5倍，合并浸提液，备用； (3)将步骤(2)的浸提液加热至60~70°C，加入硫化钠溶液，将六价铬还原为三价铬沉淀，冷却，过滤出沉淀，滤液备用； (4 )经过步骤(2 )处理后的铬渣，加水搅拌后用浓盐酸或浓硫酸酸化，最终使液相的pH值达到I~3之间，过滤所得酸化液用步骤(3)的滤液调节pH值达到4~6之间，使铁离子、铝离子产生红色沉淀析出，过滤所得滤液用步骤(3)的滤液调节pH值到9~10之间，依步骤(3)继续处理铬； (5)取步骤(4)的红色沉淀，搅拌下逐步加入至10%-30%稀磷酸溶液中，并不断采用稀磷酸调节使水相PH值保持在I~3之间，加入的红色沉淀逐步溶解并全部转化为白色沉淀后，静置，过滤，得 磷酸铁湿料，滤液备用； (6)在步骤(5)所得滤液中加入苯甲酸铵溶液，生成沉淀，过滤，沉淀干燥，得苯甲酸铝，滤液备用； (7)收集步骤(3)、(4)及(6)的滤液合并，加入碳酸钠溶液使其溶液的pH值到7~9之间，产生碳酸镁沉淀，过滤，干燥得碳酸镁。
【文档编号】C07C63/08GK103738987SQ201310737213
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】刘瑞华, 杨锋 申请人:武汉纺织大学