專利名稱：一種綜合處理含鉻鋁泥回收鉻和鋁的工藝的制作方法
專利說明一種綜合處理含鉻鋁泥回收鉻和鋁的工藝 本發(fā)明屬于無機鹽工業(yè)生產(chǎn)中從含鉻鋁泥中回收鉻和鋁的一種工藝。以鉻鐵礦為原料生產(chǎn)鉻鹽是無機鹽工業(yè)的一個十分重要的組成部分，是國民經(jīng)濟中不可缺少的工業(yè)部門，它涉及到顏料、鞣革、醫(yī)藥、輕紡等許多工業(yè)部門，工業(yè)品的百分之二十強與鉻酸鹽有關，鉻鹽的生產(chǎn)在我國現(xiàn)代國民經(jīng)濟中占有非常重要的地位。但由于現(xiàn)有的純堿焙燒法生產(chǎn)鉻酸鹽工藝產(chǎn)生的大量工業(yè)廢水和廢渣對環(huán)境污染嚴重。因此，鉻酸鹽的清潔化生產(chǎn)工藝研究在國內(nèi)、外一直受到高度重視。而含鉻鋁泥是以鉻鐵礦為原料生產(chǎn)鉻鹽過程中的重要廢渣之一，它是鉻酸鈉堿性溶液(主要成分Na2Cr2O7.2H2O280～350g/L，NaAl(OH)42～10g/L，Na2CO315～25g/L)加重鉻酸鈉母液或硫酸、磷酸等中和除鋁過程中的主要產(chǎn)物，其中主要含有20％左右的鋁(以Al2O3計)和30％左右的鉻(以Cr2O3計)以及硅和鐵等其它一些雜質(zhì)，且其中絕大部分的鉻以劇毒的六價鉻的形式存在，對周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害，在排放之前必須加以無害化處理。
目前，主要的處理方法是焙燒含鉻鋁泥，然后水浸，回收其中大部分的鉻，而把富鋁殘渣丟棄。該方法不僅能耗高，而且其中的鋁不能回收，資源得不到充分利用，也無法實現(xiàn)鉻鹽的清潔化生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是從含鉻鋁泥中回收鉻的同時，提取其中的有價金屬鋁生產(chǎn)氫氧化鋁，實現(xiàn)含鉻鋁泥的綜合利用。
鉻酸鈉堿性液加硫酸、硫酸氫鈉或磷酸等酸性液中和除鋁得到的反應產(chǎn)物一含鉻鋁泥，以膠體狀態(tài)存在，采用攪拌洗滌等常規(guī)的分離方法無法實現(xiàn)鋁和鉻的有效分離，因此，在我國鉻酸鹽工業(yè)生產(chǎn)上，通常對含鉻鋁泥進行焙燒處理，破壞其膠體結(jié)構(gòu)，利用鉻酸鈉易溶于水的特點，在水中浸出焙燒渣，從而達到鋁、鉻分離的目的。研究發(fā)現(xiàn)，通過在含鉻鋁泥(含水率約70％)中加入適量的水或含六價鉻的洗液，并控制合適的液固比，在漿液的沸點以下攪拌一定時間，采用常規(guī)的液固分離設備便可實現(xiàn)鋁、鉻的有效分離。除鉻后得到含硅、鐵以及少量三價鉻等雜質(zhì)的除鉻鋁泥仍以膠體狀態(tài)存在。該鋁泥漿化后，在較低溫度下，在苛性分子比(鋁酸鈉溶液中Na2O和Al2O3的分子比，下同)為3.0左右的鋁酸鈉溶液中即可使其中的鋁充分溶出，此時，鋁泥中的含鋁物質(zhì)進入溶液相，少量的硅、鐵和三價鉻等雜質(zhì)則進入渣相，而這種殘渣又可返回鉻鹽生產(chǎn)流程進行配料燒結(jié)，進一步回收其中的三價鉻，從而形成鉻的閉路循環(huán)，完全消除鉻對環(huán)境的不利影響。
除鉻鋁泥在鋁酸鈉母液中經(jīng)漿化、溶出、液固分離、晶種分解和過濾后便可生產(chǎn)出達到國家一級品標準的氫氧化鋁產(chǎn)品，過濾分離氫氧化鋁產(chǎn)品后得到的鋁酸鈉溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后循環(huán)處理下一批鋁泥。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是在含鉻鋁泥中加入含六價鉻的洗液，控制其液固比為3～10，溫度為40～100℃之間，攪拌速度為50～200rpm，解膠時間控制在0.5～8小時，在此條件下對含鉻鋁泥進行解膠。解膠漿液然后經(jīng)液固分離，所得含六價鉻的濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后返回鉻鹽生產(chǎn)流程，濾餅進行反向洗滌2～3次，以獲得除鉻鋁泥，實現(xiàn)鋁和鉻的有效分離，洗液循環(huán)處理下一批含鉻鋁泥。所得除鉻鋁泥經(jīng)漿化處理，控制粒度-100目粒子大于95％，同時，為了消除六價鉻在流程中的積累、改善溶出渣的沉降性能和保證產(chǎn)品的化學質(zhì)量，在除鉻鋁泥漿化時加入還原劑硫化堿(Na2S)，使六價鉻還原成三價鉻。漿制液在80～150℃溫度下保溫溶出10～60分鐘，然后在溶出漿液中加入絮凝劑聚丙烯酰銨、聚丙烯酰鈉、聚丙烯酸，聚丙烯酸鈉等，加入量為干渣量的0.5‰添加，采用高效沉降槽進行液固分離，分離所得的少量含硅、鐵以及三價鉻化合物的殘渣經(jīng)洗凈后返回鉻鹽生產(chǎn)流程，以回收其中的三價鉻；而沉降分離所得的含有較高氧化鋁濃度(Al2O380～160g/L)的鋁酸鈉溶液進行晶種分解，晶種分解操作同拜耳法氧化鋁生產(chǎn)中的晶種分解過程，分解后獲得的氫氧化鋁漿液經(jīng)液固分離、洗滌后即可獲得符合國家一級品標準的氫氧化鋁產(chǎn)品，而液相(Al2O3濃度為40～80g/L，苛性分子比為3.0左右)經(jīng)蒸發(fā)濃縮后循環(huán)處理下一批鋁泥。
本發(fā)明能經(jīng)濟地回收含鉻鋁泥中的六價鉻，鋁泥中帶損以Na2Cr2O7.2H2O計可控制在1％以下；同時能經(jīng)濟地提取出鋁泥中有價金屬鋁，生產(chǎn)出合格的氫氧化鋁產(chǎn)品；此外，除鉻鋁泥溶出渣中的三價鉻化合物也能回收利用。從而實現(xiàn)資源的綜合利用，并能有效保護環(huán)境。

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。實施方式1
在含水率約為70％的含鉻鋁泥中加入一定量的除鉻洗液，控制其液圍比為9.0，在90℃下攪拌0.5小時后進行液固分離，所得液相中鉻的濃度(以Na2Cr2O7.2H2O計，下同)為80g/L，固相除鉻鋁泥(含水率約為70％)中鉻的帶損為0.2％(以Na2Cr2O7.2H2O計，下同)，鋁(以Al(OH)3計)的含量為25％；然后，在除鉻鋁泥漿化的同時加入工業(yè)級硫化堿，加入量為1.2kg/m3漿液，所得漿制液在苛性分子比為3.4的鋁酸鈉溶液中溶出，溶出溫度為150℃，溶出時間為10分鐘，溶出漿液經(jīng)沉降分離，得到的上清液(粗液)經(jīng)過葉濾，然后進行晶種分解以析出氫氧化鋁，氫氧化鋁漿液經(jīng)過濾、洗滌后獲得符合國家一級品標準的氫氧化鋁產(chǎn)品，濾餅即除鉻鋁泥溶出渣經(jīng)洗滌后返回鉻鹽生產(chǎn)流程，回收其中的三價鉻化合物。
實施方式2在含水率約為70％的含鉻鋁泥中加入一定量的除鉻洗液，控制其液固比為5.0，在70℃下攪拌4小時后進行液固分離，所得液相中鉻濃度(以Na2Cr2O7.2H2O計)為100g/L，固相鋁泥(含水率約為70％)中鉻的帶損為0.5％，鋁(以Al(OH)3計)的含量為23％；然后，在除鉻鋁泥漿化的同時加入工業(yè)級硫化堿，加入量為3kg/m3漿液，所得漿制液在苛性分子比為3.0的鋁酸鈉溶液中溶出，溶出溫度為120℃，溶出時間為30分鐘，溶出漿液經(jīng)沉降分離，得到的上清液(粗液)經(jīng)過葉濾，然后進行晶種分解以析出氫氧化鋁，氫氧化鋁漿液經(jīng)過濾、洗滌后獲得符合國家一級品標準的氫氧化鋁產(chǎn)品，濾餅即除鉻鋁泥溶出渣經(jīng)洗滌后返回鉻鹽生產(chǎn)流程，回收其中的三價鉻化合物。
實施方式3在含水率約為70％的含鉻鋁泥中加入一定量的除鉻洗液，控制其液固比為3.0，在50℃下攪拌6小時后進行液固分離，所得液相中鉻濃度(以Na2Cr2O7.2H2O計)為120g/L，固相鋁泥(含水率約為70％)中鉻的帶損為1.0％，鋁(以Al(OH)3計)的含量為18％；然后，在除鉻鋁泥漿化的同時加入工業(yè)級硫化堿，加入量為6kg/m3漿液，所得漿制液在苛性分子比為2.8的鋁酸鈉溶液中溶出，溶出溫度為80℃，溶出時間為60分鐘，溶出漿液經(jīng)沉降分離，得到的上清液(粗液)經(jīng)過葉濾，然后進行晶種分解以析出氫氧化鋁，氫氧化鋁漿液經(jīng)過濾、洗滌后獲得符合國家一級品標準的氫氧化鋁產(chǎn)品，濾餅即除鉻鋁泥溶出渣經(jīng)洗滌后返回鉻鹽生產(chǎn)流程，回收其中的三價鉻化合物。
權(quán)利要求
1.一種綜合處理含鉻鋁泥回收鉻和鋁的工藝，其特征是在含鉻鋁泥中加入含六價鉻的洗液，控制其液固比為3～10，溫度為40～100℃，攪拌速度為50～200rpm，對含鉻鋁泥進行解膠，解膠時間控制在0.5～8小時；將解膠漿液液固分離，得到含六價鉻的濾液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮后返回鉻鹽生產(chǎn)流程，濾餅進行反向洗滌2～3次獲得除鉻鋁泥，洗液循環(huán)處理下一批含鉻鋁泥；所得除鉻鋁泥經(jīng)漿化處理，控制粒度-100目粒子大于95％，同時，加入工業(yè)級Na2S，漿制液在80～150℃溫度下保溫溶出10～60分鐘，再在溶出漿液中加入絮凝劑，采用高效沉降槽進行液固分離，分離所得的少量含硅、鐵以及三價鉻化合物的殘渣經(jīng)洗凈后返回鉻鹽生產(chǎn)流程，回收其中的三價鉻；而沉降分離所得的含有A12O3濃度為80～160g/L的鋁酸鈉溶液用拜耳法進行晶種分解，分解后獲得的氫氧化鋁漿液經(jīng)液固分離、洗滌后獲得氫氧化鋁產(chǎn)品，液相經(jīng)蒸發(fā)濃縮后循環(huán)利用。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的工藝，其特征在于在除鉻鋁泥溶出漿液的液固分離過程中，所述的絮凝劑為聚丙烯酰銨、聚丙烯酰鈉或聚丙烯酸鈉，添加量為干渣量的0.5‰。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的工藝，其特征在于所述的工業(yè)級Na2S加入量為1～6kg/m3漿液。
全文摘要
一種從含鉻鋁泥中回收鉻和鋁的工藝，本發(fā)明在含鉻鋁泥中加入含六價鉻的洗液，控制液固比對含鉻鋁泥解膠，將解膠漿液液固分離，得到含六價鉻的濾液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮返回鉻鹽生產(chǎn)流程，濾餅進行反向洗滌2～3次獲得除鉻鋁泥；除鉻鋁泥在蒸發(fā)母液中漿化，控制粒度－100目粒子大于95％，同時加入工業(yè)級Na
文檔編號C22B3/20GK101063184SQ200610031559
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者李小斌, 周秋生, 彭志宏, 劉桂華, 韓登侖, 張忠元, 楊昆山 申請人:中南大學