用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合硝酸鹽的方法
2023-07-31 10:28:11 3
專利名稱：用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合硝酸鹽的方法
技術領域：
本發明涉及無機化工三廢鉻渣的治理和利用技術領域，尤其涉及一種用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合硝酸鹽的方法。
背景技術：
鉻渣是指在重鉻酸鈉生產過程中，鉻鐵礦經過焙燒後用水浸取重鉻酸鈉的殘渣。 由於所用原料、生產工藝及配方不同，鉻渣組成有所不同，其基本的組成和成分的百分比如下三氧化二鉻質量百分數為2. 5-4%，水溶性六價鉻質量百分數為0. 28-1. 34%，酸溶性六價鉻質量百分數為0. 9-1. 4 %，氧化鈣質量百分數為29-36 %，氧化鎂質量百分數 20-33 %，三氧化二鋁質量百分數為5-8%，二氧化矽質量百分數為8-11%。由於鉻渣中含有的六價鉻具有強氧化性，對有機體造成強烈的腐蝕與破壞，土壤及地下水一旦受到六價鉻的汙染，土壤不能耕作，地下水無法飲用，因而是醫學公認的致癌物質和劇毒性物。因此， 如果不能採取專門的治理措施對鉻渣進行處理，解除鉻渣的毒性，一旦汙染了環境，特別是地下水和土壤，其後果是非常嚴重的。另外，鉻渣中也含有大量有用的成分，有必要對其進行提純和轉換處理，以充分發揮鉻渣的經濟價值。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合硝酸鹽的方法， 該方法將鉻渣經過簡單的加工處理，使原來有毒的六價鉻，變成了無毒的三價鉻，製得氫氧化鉻和氯化鉀及鈣、鎂、鋁混合硝酸鹽，充分利用了的鉻渣的潛在價值，且不產生二次汙染， 是一個變廢為寶，經濟適用的方法。本發明的技術方案如下一種用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合硝酸鹽的方法， 包括如下具體步驟步驟A 折算鉻渣中含有的三氧化二鉻，氧化鉻、氧化鎂、氧化鈣和三氧化二鋁的質量含量，按鉻渣中含有的上述物質的摩爾含量與鹽酸中含有的氯化氫的摩爾含量之比為 1 1.8-2. 7將鉻渣和鹽酸投入耐腐蝕反應器一(1)中混合反應，得到含氯化鉻、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的混合氯化物，反應物經抽濾機一(2)抽濾得到澄清的混合氯化物和含二氧化矽的濾餅；步驟B 將步驟A所得澄清的混合氯化物送入沉降罐(3)裡，並加入過量的工業水，使氯化鉻水解形成三價鉻氫氧化鉻而沉降，再經抽濾機二(4)抽濾得到澄清混合氯化物和氫氧化鉻濾餅；步驟C 氫氧化鉻濾餅經洗滌機(5)、乾燥機(6)乾燥、粉碎機(7)粉碎、得到氫氧化鉻產品⑶；步驟D 澄清混合氯化物與硝酸鉀溶液按照混合氯化物的摩爾含量之和與硝酸鉀的摩爾含量之比為1 1.64-2. 46投入耐腐蝕反應器二(9)中，在徐徐攪拌下反應，生成氯化鉀和鈣、鎂、鋁混合硝酸鹽溶液，經抽濾機三(10)抽濾得到澄清的溶液和濾餅；步驟E 將澄清的溶液送入減壓蒸餾器(11)中減壓蒸餾、蒸餾溶液達到飽和溶液時排入冷卻結晶器(12)裡冷卻結晶，此時根據各物質溶解度不同，依次結晶分級析出硝酸鋁晶體、硝酸鎂晶體、硝酸鈣晶體和氯化鉀晶體，再通過精餾得到硝酸鋁產品(13)、硝酸鎂產品(14)、硝酸鈣產品(15)、氯化鉀(16)產品；步驟F:晶體析出後剩下的液體為硝酸溶液，再經精餾得到硝酸。本發明所述用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合氫氧化物的方法，其化學反應原理為Cr203+6HC1 = = = = = 2CrCl3+3H202Cr03+12HCl = = = = = 2CrCl3+3Cl2+6H20CrCl3+3H20 = = = = = Cr (OH) 3+3HClCa0+2HC1 = = = = = CaCl2+H20Mg0+2HC1 = = = = = MgCl2+H20A1203+6HC1 = = = = = 2A1C13+3H20CaCl2+2KN03 = = = = = 2KC1+Ca (NO3) 2MgCl2+2KN03 = = = = = 2KC1+Mg (NO3) 2
A1C13+3KN03 = = = = = 3KC1+A1 (NO3) 3本發明的有益效果為本發明所述用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合氫氧化物的方法，經過簡單的加工處理，製得氫氧化鉻、氯化鉀及鈣、鎂、鋁混合硝酸鹽，充分利用了鉻渣的潛在價值，且不產生二次汙染，是一個變廢為寶，經濟適用的方法。該方法操作簡單， 設備投資少，值得推廣應用。
圖1為本發明所述用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合硝酸鹽的方法的工藝流程圖，其中，(1)耐腐蝕反應器一，(2)抽濾機一，(3)沉降罐裡，(4)抽濾機二，(5)洗滌機，(6) 乾燥機，(7)粉碎機，(8)氫氧化鉻產品，(9)耐腐蝕反應器二，(10)抽濾機三，(11)減壓蒸餾器，(12)冷卻結晶器，(13)硝酸鋁產品、(14)硝酸鎂產品、(15)硝酸鈣產品、(16)氯化鉀產品。
具體實施例方式實施例1 參照圖1，一種用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合硝酸鹽的方法，包括如下具體步驟步驟A 取500kg鉻渣，其中，三氧化二鉻含量為15. 2kg，氧化鉻含量為2. 0kg，氧化鎂質量含量為129kg，氧化鈣質量含量為168kg，三氧化二鋁的質量含量為30. 6kg，按鉻渣中含有的上述物質的摩爾含量與鹽酸中含有的氯化氫的摩爾含量之比為1 1.8將鉻渣和鹽酸投入耐腐蝕反應器一(1)中混合反應，得到含氯化鉻、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的混合氯化物，反應物經抽濾機一(2)抽濾得到澄清的混合氯化物和含二氧化矽的濾餅；步驟B 將步驟A所得澄清的混合氯化物送入沉降罐(3)裡，並加入過量的工業水，使氯化鉻水解形成三價鉻氫氧化鉻而沉降，再經抽濾機二(4)抽濾得到澄清混合氯化物和氫氧化鉻濾餅；步驟C 氫氧化鉻濾餅經洗滌機(5)、乾燥機(6)乾燥、粉碎機(7)粉碎、得到氫氧化鉻產品(8)，其含有的氫氧化鉻純物質的量為9. 89kg ；步驟D 澄清混合氯化物與硝酸鉀溶液按照混合氯化物的摩爾含量之和與硝酸鉀的摩爾含量之比為1 1.64投入耐腐蝕反應器二(9)中，在徐徐攪拌下反應，生成氯化鉀和鈣、鎂、鋁混合硝酸鹽溶液，經抽濾機三(10)抽濾得到澄清的氯化鉀溶液和鈣、鎂、鋁混合硝酸鹽濾餅；步驟E 將澄清的溶液送入減壓蒸餾器(11)中減壓蒸餾、蒸餾溶液達到飽和溶液時排入冷卻結晶器(12)裡冷卻結晶，此時根據各物質溶解度不同，依次結晶分級析出硝酸鋁晶體、硝酸鎂晶體、硝酸鈣晶體和氯化鉀晶體，再通過精餾得到硝酸鋁產品(13)、硝酸鎂產品(14)、硝酸鈣產品(15)、氯化鉀(16)產品；其中硝酸鋁的純物質的質量為90kg，硝酸鎂的純物質的質量為355. 2kg，硝酸鈣的純物質的質量為393. 6kg，氯化鉀的純物質的質量為 615. 02kg ；步驟F:晶體析出後剩下的液體為硝酸溶液，再經精餾得到硝酸。實施例2 參照圖1，一種用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合硝酸鹽的方法，包括如下具體步驟步驟A 取500kg鉻渣，其中，三氧化二鉻含量為15. 2kg，氧化鉻含量為2. 0kg，氧化鎂質量含量為129kg，氧化鈣質量含量為168kg，三氧化二鋁的質量含量為30. 6kg，按鉻渣中含有的上述物質的摩爾含量與鹽酸中含有的氯化氫的摩爾含量之比為1 2. 25將鉻渣和鹽酸投入耐腐蝕反應器一(1)中混合反應，得到含氯化鉻、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的混合氯化物，反應物經抽濾機一(2)抽濾得到澄清的混合氯化物和含二氧化矽的濾餅；步驟B 將步驟A所得澄清的混合氯化物送入沉降罐(3)裡，並加入過量的工業水，使氯化鉻水解形成三價鉻氫氧化鉻而沉降，再經抽濾機二(4)抽濾得到澄清混合氯化物和氫氧化鉻濾餅；步驟C 氫氧化鉻濾餅經洗滌機(5)、乾燥機(6)乾燥、粉碎機(7)粉碎、得到氫氧化鉻產品(8)，其含有的氫氧化鉻純物質的量為12. 36kg ；步驟D 澄清混合氯化物與硝酸鉀溶液按照混合氯化物的摩爾含量之和與硝酸鉀的摩爾含量之比為1 2. 05投入耐腐蝕反應器二(9)中，在徐徐攪拌下反應，生成氯化鉀和鈣、鎂、鋁混合硝酸鹽溶液，經抽濾機三(10)抽濾得到澄清的氯化鉀溶液和鈣、鎂、鋁混合硝酸鹽濾餅；步驟E 將澄清的溶液送入減壓蒸餾器(11)中減壓蒸餾、蒸餾溶液達到飽和溶液時排入冷卻結晶器(12)裡冷卻結晶，此時根據各物質溶解度不同，依次結晶分級析出硝酸鋁晶體、硝酸鎂晶體、硝酸鈣晶體和氯化鉀晶體，再通過精餾得到硝酸鋁產品(13)、硝酸鎂產品(14)、硝酸鈣產品(15)、氯化鉀(16)產品；其中硝酸鋁的純物質的質量為112. 5kg，硝酸鎂的純物質的質量為444kg，硝酸鈣的純物質的質量為492kg，氯化鉀的純物質的質量為 961. 05kg ；步驟F:晶體析出後剩下的液體為硝酸溶液，再經精餾得到硝酸。
實施例3 參照圖1，一種用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合硝酸鹽的方法，包括如下具體步驟步驟A 取500kg鉻渣，其中，三氧化二鉻含量為15. 2kg，氧化鉻含量為2. 0kg，氧化鎂質量含量為129kg，氧化鈣質量含量為168kg，三氧化二鋁的質量含量為30. 6kg，按鉻渣中含有的上述物質的摩爾含量與鹽酸中含有的氯化氫的摩爾含量之比為1 2. 7將鉻渣和鹽酸投入耐腐蝕反應器一(1)中混合反應，得到含氯化鉻、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的混合氯化物，反應物經抽濾機一(2)抽濾得到澄清的混合氯化物和含二氧化矽的濾餅；步驟B 將步驟A所得澄清的混合氯化物送入沉降罐(3)裡，並加入過量的工業水，使氯化鉻水解形成三價鉻氫氧化鉻而沉降，再經抽濾機二(4)抽濾得到澄清混合氯化物和氫氧化鉻濾餅；步驟C 氫氧化鉻濾餅經洗滌機(5)、乾燥機(6)乾燥、粉碎機(7)粉碎、得到氫氧化鉻產品(8)，其含有的氫氧化鉻純物質的量為12. 36kg ；步驟D 澄清混合氯化物與硝酸鉀溶液按照混合氯化物的摩爾含量之和與硝酸鉀的摩爾含量之比為1 2. 46投入耐腐蝕反應器二(9)中，在徐徐攪拌下反應，生成氯化鉀和鈣、鎂、鋁混合硝酸鹽溶液，經抽濾機三(10)抽濾得到澄清的氯化鉀溶液和鈣、鎂、鋁混合硝酸鹽濾餅；步驟E 將澄清的溶液送入減壓蒸餾器(11)中減壓蒸餾、蒸餾溶液達到飽和溶液時排入冷卻結晶器(12)裡冷卻結晶，此時根據各物質溶解度不同，依次結晶分級析出硝酸鋁晶體、硝酸鎂晶體、硝酸鈣晶體和氯化鉀晶體，再通過精餾得到硝酸鋁產品(13)、硝酸鎂產品(14)、硝酸鈣產品(15)、氯化鉀(16)產品；其中硝酸鋁的純物質的質量為112. 5kg，硝酸鎂的純物質的質量為444kg，硝酸鈣的純物質的質量為492kg，氯化鉀的純物質的質量為 961. 05kg ；步驟F:晶體析出後剩下的液體為硝酸溶液，再經精餾得到硝酸。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，其架構形式能夠靈活多變，可以派生系列產品。只是做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。
權利要求
1. 一種用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合硝酸鹽的方法，其特徵在於，包括如下具體步驟步驟A 折算鉻渣中含有的三氧化二鉻，氧化鉻、氧化鎂、氧化鈣和三氧化二鋁的質量含量，按鉻渣中含有的上述物質的摩爾含量與鹽酸中含有的氯化氫的摩爾含量之比為 1 1.8-2. 7將鉻渣和鹽酸投入耐腐蝕反應器一(1)中混合反應，得到含氯化鉻、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的混合氯化物，反應物經抽濾機一(2)抽濾得到澄清的混合氯化物和含二氧化矽的濾餅；步驟B:將步驟A所得澄清的混合氯化物送入沉降罐(3)裡，並加入過量的工業水，使氯化鉻水解形成三價鉻氫氧化鉻而沉降，再經抽濾機二(4)抽濾得到澄清混合氯化物和氫氧化鉻濾餅；步驟C 氫氧化鉻濾餅經洗滌機(5)、乾燥機(6)乾燥、粉碎機(7)粉碎、得到氫氧化鉻產品⑶；步驟D 澄清混合氯化物與硝酸鉀溶液按照混合氯化物的摩爾含量之和與硝酸鉀的摩爾含量之比為1 1.64-2. 46投入耐腐蝕反應器二(9)中，在徐徐攪拌下反應，生成氯化鉀和鈣、鎂、鋁混合硝酸鹽溶液，經抽濾機三(10)抽濾得到澄清的氯化鉀溶液和鈣、鎂、鋁混合硝酸鹽濾餅；步驟E 將澄清的溶液送入減壓蒸餾器(11)中減壓蒸餾、蒸餾溶液達到飽和溶液時排入冷卻結晶器(12)裡冷卻結晶，此時根據各物質溶解度不同，依次結晶分級析出硝酸鋁晶體、硝酸鎂晶體、硝酸鈣晶體和氯化鉀晶體，再通過精餾得到比較純淨的硝酸鋁產品(13)、 硝酸鎂產品(14)、硝酸鈣產品(15)、氯化鉀(16)產品；步驟F:晶體析出後剩下的液體為硝酸溶液，再經精餾得到硝酸。
全文摘要
本發明提供了一種用鉻渣製備氫氧化鉻、氯化鉀及混合硝酸鹽的方法，將鉻渣與鹽酸反應，得到含氯化鉻、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁的混合氯化物，反應物經抽濾得到混合氯化物和含二氧化矽的濾餅；混合氯化物加入過量的工業水，使氯化鉻水解形成三價鉻氫氧化鉻而沉降，再經抽濾得到澄清鈣、鎂、鋁混合氯化物和氫氧化鉻濾餅；氫氧化鉻濾餅經洗滌、乾燥、粉碎、得到氫氧化鉻產品；鈣、鎂、鋁混合氯化物與硝酸鉀溶液反應，反應物過濾後將濾液減壓蒸餾、蒸餾溶液達到飽和溶液時排入冷卻，此時根據各物質溶解度不同，依次結晶分級析出硝酸鋁晶體、硝酸鎂晶體、硝酸鈣晶體和氯化鉀晶體，再通過精餾得到硝酸鋁產品、硝酸鎂產品、硝酸鈣產品、氯化鉀產品。
文檔編號C01F11/36GK102249308SQ20101059796
公開日2011年11月23日 申請日期2010年12月21日 優先權日2010年12月21日
發明者王嘉興 申請人:王嘉興