一种盐酸体系中铬和铁的分离方法与流程

技术领域

本发明涉及的是铬铁酸溶生产铬盐和电镀污泥盐酸浸出液处理技术领域，具体涉及一种盐酸体系中铬和铁的分离方法。

背景技术：

在铬铁酸溶生产铬盐和电镀污泥盐酸浸出液处理技术领域，特别是碳素铬铁盐酸浸出生产铬盐过程中，由于铬和铁元素化学性质相近，具有吸附-共沉淀效应，使得分离除铁成为难题，目前已有的盐酸介质中铬、铁分离的方法主要有：（1）草酸亚铁沉淀法，是利用草酸亚铁溶度积低的原理，通过草酸亚铁沉淀达到铬、铁分离的目的，但是此方法除铁率只能达到98%左右，不能生产优质产品，并且除铁率对草酸加入量、反应温度、溶液PH值等因素极其敏感，操作困难，盐酸介质比硫酸介质更难实施。（2）氧化中和沉淀法，利用双氧水等氧化剂把浸出液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺,然后加碱中和，通过控制PH=2～3，生成Fe(OH)₃沉淀，再经过滤，达到铬、铁分离的目的。此方法除铁率对反应温度、溶液PH值等因素极其敏感，PH值高除铁率高，但是铬的损失大，PH值低除铁率低，不能达到除铁效果，而产生的Fe(OH)₃胶体使之过滤非常困难，同时吸附铬离子造成损失。（3）磷酸盐除铁法，中国专利号201310008212X，公开了一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法，以含铬铁电镀污泥盐酸浸出液为原料，先加碱调整溶液PH值为2.0左右，然后加入可溶性磷酸盐，在最佳反应温度90℃条件下搅拌反应2小时，生成磷酸铬和氢氧化铬的复合沉淀物，经过滤分离铬和铁。此方法虽然能够实现铬和铁的分离，但是除铁率只能达到98%左右，且铬损失大，而较高的反应温度和较长的反应时间定会导致成本的升高，最明显的缺陷是沉铬反应对PH值比较敏感，稍有差错就会产生胶体状磷酸铬和氢氧化铬的复合沉淀物，使得过滤非常困难。（4）溶剂萃取法，有报道在盐酸介质中采用TBP萃铬或P204萃铁的方法分离铬和铁，但是这二种萃取剂均存在铬和铁共萃问题，分离效果不好，除铁率低，铬损失大。还有报道采用十二胺或十八胺作为萃取剂进行萃取分离铬和铁的方法，此方法虽然除铁率能达到99%，但是要求溶液PH值在2左右，存在铬和铁共萃问题，萃取过程中乳化现象严重，为了解决乳化问题，需要较高的温度（80℃最佳），同时还需要加入氯化钠等破乳剂，而铁离子的反萃也较困难，目前这种方法尚停留在实验室研究阶段，还无法实现工业化生产。

综上所述，本发明设计了一种新型的盐酸体系中铬和铁的分离方法。

技术实现要素：

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种盐酸体系中铬和铁的分离方法，工艺简单，易于操作，除铁率高达99.95%以上。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种盐酸体系中铬和铁的分离方法，其包括以下工艺步骤：1、盐酸浸出碳素铬铁所得氯化铬和氯化亚铁混合溶液，先用双氧水把Fe²⁺全部氧化成Fe³⁺,然后根据溶液中含铁量，按照合适的相比，加入萃取剂进行萃取，萃取后得到水相为氯化铬溶液，有机相用水反萃取得到氯化铁溶液和萃取剂，萃取剂循环使用；2、氯化铬溶液采用直接结晶方法获得氯化铬晶体，也可以采用加碱中和沉淀方法制得氢氧化铬，氢氧化铬再经高温煅烧得到三氧化二铬；3、氯化铁溶液可以直接用做净水剂，也可以采用加碱中和沉淀方法制得氢氧化铁，氢氧化铁再经高温煅烧得到氧化铁红颜料。

所述的步骤1中的盐酸浸出碳素铬铁所得氯化铬和氯化亚铁混合溶液可替换为其它铬铁合金的盐酸浸出液，还可以是含铬和铁的电镀污泥盐酸浸出液。

所述的步骤1中的萃取剂采用仲辛醇或者仲辛醇与N₂₃₅的混合体，以磺化煤油作为稀释剂，优选仲辛醇。

所述的步骤1中的萃取和反萃取在常温下即可进行，二相达到萃取平衡时间短，不产生乳化现象，分相快。

所述的步骤1中的萃取剂循环使用，所得主副产品均不含Cr⁶⁺。

本发明的有益效果：与已有的从铬和铁的酸性混合液中除铁的技术方法相比较，最为突出的优点是工艺简单，易于操作，除铁率高达99.95%以上，铬不共萃，铬无损失，所得产品高质量、低成本，萃取剂循环使用，无“三废”排放，主副产品均不含Cr⁶⁺，符合国家铬行业清洁生产政策，是典型的清洁生产新工艺，为铬盐行业的健康发展提供一条新的途径。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种盐酸体系中铬和铁的分离方法，其包括以下工艺步骤：1、盐酸浸出碳素铬铁所得氯化铬和氯化亚铁混合溶液，先用双氧水把Fe²⁺全部氧化成Fe³⁺,然后根据溶液中含铁量，按照合适的相比，加入萃取剂进行萃取，萃取后得到水相为氯化铬溶液，有机相用水反萃取得到氯化铁溶液和萃取剂，萃取剂循环使用；2、氯化铬溶液采用直接结晶方法获得氯化铬晶体，也可以采用加碱中和沉淀方法制得氢氧化铬，氢氧化铬再经高温煅烧得到三氧化二铬；3、氯化铁溶液可以直接用做净水剂，也可以采用加碱中和沉淀方法制得氢氧化铁，氢氧化铁再经高温煅烧得到氧化铁红颜料。

实施例1：以盐酸浸出碳素铬铁所得的氯化铬和氯化亚铁混合液为原料，溶液中Cr³⁺浓度为120.6g/l，Fe²⁺浓度为56.5g/l，依据Fe²⁺含量加入适量双氧水，常温下搅拌使Fe²⁺全部氧化成Fe³⁺,然后加入仲辛醇萃取剂进行萃取，萃取相比O/A=2：1，经三级逆流萃取，得到的水相氯化铬溶液中Cr³⁺浓度为120.6g/l，Fe²⁺浓度为0.005g/l，除铁率99.99%，不萃铬，氯化铬溶液采用直接结晶方法获得氯化铬晶体，也可以采用加碱中和沉淀方法制得氢氧化铬，氢氧化铬再经高温煅烧得到三氧化二铬；有机相用水反萃取得到萃取剂仲辛醇和氯化铁溶液，反萃相比O/A=0.5：1，铁的反萃率100%，萃取剂循环使用，氯化铁溶液可以直接用做净水剂，也可以采用加碱中和沉淀方法制得氢氧化铁，氢氧化铁再经高温煅烧得到氧化铁红颜料。

实施例2：以含铬和铁的电镀污泥盐酸浸出液为原料，溶液中Cr³⁺浓度为18g/l，Fe²⁺浓度为12g/l，依据Fe²⁺含量加入适量双氧水，常温下搅拌使Fe²⁺全部转化成Fe³⁺,然后加入仲辛醇萃取剂进行萃取，萃取相比O/A=1：1，经二级逆流萃取，得到的水相氯化铬溶液中Cr³⁺浓度为18g/l，Fe2+浓度为0.002g/l，除铁率99.98%，不萃铬，氯化铬溶液采用直接结晶方法获得氯化铬晶体，也可以采用加碱中和沉淀方法制得氢氧化铬，氢氧化铬再经高温煅烧得到三氧化二铬；有机相用水反萃取得到萃取剂仲辛醇和氯化铁溶液，反萃相比O/A=1：1，铁的反萃率100%，萃取剂循环使用，氯化铁溶液可以直接用做净水剂，也可以采用加碱中和沉淀方法制得氢氧化铁，氢氧化铁再经高温煅烧得到氧化铁红颜料。

实施例3：以盐酸浸出碳素铬铁所得的氯化铬和氯化亚铁混合溶液为原料，溶液中Cr³⁺浓度为118g/l，Fe²⁺浓度为55.8g/l，依据Fe²⁺含量加入适量双氧水，常温下搅拌使Fe²⁺全部转化成Fe³⁺,然后加入萃取剂进行萃取，萃取剂组成为N235与仲辛醇的混合体，磺化煤油为稀释剂，萃取相比O/A=1：1，经三级逆流萃取，得到的水相氯化铬溶液中Cr³⁺浓度为118g/l，Fe²⁺浓度为0.02g/l，除铁率99.96%，不萃铬，氯化铬溶液采用直接结晶方法获得氯化铬晶体，也可以采用加碱中和沉淀方法制得氢氧化铬，氢氧化铬再经高温煅烧得到三氧化二铬；有机相用水反萃取得到萃取剂仲辛醇和氯化铁溶液，反萃相比O/A=1：1，铁的反萃率100%，萃取剂循环使用，氯化铁溶液可以直接用做净水剂，也可以采用加碱中和沉淀方法制得氢氧化铁，氢氧化铁再经高温煅烧得到氧化铁红颜料。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。