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 本發明屬于無機鹽工業生產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鉻鹽是無機鹽工業的一個十分重要的組成部分，是國民經濟中不可缺少的工業部門，它涉及到顏料、鞣革、醫藥、輕紡等許多工業部門，工業品的百分之二十強與鉻酸鹽有關，鉻鹽的生產在我國現代國民經濟中占有非常重要的地位。但由于現有的純堿焙燒法生產鉻酸鹽工藝產生的大量工業廢水和廢渣對環境污染嚴重。因此，鉻酸鹽的清潔化生產工藝研究在國內、外一直受到高度重視。而含鉻鋁泥是以鉻鐵礦為原料生產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，且其中絕大部分的鉻以劇毒的六價鉻的形式存在，對周邊生態環境造成嚴重危害，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，也無法實現鉻鹽的清潔化生產。本發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氫氧化鋁，實現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物一含鉻鋁泥，以膠體狀態存在，采用攪拌洗滌等常規的分離方法無法實現鋁和鉻的有效分離，因此，在我國鉻酸鹽工業生產上，通常對含鉻鋁泥進行焙燒處理，破壞其膠體結構，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。研究發現，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，采用常規的液固分離設備便可實現鋁、鉻的有效分離。除鉻后得到含硅、鐵以及少量三價鉻等雜質的除鉻鋁泥仍以膠體狀態存在。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，鋁泥中的含鋁物質進入溶液相，少量的硅、鐵和三價鉻等雜質則進入渣相，而這種殘渣又可返回鉻鹽生產流程進行配料燒結，進一步回收其中的三價鉻，從而形成鉻的閉路循環，完全消除鉻對環境的不利影響。
除鉻鋁泥在鋁酸鈉母液中經漿化、溶出、液固分離、晶種分解和過濾后便可生產出達到國家一級品標準的氫氧化鋁產品，過濾分離氫氧化鋁產品后得到的鋁酸鈉溶液經蒸發濃縮后循環處理下一批鋁泥。
本發明采取的技術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。解膠漿液然后經液固分離，所得含六價鉻的濾液經蒸發濃縮后返回鉻鹽生產流程，濾餅進行反向洗滌2～3次，以獲得除鉻鋁泥，實現鋁和鉻的有效分離，洗液循環處理下一批含鉻鋁泥。所得除鉻鋁泥經漿化處理，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品的化學質量，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洗凈后返回鉻鹽生產流程，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中的晶種分解過程，分解后獲得的氫氧化鋁漿液經液固分離、洗滌后即可獲得符合國家一級品標準的氫氧化鋁產品，而液相(Al2O3濃度為40～80g/L，苛性分子比為3.0左右)經蒸發濃縮后循環處理下一批鋁泥。
本發明能經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；同時能經濟地提取出鋁泥中有價金屬鋁，生產出合格的氫氧化鋁產品；此外，除鉻鋁泥溶出渣中的三價鉻化合物也能回收利用。從而實現資源的綜合利用，并能有效保護環境。
圖1為本發明的工藝流程圖。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，溶出漿液經沉降分離，得到的上清液(粗液)經過葉濾，然后進行晶種分解以析出氫氧化鋁，氫氧化鋁漿液經過濾、洗滌后獲得符合國家一級品標準的氫氧化鋁產品，濾餅即除鉻鋁泥溶出渣經洗滌后返回鉻鹽生產流程，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，溶出漿液經沉降分離，得到的上清液(粗液)經過葉濾，然后進行晶種分解以析出氫氧化鋁，氫氧化鋁漿液經過濾、洗滌后獲得符合國家一級品標準的氫氧化鋁產品，濾餅即除鉻鋁泥溶出渣經洗滌后返回鉻鹽生產流程，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，溶出漿液經沉降分離，得到的上清液(粗液)經過葉濾，然后進行晶種分解以析出氫氧化鋁，氫氧化鋁漿液經過濾、洗滌后獲得符合國家一級品標準的氫氧化鋁產品，濾餅即除鉻鋁泥溶出渣經洗滌后返回鉻鹽生產流程，回收其中的三價鉻化合物。
權利要求
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，經蒸發濃縮后返回鉻鹽生產流程，濾餅進行反向洗滌2～3次獲得除鉻鋁泥，洗液循環處理下一批含鉻鋁泥；所得除鉻鋁泥經漿化處理，控制粒度-100目粒子大于95％，同時，加入工業級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洗凈后返回鉻鹽生產流程，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液固分離、洗滌后獲得氫氧化鋁產品，液相經蒸發濃縮后循環利用。
2.根據權利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.根據權利1所述的工藝，其特征在于所述的工業級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，經蒸發濃縮返回鉻鹽生產流程，濾餅進行反向洗滌2～3次獲得除鉻鋁泥；除鉻鋁泥在蒸發母液中漿化，控制粒度－100目粒子大于95％，同時加入工業級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 優先權日2006年4月26日
發明者李小斌, 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