碳素鉻鐵清潔節(jié)能綠色環(huán)保制造鉻化合物工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳素鉻鐵清潔節(jié)能綠色環(huán)保制造鉻化合物工藝，屬于冶金產(chǎn)品為原料制造鉻化合物、鐵系顏料、新材料、新能源的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國際經(jīng)濟(jì)一體化步伐加快，企業(yè)競爭日趨激烈，企業(yè)要在激烈的國際競爭中求得生存與發(fā)展，必須調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，加速淘汰落后產(chǎn)能，引導(dǎo)和推動(dòng)資源向優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)聚集，推動(dòng)我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。企業(yè)應(yīng)從全球視野加大研發(fā)投入，提聞自主創(chuàng)新能力，引進(jìn)聞新聞效科技，提聞?wù)w技術(shù)水平，綜合性多?；l(fā)展，增強(qiáng)市場競爭力。研發(fā)生產(chǎn)高科技新材料、新能源，環(huán)保節(jié)能的產(chǎn)品，滿足國際國內(nèi)對新產(chǎn)品新材料的需求。
[0003]原有的三價(jià)鉻鹽生產(chǎn)方法，采用還原劑將六價(jià)鉻鹽還原為三價(jià)鉻鹽。國內(nèi)外規(guī)?；鶅r(jià)鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)22家，其中中國12家，都是以鉻鐵礦為原料采用有鈣焙燒和無鈣焙燒方法經(jīng)高溫焙燒制取鉻酸鹽，焙燒法生產(chǎn)產(chǎn)生的煙塵氣體中含有有害六價(jià)鉻，產(chǎn)生大量的有毒鉻渣、廢水，對環(huán)境和人類產(chǎn)生很大的危害。世界鉻鹽生產(chǎn)國政府、科研機(jī)構(gòu)、院校、企業(yè)團(tuán)體、個(gè)人等部門都投入大量的人力、財(cái)力、物力致力于研發(fā)創(chuàng)新，欲尋求一種新工藝新方法替代原有的鉻鹽焙燒法。
[0004]前幾年由于國際市場對鉻鹽需求旺盛，鉻鹽市場一路高價(jià)位運(yùn)行，國內(nèi)鉻鹽產(chǎn)能從2008年的22.6萬噸迅速增加到目前的36萬噸，占國際市場的40%，國內(nèi)消費(fèi)量也達(dá)到全球的39%，中國成為鉻鹽生產(chǎn)、消費(fèi)和出口大國。然而，自2012年以來，受國際市場整體疲軟的影響，我國鉻鹽產(chǎn)品及電鍍產(chǎn)品、陶瓷、印染產(chǎn)品等出口嚴(yán)重受阻，出口量下行。與此同時(shí)，受國家宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控政策和環(huán)保嚴(yán)峻形勢的影響，鉻鹽下游企業(yè)紛紛停產(chǎn)、限產(chǎn)，國內(nèi)鉻鹽市場需求出現(xiàn)嚴(yán)重萎縮。
[0005]目前，我國鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)成本倒掛，虧損嚴(yán)重，工藝落后，洗牌待提速。專家指出，根據(jù)國內(nèi)外的需求和國際發(fā)展趨勢，必須依靠技術(shù)進(jìn)步，采用先進(jìn)清潔節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)新工藝新方法，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，推動(dòng)鉻鹽行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級，使鉻鹽行業(yè)早日走上科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、安全有保障的健康發(fā)展道路。
[0006]現(xiàn)在國內(nèi)外鉻鹽企業(yè)完全是采用有鈣或少鈣焙燒方法生產(chǎn)鉻酸鹽，產(chǎn)生大量鉻渣，處理成本高，處理難，嚴(yán)重制約企業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級。我國鼓勵(lì)的一些新工藝卻無法推廣應(yīng)用:1.中國科學(xué)院過程研究所發(fā)明的鉀系亞熔鹽液相氧化法因需反應(yīng)溫度高、鉀堿用量大、反應(yīng)容器制造難、成本高無法工業(yè)化應(yīng)用；2.由重慶民豐化工有限責(zé)任公司發(fā)明的“三廂催化氧化制備可溶性鉻酸鹽的工藝”，申請?zhí)?201110261747.9，公開號:CN102320661A，公開日:2012.01.18，世界上最大的高錳酸鉀生產(chǎn)企業(yè)重慶昌元化工發(fā)明的“一種連續(xù)液相氧化反應(yīng)塔生產(chǎn)鉻酸鹽的制備工藝”，申請?zhí)?201110035642.1，公開號:CN102139921A,公開日:2011.08.03，這些方法都需高溫高壓，生產(chǎn)中需要大量的堿，對容器要求極高，反應(yīng)容器造價(jià)高，生產(chǎn)過程中對容器損害大，同時(shí)容易產(chǎn)生安全隱患。由于生產(chǎn)成本高，只有單一產(chǎn)品鉻酸鈉，同時(shí)產(chǎn)生有毒鉻渣處理難，難以工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007]因此，急需一種綠色環(huán)保、清潔節(jié)能、先進(jìn)實(shí)用的鉻化物生產(chǎn)工藝和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于節(jié)約資源和能源，降低成本，以鉻鐵為原料生產(chǎn)出高品質(zhì)的鉻化合物及鐵系顏料，集約化多元化創(chuàng)新發(fā)展，形成高端產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)科技經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展。
[0009]本發(fā)明的目的是通過如下措施達(dá)到:
[0010]1.一種碳素鉻鐵清潔節(jié)能綠色環(huán)保制造鉻化合物工藝，其特征在于:將鉻鐵磨成細(xì)粉，放入反應(yīng)釜中，加酸溶解鉻鐵，加入特種物質(zhì)加溫反應(yīng)，制成產(chǎn)品，鉻化物:硫酸鉻、氯化鉻、氧化鉻、氫氧化鉻、鉻酸鹽，鐵系顏料:草酸亞鐵、氫氧化鐵、鐵藍(lán)、福美鐵，硅，碳，氫氣;
[0011]2.根據(jù)權(quán)利要求1中原料鉻鐵為高碳鉻鐵、中碳鉻鐵或低碳鉻鐵磨成50目以上細(xì)粉(或者取碳素鉻鐵冶煉熔融50目以上細(xì)粉)或鉻鐵礦或三價(jià)鉻化合物及混合物,放入反應(yīng)釜中，加入足量的鹽酸或硫酸，加溫15°C _120°C充分?jǐn)嚢瑁磻?yīng)溶解，使鉻鐵完全生成離子(Cr'Fe，溶液，收集氫氣，制得產(chǎn)品新能源氫氣；
[0012]3.根據(jù)權(quán)利要求2溶液中加入水使可溶物質(zhì)變?yōu)殡x子，含Cr3+、Fe2+溶液中沉淀物為Si，懸浮物為C，將溶液分別過濾，得濾液和濾渣，濾渣經(jīng)洗滌，分離，干燥，制得產(chǎn)品Si和C，產(chǎn)品Si再制取多晶硅和單晶硅，濾液為含Cr' Fe2+溶液；
[0013]4.根據(jù)權(quán)利要求3濾液中加入特種物質(zhì):堿及福美鈉、黃血鹽、赤血鹽、草酸中一種或兩種以上，使Fe2+完全沉淀為FeC2O、福美鐵、鐵藍(lán)，過濾、洗滌、干燥，制得產(chǎn)品FeC2O4、福美鐵、鐵藍(lán)，濾液為Cr3+溶液；
[0014]5.根據(jù)權(quán)利要求4中Cr3+溶液制取不同產(chǎn)品；
[0015](I).Cr3+溶液制取鉻鞣劑或三價(jià)鉻電鍍液；
[0016](2).Cr3+溶液蒸發(fā)、結(jié)晶、分離，干燥制得產(chǎn)品三價(jià)鉻鹽；
[0017](3).Cr3+溶液中加入碳酸鹽、碳酸氫鹽、氫氧化物、氨水，使Cr3+完全沉淀為Cr (OH)3，過濾、洗滌、結(jié)晶、干燥，制得產(chǎn)品氫氧化鉻，氫氧化鉻高溫煅燒制得產(chǎn)品三氧化二絡(luò)；
[0018](4).Cr3+溶液中加入特種反應(yīng)物質(zhì):過碳酸鹽(X2CO4)、過硫酸鹽(X2S2O8)、雙氧水(H2O2)、氧氣(O2)、過氧化鹽(X2O2)、高錳酸鹽(XMnO4)、次氯酸鹽(XC1)、碳酸鹽(X2CO3)JjE(XOH)，攪拌加熱氧化反應(yīng)，使溶液中Cr3+氧化為Cr6+，制得鉻酸鹽溶液(CrO42)或重鉻酸鹽溶液 Cr2O72 ；
[0019]A.將鉻酸鹽溶液(CrO42 )或重鉻酸鹽溶液(Cr2O72 )，蒸發(fā)結(jié)晶，分離，干燥，制得產(chǎn)品鉻酸鹽或重鉻酸鹽；
[0020]B.鉻酸鹽溶液(CrO42)中加入酸酸化(硫酸法、碳化法、電解法)使鉻酸鹽溶液(CrO42)完全生成重鉻酸鹽溶液(Cr2O72),蒸發(fā)結(jié)晶、分離、干燥，制得產(chǎn)品重鉻酸鹽；
[0021]6，根據(jù)權(quán)利要求3濾液Fe' Cr3+溶液中或權(quán)利要求4溶液中，加入特種反映物質(zhì):過碳酸鹽(X2CO4)、過硫酸鹽(X2S2O8)、雙氧水(H2O2)、氧氣(O2)、過氧化鹽(X2O2)、高錳酸鹽(XMnO4)、次氯酸鹽(XC1)、碳酸鹽(X2CO3)、堿(XOH)，攪拌加熱氧化反應(yīng)，使溶液中Cr3+氧化為Cr6+，制得鉻酸鹽溶液(CrO42 )或重鉻酸鹽溶液Cr2O72，使溶液中Fe2+完全沉淀為Fe (OH)3 ；
[0022](I).將鉻酸鹽溶液(CrO42 )或重鉻酸鹽溶液(Cr2O72 )，蒸發(fā)結(jié)晶，分離，干燥，制得產(chǎn)品鉻酸鹽或重鉻酸鹽；
[0023](2).鉻酸鹽溶液(CrO42 )中加入酸酸化(硫酸法、碳化法、電解法)使鉻酸鹽溶液(CrO42)完全生成重鉻酸鹽溶液(Cr2O72),蒸發(fā)結(jié)晶、分離、干燥，制得產(chǎn)品重鉻酸鹽；
[0024](3).含六價(jià)鉻 Fe (OH)3 中加入酸，再加入還原劑 FeS04、Na2SO3, NaHSO3, Na2S205、Na2S使Cr6+