技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是鉻鐵酸溶生產(chǎn)鉻鹽和電鍍污泥鹽酸浸出液處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鹽酸體系中鉻和鐵的分離方法。

背景技術(shù)：

在鉻鐵酸溶生產(chǎn)鉻鹽和電鍍污泥鹽酸浸出液處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是碳素鉻鐵鹽酸浸出生產(chǎn)鉻鹽過程中，由于鉻和鐵元素化學(xué)性質(zhì)相近，具有吸附-共沉淀效應(yīng)，使得分離除鐵成為難題，目前已有的鹽酸介質(zhì)中鉻、鐵分離的方法主要有：（1）草酸亞鐵沉淀法，是利用草酸亞鐵溶度積低的原理，通過草酸亞鐵沉淀達(dá)到鉻、鐵分離的目的，但是此方法除鐵率只能達(dá)到98%左右，不能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并且除鐵率對草酸加入量、反應(yīng)溫度、溶液PH值等因素極其敏感，操作困難，鹽酸介質(zhì)比硫酸介質(zhì)更難實(shí)施。（2）氧化中和沉淀法，利用雙氧水等氧化劑把浸出液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺,然后加堿中和，通過控制PH=2～3，生成Fe(OH)₃沉淀，再經(jīng)過濾，達(dá)到鉻、鐵分離的目的。此方法除鐵率對反應(yīng)溫度、溶液PH值等因素極其敏感，PH值高除鐵率高，但是鉻的損失大，PH值低除鐵率低，不能達(dá)到除鐵效果，而產(chǎn)生的Fe(OH)₃膠體使之過濾非常困難，同時吸附鉻離子造成損失。（3）磷酸鹽除鐵法，中國專利號201310008212X，公開了一種鹽酸體系溶液中的鉻和鐵選擇性分離方法，以含鉻鐵電鍍污泥鹽酸浸出液為原料，先加堿調(diào)整溶液PH值為2.0左右，然后加入可溶性磷酸鹽，在最佳反應(yīng)溫度90℃條件下攪拌反應(yīng)2小時，生成磷酸鉻和氫氧化鉻的復(fù)合沉淀物，經(jīng)過濾分離鉻和鐵。此方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)鉻和鐵的分離，但是除鐵率只能達(dá)到98%左右，且鉻損失大，而較高的反應(yīng)溫度和較長的反應(yīng)時間定會導(dǎo)致成本的升高，最明顯的缺陷是沉鉻反應(yīng)對PH值比較敏感，稍有差錯就會產(chǎn)生膠體狀磷酸鉻和氫氧化鉻的復(fù)合沉淀物，使得過濾非常困難。（4）溶劑萃取法，有報道在鹽酸介質(zhì)中采用TBP萃鉻或P204萃鐵的方法分離鉻和鐵，但是這二種萃取劑均存在鉻和鐵共萃問題，分離效果不好，除鐵率低，鉻損失大。還有報道采用十二胺或十八胺作為萃取劑進(jìn)行萃取分離鉻和鐵的方法，此方法雖然除鐵率能達(dá)到99%，但是要求溶液PH值在2左右，存在鉻和鐵共萃問題，萃取過程中乳化現(xiàn)象嚴(yán)重，為了解決乳化問題，需要較高的溫度（80℃最佳），同時還需要加入氯化鈉等破乳劑，而鐵離子的反萃也較困難，目前這種方法尚停留在實(shí)驗室研究階段，還無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

綜上所述，本發(fā)明設(shè)計了一種新型的鹽酸體系中鉻和鐵的分離方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種鹽酸體系中鉻和鐵的分離方法，工藝簡單，易于操作，除鐵率高達(dá)99.95%以上。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種鹽酸體系中鉻和鐵的分離方法，其包括以下工藝步驟：1、鹽酸浸出碳素鉻鐵所得氯化鉻和氯化亞鐵混合溶液，先用雙氧水把Fe²⁺全部氧化成Fe³⁺,然后根據(jù)溶液中含鐵量，按照合適的相比，加入萃取劑進(jìn)行萃取，萃取后得到水相為氯化鉻溶液，有機(jī)相用水反萃取得到氯化鐵溶液和萃取劑，萃取劑循環(huán)使用；2、氯化鉻溶液采用直接結(jié)晶方法獲得氯化鉻晶體，也可以采用加堿中和沉淀方法制得氫氧化鉻，氫氧化鉻再經(jīng)高溫煅燒得到三氧化二鉻；3、氯化鐵溶液可以直接用做凈水劑，也可以采用加堿中和沉淀方法制得氫氧化鐵，氫氧化鐵再經(jīng)高溫煅燒得到氧化鐵紅顏料。

所述的步驟1中的鹽酸浸出碳素鉻鐵所得氯化鉻和氯化亞鐵混合溶液可替換為其它鉻鐵合金的鹽酸浸出液，還可以是含鉻和鐵的電鍍污泥鹽酸浸出液。

所述的步驟1中的萃取劑采用仲辛醇或者仲辛醇與N₂₃₅的混合體，以磺化煤油作為稀釋劑，優(yōu)選仲辛醇。

所述的步驟1中的萃取和反萃取在常溫下即可進(jìn)行，二相達(dá)到萃取平衡時間短，不產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，分相快。

所述的步驟1中的萃取劑循環(huán)使用，所得主副產(chǎn)品均不含Cr⁶⁺。

本發(fā)明的有益效果：與已有的從鉻和鐵的酸性混合液中除鐵的技術(shù)方法相比較，最為突出的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單，易于操作，除鐵率高達(dá)99.95%以上，鉻不共萃，鉻無損失，所得產(chǎn)品高質(zhì)量、低成本，萃取劑循環(huán)使用，無“三廢”排放，主副產(chǎn)品均不含Cr⁶⁺，符合國家鉻行業(yè)清潔生產(chǎn)政策，是典型的清潔生產(chǎn)新工藝，為鉻鹽行業(yè)的健康發(fā)展提供一條新的途徑。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來詳細(xì)說明本發(fā)明；

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

參照圖1，本具體實(shí)施方式采用以下技術(shù)方案：一種鹽酸體系中鉻和鐵的分離方法，其包括以下工藝步驟：1、鹽酸浸出碳素鉻鐵所得氯化鉻和氯化亞鐵混合溶液，先用雙氧水把Fe²⁺全部氧化成Fe³⁺,然后根據(jù)溶液中含鐵量，按照合適的相比，加入萃取劑進(jìn)行萃取，萃取后得到水相為氯化鉻溶液，有機(jī)相用水反萃取得到氯化鐵溶液和萃取劑，萃取劑循環(huán)使用；2、氯化鉻溶液采用直接結(jié)晶方法獲得氯化鉻晶體，也可以采用加堿中和沉淀方法制得氫氧化鉻，氫氧化鉻再經(jīng)高溫煅燒得到三氧化二鉻；3、氯化鐵溶液可以直接用做凈水劑，也可以采用加堿中和沉淀方法制得氫氧化鐵，氫氧化鐵再經(jīng)高溫煅燒得到氧化鐵紅顏料。

實(shí)施例1：以鹽酸浸出碳素鉻鐵所得的氯化鉻和氯化亞鐵混合液為原料，溶液中Cr³⁺濃度為120.6g/l，F(xiàn)e²⁺濃度為56.5g/l，依據(jù)Fe²⁺含量加入適量雙氧水，常溫下攪拌使Fe²⁺全部氧化成Fe³⁺,然后加入仲辛醇萃取劑進(jìn)行萃取，萃取相比O/A=2：1，經(jīng)三級逆流萃取，得到的水相氯化鉻溶液中Cr³⁺濃度為120.6g/l，F(xiàn)e²⁺濃度為0.005g/l，除鐵率99.99%，不萃鉻，氯化鉻溶液采用直接結(jié)晶方法獲得氯化鉻晶體，也可以采用加堿中和沉淀方法制得氫氧化鉻，氫氧化鉻再經(jīng)高溫煅燒得到三氧化二鉻；有機(jī)相用水反萃取得到萃取劑仲辛醇和氯化鐵溶液，反萃相比O/A=0.5：1，鐵的反萃率100%，萃取劑循環(huán)使用，氯化鐵溶液可以直接用做凈水劑，也可以采用加堿中和沉淀方法制得氫氧化鐵，氫氧化鐵再經(jīng)高溫煅燒得到氧化鐵紅顏料。

實(shí)施例2：以含鉻和鐵的電鍍污泥鹽酸浸出液為原料，溶液中Cr³⁺濃度為18g/l，F(xiàn)e²⁺濃度為12g/l，依據(jù)Fe²⁺含量加入適量雙氧水，常溫下攪拌使Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化成Fe³⁺,然后加入仲辛醇萃取劑進(jìn)行萃取，萃取相比O/A=1：1，經(jīng)二級逆流萃取，得到的水相氯化鉻溶液中Cr³⁺濃度為18g/l，F(xiàn)e2+濃度為0.002g/l，除鐵率99.98%，不萃鉻，氯化鉻溶液采用直接結(jié)晶方法獲得氯化鉻晶體，也可以采用加堿中和沉淀方法制得氫氧化鉻，氫氧化鉻再經(jīng)高溫煅燒得到三氧化二鉻；有機(jī)相用水反萃取得到萃取劑仲辛醇和氯化鐵溶液，反萃相比O/A=1：1，鐵的反萃率100%，萃取劑循環(huán)使用，氯化鐵溶液可以直接用做凈水劑，也可以采用加堿中和沉淀方法制得氫氧化鐵，氫氧化鐵再經(jīng)高溫煅燒得到氧化鐵紅顏料。

實(shí)施例3：以鹽酸浸出碳素鉻鐵所得的氯化鉻和氯化亞鐵混合溶液為原料，溶液中Cr³⁺濃度為118g/l，F(xiàn)e²⁺濃度為55.8g/l，依據(jù)Fe²⁺含量加入適量雙氧水，常溫下攪拌使Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化成Fe³⁺,然后加入萃取劑進(jìn)行萃取，萃取劑組成為N235與仲辛醇的混合體，磺化煤油為稀釋劑，萃取相比O/A=1：1，經(jīng)三級逆流萃取，得到的水相氯化鉻溶液中Cr³⁺濃度為118g/l，F(xiàn)e²⁺濃度為0.02g/l，除鐵率99.96%，不萃鉻，氯化鉻溶液采用直接結(jié)晶方法獲得氯化鉻晶體，也可以采用加堿中和沉淀方法制得氫氧化鉻，氫氧化鉻再經(jīng)高溫煅燒得到三氧化二鉻；有機(jī)相用水反萃取得到萃取劑仲辛醇和氯化鐵溶液，反萃相比O/A=1：1，鐵的反萃率100%，萃取劑循環(huán)使用，氯化鐵溶液可以直接用做凈水劑，也可以采用加堿中和沉淀方法制得氫氧化鐵，氫氧化鐵再經(jīng)高溫煅燒得到氧化鐵紅顏料。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。