本發(fā)明公開了一種碳素鉻鐵高溫純堿熔融液相氧化法生產(chǎn)鉻酸鈉的工藝方法。包括以下工藝步驟：將碳素鉻鐵粉碎加熱烘干后備用，將加熱的熔融液相純堿轉(zhuǎn)入預(yù)熱的立式氧化爐內(nèi)，勻量向氧化爐內(nèi)加入碳素鉻鐵粉并通入純氧進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)溫度保持在1000?1300℃，反應(yīng)后生成無水鉻酸鈉和氧化鐵；主反應(yīng)方程式為：4CrFe+4Na2CO3+XO2=4Na2CrO4+Y（FeO.Fe3O4）+4CO2；經(jīng)冷卻分離后將固體鉻酸鈉水浸、過濾殘?jiān)⒍趸碱A(yù)碳化除雜后溶液直接作為鉻系化工原料使用，或者濃縮結(jié)晶生產(chǎn)四水鉻酸鈉或無水鉻酸鈉，或深度碳化生產(chǎn)重鉻酸鈉。本發(fā)明從根本上改變了原鉻鹽生產(chǎn)工藝路線，縮短了生產(chǎn)工藝流程，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)制造成本，節(jié)能環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是鉻鹽的生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳素鉻鐵高溫純堿熔融液相氧化法生產(chǎn)鉻酸鈉的工藝方法。

背景技術(shù)

工業(yè)化生產(chǎn)鉻酸鈉普遍采用“有鈣焙燒”和“無鈣焙燒”二種工藝，“有鈣焙燒”即鉻鐵礦同堿(純堿、氫氧化鈉)及含鈣填料(白云石、石灰石等)進(jìn)行高溫氧化焙燒，三價(jià)鉻Cr3+氧化為六價(jià)鉻Cr6+，生成可溶性鉻酸鈉。而“無鈣焙燒”只用不含鈣的返渣作填料，產(chǎn)渣量較“有鈣焙燒”降低70%，渣中Cr6+的含量降低90%，環(huán)境污染問題仍然沒有得到徹底解決，但此方法氧化焙燒過程鉻的轉(zhuǎn)化率較低，后續(xù)工藝與“有鈣焙燒”完全相同。雖后期工藝調(diào)整通入純氧或富氧，使轉(zhuǎn)化得以提升，但此種方法仍存在工藝流程長(zhǎng)、能耗高、氧化焙燒產(chǎn)生含Cr6+的有毒鉻渣，污染環(huán)境，治理費(fèi)用高等問題，已為國(guó)家環(huán)保管控的重點(diǎn)。近期國(guó)內(nèi)廠家加大研發(fā)力度相繼推出新的工藝，主要推出有低溫亞熔鹽氧化法及堿溶水熱氧化法兩大路徑，亞熔鹽氧化法采用鉻礦與亞熔鹽在釜或塔內(nèi)通入純氧或富氧氧化制取鉻酸鈉，該方法雖反應(yīng)溫度較低但反應(yīng)過程體系需大量堿循環(huán)參與，后期鉻酸鈉與堿的分離及雜質(zhì)去除較為繁瑣復(fù)雜。堿溶水熱氧化法采用碳素鉻鐵為原料，利用碳素鉻鐵的氧化放熱維持反應(yīng)溫度并在水熱狀態(tài)下通入高密度純氧使反應(yīng)條件（溫度）降低，但高壓操作給工藝及設(shè)備制造維護(hù)提出較高要求，前期設(shè)備投入較大。

本發(fā)明以碳素鉻鐵為原料，碳素鉻鐵是由鉻鐵礦與碳在電弧爐中還原制得，該工藝成熟，流程短，并且沒有Cr6+產(chǎn)生，鉻鐵冶煉使鉻鐵成分有效富集，相比原鉻酸鈉生產(chǎn)工藝此方法使原料及過程處理量大幅降低，加之本發(fā)明以消化鉻礦冶煉中產(chǎn)出的低值爐料鉻鐵粉渣為主，故成本較低，即經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。本發(fā)明液相氧化反應(yīng)溫度條件較高，但因碳素鉻鐵氧化為強(qiáng)放熱，在液相介質(zhì)下傳熱、熱利用率又較高，故對(duì)能源需求較少。氧化過程中可使鉻鐵的部分雜質(zhì)（硅、鋁）轉(zhuǎn)入渣相，減少雜質(zhì)耗堿，終點(diǎn)以鉻充分氧化及堿的充分利用為判定，堿利用率較高。本發(fā)明簡(jiǎn)化了鉻酸鈉的生產(chǎn)工藝，能源及動(dòng)力消耗大幅降低，渣相富集鐵無Cr6+，符合國(guó)家環(huán)保要求并是冶煉還原鐵的原料，綜合考慮資源得到充分利用。碳素鉻鐵原料也可通過進(jìn)口(相當(dāng)于進(jìn)口能源)獲得。

鉻鹽行業(yè)要想健康發(fā)展，急需清潔生產(chǎn)、能耗低、轉(zhuǎn)化高、資源可充分利用的新工藝及開發(fā)應(yīng)用。綜上所述，設(shè)計(jì)一種碳素鉻鐵高溫純堿熔融液相氧化法生產(chǎn)鉻酸鈉的工藝方法尤為必要。

發(fā)明內(nèi)容