專利名稱：一種硫酸浸出處理鉻鐵礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及鉻鐵礦的加工技術(shù)，具體涉及硫酸浸出處理 鉻鐵礦的方法。
背景技術(shù)：
目前鉻鹽制備工藝多以鉻鐵礦為原料，采用鈣化焙燒工藝，不僅工藝流程長，而且 在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含有Cr6+的廢渣，而這種廢渣已被世界各國列為固體廢棄物治理的 重中之重。鉻鹽的主要生產(chǎn)工藝有以下幾種
(1)鉻鐵礦有鈣焙燒一純堿浸出一除雜一濃縮一酸化一脫硝一結(jié)晶一重鉻酸鈉一還 原一硫酸鉻溶液(不僅生產(chǎn)1噸重鉻酸鈉產(chǎn)生含有Cr6+的廢渣約2. 5噸，還產(chǎn)生大量的六價 鉻溶液，鉻回收率較低759Γ8290 ；
(2)鉻鐵礦無鈣焙燒一純堿浸出一除雜一濃縮一酸化一脫硝一結(jié)晶一重鉻酸鈉一還 原一硫酸鉻溶液(不僅生產(chǎn)1噸重鉻酸鈉產(chǎn)生含有Cr6+的廢渣為約1噸，還產(chǎn)生大量的六價 鉻溶液，鉻回收率較低70°/Γ82%)；
(3)鉻鐵礦熔鹽法浸出一除雜一濃縮一酸化一結(jié)晶一重鉻酸鈉一還原一硫酸鉻溶液 (未工業(yè)化生產(chǎn))。(4)常壓下鉻鐵礦硫酸浸出，尾渣主要成分為二氧化硅，且氧化劑和硫酸消耗量大 (未工業(yè)化生產(chǎn))。我國作為世界最大的生產(chǎn)國和消費國，其鉻鹽產(chǎn)量約占世界的三分之一，改進目 前堿法(有鈣焙燒)和硫酸浸出工藝，不僅可以從生產(chǎn)源頭上避免污染現(xiàn)象的發(fā)生，而且對 于鉻鹽行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前鉻鐵礦制備鉻鹽工藝存在的不足之處，本發(fā)明提供一種硫酸浸出處理鉻 鐵礦的方法，達到提高鉻收率、減少“三廢”排放、減少環(huán)境污染及降低生產(chǎn)成本的目的。本發(fā)明方法的工藝過程如下。將 鉻 鐵 礦 研 磨 成 粒 度 3 8 1 8 0
Mm的礦粉，向礦粉中加入質(zhì)量濃度為50% 85%的硫酸，硫酸加入量為礦粉質(zhì)量的0. 5
1. 5倍，攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為45 500轉(zhuǎn)/分鐘，加入氧化劑，氧化劑為鉻酸酐、氯酸鉀或過硫 酸銨，其加入量為礦粉質(zhì)量的0. 2% 7%，加熱，加熱溫度為120 190°C，控制反應壓力為 0. 2 1. 2MPa,反應時間為30 90min。上述工藝過程主要化學反應如下
Fe(CrO2)2 +4H2SO斗 WFeSO4 + Cr2(SO4)3 +4H20⑴
(Mg, Fe)C5 O4 + SH3SO4 ^FeSO4 + Cr2 (SO4)3 + MgSO4 + SH2 O⑵MgCi2O, +4H2S04 ^MgSO4 +Cr2(SO4)3 +4H20⑶
(Mg1Fe)7Si8O22 (OH)j +7H2S04 -^7FeSiQ 4 +7MgSQ +SiO2 4 +EH2O (4) 鉻酐溶解Fe (CrO2)2的主要方程式如下
SFe(CrO2)2 +SOH2SO4+ 2Cr03 ^SFe2(SO4)3 +TCr2(SO4)3+SOH2O (5) 氯酸鉀溶解Fe (CrO2)2的主要方程式如下
SFe(CrO2)2 + 27H3S04 + KCKXi — 3Fe2 (SO4)3 + 6Cr2 (SO4)3 + KCl + 27H30 (6) 過硫酸銨溶解Fe (CrO2)2的主要方程式如下
2Fe(Cr02)2 + SH2 SO4 + ('AW4 )3 SaO, -^fej (SO, \ + SCrj (SO4 )3 十(MHt)., SO, +SlaO (7)
反應完成后過濾，進行固液分離，濾渣成分主要為硅酸鐵和微量的二氧化硅，濾渣中鉻 的質(zhì)量含量低于0. 3%。濾液是硫酸鉻和硫酸鐵為主要成分的混合溶液。濾渣直接作為冶煉 硅鐵的原料。通過對濾液進行除鐵處理得到硫酸鉻溶液，進一步通過直接結(jié)晶的方法制備 硫酸鉻。所制備的硫酸鉻產(chǎn)品指標如表1所示，采用化學分析方法。本發(fā)明與已有技術(shù)相比較，最為顯著的特點為工藝流程短，無“三廢”排放。濾渣 不含有六價鉻，且濾渣重量少，僅為鉻鐵礦重量的10%左右，可以作為冶煉硅鐵的原料。
表1直接結(jié)晶制備的硫酸鉻指標
I tt術(shù)指標 鐘 iI CrA 孩30I水不溶物 (0. 01I復化物 《0.01I 實-0. 01I tt ^0, 0050. 01I +紳觀紫色晶體


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖2為實施例1濾渣的X射線衍射(XRD)曲線。
具體實施例方式實施例加工的鉻鐵礦的主要化學成分如表2所示。
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表2實施例加工的鉻鐵礦主要化學成分
權(quán)利要求
一種硫酸浸出處理鉻鐵礦的方法，其特征在于將鉻鐵礦研磨成礦粉，向礦粉中加入硫酸，攪拌，加入氧化劑，氧化劑為鉻酸酐、氯酸鉀或過硫酸銨，其加入量為礦粉質(zhì)量的0.2%～7%，加熱，加熱溫度為120～190℃，控制反應壓力為0.2～1.2MPa，反應時間為30～90min，反應完成后過濾，進行固液分離，濾渣直接作為冶煉硅鐵的原料，通過對濾液進行除鐵處理得到硫酸鉻溶液，進一步通過直接結(jié)晶的方法制備硫酸鉻。
2.按照權(quán)利要求1所述的硫酸浸出處理鉻鐵礦的方法，其特征在于將鉻鐵礦研磨成粒 度為38 180 m的礦粉。
3.按照權(quán)利要求1所述的硫酸浸出處理鉻鐵礦的方法，其特征在于向礦粉中加入質(zhì)量 濃度為50% 85%的硫酸，硫酸加入量為礦粉質(zhì)量的0. 5 1. 5倍。
4.按照權(quán)利要求1所述的硫酸浸出處理鉻鐵礦的方法，其特征在于攪拌轉(zhuǎn)速為45 500轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
一種硫酸浸出處理鉻鐵礦的方法，將鉻鐵礦研磨成礦粉，向礦粉中加入硫酸，攪拌，加入氧化劑，氧化劑為鉻酸酐、氯酸鉀或過硫酸銨，其加入量為礦粉質(zhì)量的0.2%～7%，加熱，加熱溫度為120～190℃，控制反應壓力為0.2～1.2MPa，反應時間為30～90min，反應完成后過濾，進行固液分離，濾渣直接作為冶煉硅鐵的原料，通過對濾液進行除鐵處理得到硫酸鉻溶液，進一步通過直接結(jié)晶的方法制備硫酸鉻。本發(fā)明與已有技術(shù)相比較，最為顯著的特點為工藝流程短，無“三廢”排放。濾渣不含有六價鉻，且濾渣重量少，僅為鉻鐵礦重量的10%左右，可以作為冶煉硅鐵的原料。
文檔編號C22B3/08GK101979679SQ20101051124
公開日2011年2月23日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者劉承軍, 史培陽, 姜茂發(fā) 申請人:東北大學