專利名稱：用鉻渣制備氫氧化鉻聯產鈣、鎂、鋁混合氯化物的方法
技術領域：
本發明涉及鉻化合物制造企業三廢治理和利用的技術領域，尤其是一種用鉻渣制備氫氧化鉻聯產鈣、鎂、鋁混合氯化物的方法。
背景技術：
鉻鹽生產的固體廢物主要是指在重鉻酸鈉生產過程中，鉻鐵礦經過焙燒后用水浸取重鉻酸鈉的殘渣通稱鉻渣。鉻渣是屬劇毒、危險性的廢渣，其外觀有黃、黑、赭等顏色。鉻渣中常含有鈣、鎂、鐵、鋁等氧化物和三氧化二鉻、水溶性鉻酸鈉、酸溶性鉻酸鈉等。鉻的毒性主要六價鉻，六價鉻的毒性主要來自于其強氧化性引起對有機體的腐蝕與破壞，也是醫學公認的致癌物質。由于所用原料、生產工藝及配方不同，鉻渣的生產量和組成隨之而不同。經檢測， 鉻渣的組成為三氧化二鉻占總渣質量百分數的2. 5% 4%，水溶性六價鉻占總渣質量百分數的0. 1. 34%，酸溶性六價鉻占總渣質量百分數的0. 9% 1. 4%，氧化鈣占總渣質量百分數的 36%，氧化鎂占總渣質量百分數的20% 33%，三氧化二鋁占總渣質量百分數的5% 8%，二氧化硅占總渣質量百分數的8% 11%。由于鉻渣的毒性很大，土壤及地下水一旦受到六價鉻的污染，土壤不能耕作，地下水無法引用，如果不能采取專門的治理措施，這種污染幾十年無法消除，周圍的生態幾十年無法恢復。由此可知，鉻渣如不及時進行解毒處理，一旦污染了環境，特別是地下水和土壤， 其后果是非常嚴重的。在無還原劑時，重鉻酸鈉的水溶液含有劇毒的六價鉻離子，鉻渣露天堆放，受雨雪淋浸，所含的六價鉻被溶出滲入地下水或進入河流、湖泊中，污染環境，嚴重污染帶內水中六價鉻含量可高達每升數十毫克，超過飲用水標準若干倍。六價鉻、鉻化合物以及鉻化合物氣溶膠等，同時也能以多種形式危害人畜健康，因此鉻渣的堆存場必須采取鋪地防滲和加設棚罩。為了防止鉻渣的危害，通常的辦法是對其進行高溫處理，消除其毒性。另外在有還原劑的酸性條件下，或在有堿金屬硫化物、硫氫化物的堿性條件下，或在有硫、碳和碳化物存在的高溫、缺氧條件下，六價鉻都可還原為毒性較小的三價鉻。目前，鉻渣的利用主要有以下幾個方面①制燒結磚將鉻渣干燥、粉碎，按鉻渣粉40%和粘土 60%的比例混合配料，制成磚坯，入窯燒制。在高溫和強還原性環境中，六價鉻還原為不溶于水的三氧化二鉻，消除劇毒，所制得的磚材可達到建筑要求。②制高強鉻鋇磚將5份鉻渣和3份碳酸鋇渣混合加水40 %，在球磨機內濕磨。鉻渣中的六價鉻變成不溶于水的鉻酸鋇，一部分轉化成三價鉻；按3份鉻鋇渣漿和2份煤渣配料，經過碾壓和燜料，制成磚坯；然后經升溫、恒溫、降溫各2小時，在8個大氣壓力下進行壓蒸養護，制成鉻鋇磚。鉻渣中含較多氧化鎂，體積會膨脹，需要存放一段時間，體積穩定后使用。
③制鉻渣鑄石以30 %鉻渣、25 %硅酸鹽和45 %煤渣配料，再摻入3 5 %氧化鐵，經熔融澆鑄，結晶退火，制得抗壓強度為4800 5500千克力/厘米的高強度、耐磨損、 防腐蝕的鑄石。④制水泥用鉻渣、石灰石、粘土等原料按普通硅酸鹽水泥配料，可以燒制水泥熟料，用來制造水泥；利用碳還原后的鉻渣同高爐粒化渣、轉爐鋼渣和硅酸鹽水泥熟料，加入 5%左右石膏，也可制造少熟料鋼鐵渣水泥。此外，鉻渣還可代替鉻礦粉，作為玻璃的翠綠色著色劑；水淬鉻渣還可作為水泥混合材料、礦棉原料、耐熱膠凝材料、熔融水泥原料等。日本在除毒后的鉻渣中，加入硫酸亞鐵、氧化亞鐵等還原劑，制成可塑性凝固材料或作石膏板材填充料。雖然，上述這些利用都能一定程度的處理掉鉻渣，但是，由于鉻渣具有毒性，難以運輸，它的利用尚未打開局面；在對鉻渣進行處理時，只局限于消除其毒性并沒有充分利用其所含有的、有價值的元素；目前也沒有用鉻渣制備氫氧化鉻聯產鈣、鎂、鋁混合氯化物的方法的相關報道。
發明內容
本發明提供了一種用鉻渣制備氫氧化鉻聯產鈣、鎂、鋁混合氯化物的方法，該方法不僅工藝簡單，而且能有效處理廢渣的同時還能制得多種有價值的產品。為了達到上述的目的，本發明的技術方案為一種用鉻渣制備氫氧化鉻聯產鈣、鎂、鋁混合氯化物的方法，包括如下制備步驟步驟A、將鉻渣裝入盛有鹽酸的第一耐腐蝕反應器里充分攪拌，其中所述的鉻渣分別以折算好的三價鉻和六價鉻與鹽酸按照純質量比1 0.47進行酸解反應，反應得到氯化鉻和鈣、鎂、鋁混合氯化物的混合物I ；步驟B、將步驟A中所得混合物I用第一過濾器進行過濾；步驟C、將步驟B中過濾所得濾餅送去另行深加工；步驟D、將步驟B中過濾所得濾液送入到沉降罐，再往沉降罐中加入水，使氯化鉻水解形成鈣、鎂、鋁混合氯化物和氫氧化鉻沉淀的混合物II ；步驟E、將步驟D中所得混合物II用第二過濾器進行過濾；步驟F、將步驟E中所得濾餅依次用第一冷卻器、第一洗滌甩干機、第一干燥器、第一粉碎機進行冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到氫氧化鉻產品；步驟G、將步驟E中所得濾液為鈣、鎂、鋁混合氯化物10。較佳地，所述步驟C中所使用的鹽酸為體積百分比濃度為60% 75%的鹽酸溶液。本發明的反應原理為三價鉻的反應Cr203+6HCl= = = = = 2CrCl3+3H20CrCl3+3H20 = = = = = Cr (OH) 3+3HCl六價鉻的反應:2Cr03+12HCl= = = = = 2CrCl3+3Cl2+6H20CrCl3+3H20 = = = = = Cr (OH) 3+3HCl鈣、鎂、鋁的反應Ca0+2HC1 = = = = = CaCl2+H20
Mg0+2HC1 = = = = = MgCl2+H20A1203+3HC1 = = = = = A1C13+3H20本發明主要是先將鉻渣用鹽酸進行酸解后過濾，濾液再進行沉降，分離沉降液后， 濾餅經洗滌甩干、干燥粉碎后得到氫氧化鉻產品，濾液為鈣、鎂、鋁混合氯化物和濾液經過減壓蒸餾最后制得氯化錳產品；本發明既能干干凈凈的吞掉廢渣，減輕廢渣對環境的污染； 又能制得有價值的氫氧化鉻和鈣、鎂、鋁混合氯化物，不僅具有顯著的社會效益和經濟效益，而且工藝及生產設備簡單，是一種比較實際的處理和利用方法。
圖1是用鉻渣制備氫氧化鉻聯產鈣、鎂、鋁混合氯化物的方法的工藝流程圖；其中1-第一耐腐蝕反應器，2-第一過濾器，3-沉降罐，4-第二過濾器，5-第一冷卻器， 6-第一洗滌甩干機，7-第一干燥器，8-第一粉碎機，9-氫氧化鉻產品，10-鈣、鎂、鋁混合氯化物。具體的實施方式一種用鉻渣制備氫氧化鉻聯產鈣、鎂、鋁混合氯化物的方法，包括如下制備步驟步驟A、將鉻渣IOOOKg (其中，三價鉻為30Kg，六價鉻為10Kg，氧化鈣為300Kg，氧化鎂為250Kg，氧化鋁為60Kg)裝入盛有鹽酸的第一耐腐蝕反應器1里充分攪拌，其中所述的鉻渣分別以折算好的三價鉻和六價鉻與鹽酸按照純質量比1 0.47進行酸解反應，反應得到氯化鉻和鈣、鎂、鋁混合氯化物的混合物I ；鹽酸為體積百分比濃度為72%的鹽酸溶液；其中，鹽酸體積百分比濃度在60% 75%之間能取得較好產量。步驟B、將步驟A中所得混合物I用第一過濾器2進行過濾；步驟C、將步驟B中過濾所得濾餅送去另行深加工；步驟D、將步驟B中過濾所得濾液送入到沉降罐3，再往沉降罐3中加入水，使氯化鉻水解形成鈣、鎂、鋁混合氯化物和氫氧化鉻沉淀的混合物II ；步驟E、將步驟D中所得混合物II用第二過濾器4進行過濾；步驟F、將步驟E中所得濾餅依次用第一冷卻器5、第一洗滌甩干機6、第一干燥器 7、第一粉碎機8進行冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到15. 49Kg氫氧化鉻產品9， (其中三價鉻所產生的為13. 24Kg，六價鉻所產生的為2. 2IKg)；步驟G、將步驟E中所得濾液為402. 49Kg鈣、鎂、鋁混合氯化物產品10，(其中，氫氧化鈣為214. 65Kg，氫氧化鎂為153. 46Kg，氫氧化鋁為34. 38Kg)；上述實施例，只是本發明的較佳實施例，并非用來限制本發明實施范圍，故凡以本發明權利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括在本發明權利要求范圍之內。
權利要求
1.用鉻渣制備氫氧化鉻聯產鈣、鎂、鋁混合氯化物的方法，其特征在于，包括如下制備步驟步驟A、將鉻渣裝入盛有鹽酸的第一耐腐蝕反應器(1)里充分攪拌，其中所述的鉻渣分別以折算好的三價鉻和六價鉻與鹽酸按照純質量比1 0.47進行酸解反應，反應得到氯化鉻和鈣、鎂、鋁混合氯化物的混合物I ；步驟B、將步驟A中所得混合物I用第一過濾器( 進行過濾； 步驟C、將步驟B中過濾所得濾餅送去另行深加工；步驟D、將步驟B中過濾所得濾液送入到沉降罐(3)，再往沉降罐C3)中加入水，使氯化鉻水解形成鈣、鎂、鋁混合氯化物和氫氧化鉻沉淀的混合物II ；步驟E、將步驟D中所得混合物II用第二過濾器(4)進行過濾； 步驟F、將步驟E中所得濾餅依次用第一冷卻器(5)、第一洗滌甩干機(6)、第一干燥器 (7)、第一粉碎機(8)進行冷卻、洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到氫氧化鉻產品(9)； 步驟G、將步驟E中所得濾液為鈣、鎂、鋁混合氯化物(10)。
2.根據權利要求1所述用鉻渣制備氫氧化鉻聯產鈣、鎂、鋁混合氯化物的方法，其特征在于，所述步驟C中所使用的鹽酸為體積百分比濃度為60% 75%的鹽酸溶液。
全文摘要
本發明屬于鉻化合物制造企業中三廢治理和綜合利用的技術領域，特別是一種用鉻渣制備氫氧化鉻聯產鈣、鎂、鋁混合氯化物的方法；本發明主要是先將鉻渣用鹽酸進行酸解后過濾，濾液再進行沉降，分離沉降液后，濾液和濾餅分別進行深加工得到氫氧化鉻和鈣、鎂、鋁混合氯化物；本發明既能干干凈凈的吞掉廢渣，減輕廢渣對環境的污染；又能制得有價值的氫氧化鉻和鈣、鎂、鋁混合氯化物，不僅具有顯著的社會效益和經濟效益，而且工藝及生產設備簡單，是一種比較實際的處理和利用方法。
文檔編號C01G37/00GK102249326SQ20101059816
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