1.本發(fā)明涉及有色金屬濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種濕法高效分離鉻鐵的方法。

背景技術(shù)：

2.鉻及其化合物在合金、電鍍、印染、皮革制造及某些尖端技術(shù)領(lǐng)域具有重要應(yīng)用，而我國(guó)鉻礦資源貧乏，鉻對(duì)外依存度高達(dá)95％，資源缺口很大，從高碳鉻鐵、含鉻電鍍污泥等二次資源中回收鉻具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3.在酸性溶液中，由于鉻、鐵性質(zhì)相近，傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)鉻鐵的經(jīng)濟(jì)高效分離，如磷酸鹽沉淀法，存在鉻、鐵分離不徹底，成本較高等問(wèn)題；萃取法易造成鉻共萃損失、鐵鉻分離不徹底等問(wèn)題；黃鐵礬法、針鐵礦法操作條件要求高，同時(shí)部分鉻損失在鐵沉淀物中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)鐵渣的無(wú)害化；莫爾鹽結(jié)晶法分離鉻、鐵存在生產(chǎn)成本高、環(huán)保要求高等缺陷；草酸鹽沉淀亞鐵法草酸用量大，同時(shí)對(duì)后續(xù)鉻的分離工藝造成影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明的目的是提供一種從含鉻、鐵溶液中分離鉻鐵的方法，實(shí)現(xiàn)鉻、鐵的資源化利用。本方法流程短，操作簡(jiǎn)單，沉鐵劑(即有機(jī)絡(luò)合劑)可循環(huán)利用，生產(chǎn)成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

5.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種從含鉻、鐵溶液中分離鉻鐵的方法，所述含鉻、鐵溶液為硫酸體系中含有cr

3+

、fe

2+

/fe

3+

的溶液，所述方法包括以下步驟：

6.(1)調(diào)整含鉻、鐵溶液的ph值；

7.(2)向步驟(1)的溶液中加入氧化劑，以使鐵全部氧化為三價(jià)鐵，鉻保持三價(jià)狀態(tài)；

8.(3)向步驟(2)的溶液中加入有機(jī)絡(luò)合劑，所述有機(jī)絡(luò)合物與溶液中的三價(jià)鐵形成不溶于水的絡(luò)合物析出，而三價(jià)鉻仍留在溶液中，其中，所述有機(jī)物含有羥基并具有如下結(jié)構(gòu)：

9.(4)將步驟(3)的溶液進(jìn)行固液分離后，得到除鐵后的含鉻溶液和含鐵沉淀物；

10.(5)向含鐵沉淀物中加入堿液轉(zhuǎn)型，固液分離后得到氫氧化鐵以及可回收再利用的有機(jī)絡(luò)合物濾液。

11.優(yōu)選地，所述的含鉻、鐵溶液中鉻含量為1～20g/l，鐵含量為0.1～10g/l。

12.優(yōu)選地，調(diào)整含鉻、鐵溶液的ph范圍為1.5-2.5。

13.優(yōu)選地，向含鉻、鐵的溶液中加入的氧化劑為雙氧水、過(guò)硫酸銨、氯酸鈉或次氯酸鈉中的一種或幾種的組合。

14.優(yōu)選地，加入的有機(jī)絡(luò)合劑包括有機(jī)酸或者對(duì)應(yīng)的鹽的一種或幾種的混合物，其中，鹽包括鈉鹽、鉀鹽、銨鹽中的一種或多種。

15.優(yōu)選地，有機(jī)絡(luò)合劑用量按鐵離子：有機(jī)絡(luò)合劑摩爾比＝(1.33-1.6):1的比例添

加。

16.優(yōu)選地，加入有機(jī)絡(luò)合劑后加入一定量的酸/堿保持反應(yīng)平衡ph范圍為2.0-2.5。

17.優(yōu)選地，有機(jī)絡(luò)合劑與三價(jià)鐵的反應(yīng)溫度在15～50℃，反應(yīng)時(shí)間為10～40min，陳化時(shí)間為20min～60min。

18.優(yōu)選地，含鐵沉淀物堿液轉(zhuǎn)型所用的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或氨水中的一種或者幾種的組合，堿用量為鐵全部轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵理論所需堿量的1.5～3倍。

19.優(yōu)選地，含鐵沉淀物加入堿液轉(zhuǎn)型反應(yīng)所需溫度為20～80℃。

20.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果為：

21.本發(fā)明利用有機(jī)絡(luò)合劑在一定的ph條件下可以選擇性地與三價(jià)鐵形成疏水性螯合物，從而實(shí)現(xiàn)鐵的選擇性沉淀，達(dá)到分離鉻鐵的目的。除鐵后液中鐵含量小于40ppm，鉻損失小于1％，有機(jī)絡(luò)合劑回收率大于95％。該方法的優(yōu)點(diǎn)有：實(shí)現(xiàn)了鉻鐵的高效分離；鉻、鐵的資源化利用，流程短，操作簡(jiǎn)單，絡(luò)合劑可循環(huán)利用，生產(chǎn)成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

22.圖1為本發(fā)明提出的一種從含鉻、鐵溶液中分離鉻鐵的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

23.下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

24.實(shí)施例1

25.將含cr

3+

5g/l，fe

2+

1g/l的溶液用酸或堿調(diào)整ph值為2.25；加入適量雙氧水，使亞鐵全部氧化為三價(jià)鐵；按鐵離子：有機(jī)絡(luò)合劑摩爾比＝1.6的量加入有機(jī)絡(luò)合劑，加入適量碳酸鈉保持反應(yīng)平衡ph為2.5，在溫度為25℃條件下反應(yīng)20min，陳化40min后固液分離得到含鐵沉淀物和含鉻濾液。

26.含鉻濾液中鐵含量為25ppm，鉻損失率為0.6％，加入適量碳酸鈉生成氫氧化鉻中間產(chǎn)品，尾水可達(dá)標(biāo)排放或部分回用。

27.將含鐵沉淀物加入適量水漿化，氫氧化鈉加入量為理論量的3倍，在溫度為60℃條件下反應(yīng)30min，固液分離后得到氫氧化鐵和有機(jī)絡(luò)合劑，用回收的有機(jī)絡(luò)合劑在同樣條件下再次除鐵，計(jì)算出絡(luò)合劑回收率為96.4％。

28.實(shí)施例2

29.將含cr

3+

10g/l，fe

2+

3g/l的溶液用酸或堿調(diào)整ph值為2.0；加入適量雙氧水，使亞鐵全部氧化為三價(jià)鐵；按鐵離子：有機(jī)絡(luò)合劑鈉鹽摩爾比＝1.46的量加入有機(jī)絡(luò)合劑鈉鹽，加入適量稀硫酸保持溶液ph為2.0，在溫度為35℃條件下反應(yīng)20min，陳化40min后固液分離得到含鐵沉淀物和含鉻濾液。

30.含鉻濾液中鐵含量37.2ppm，鉻損失率為0.75％。加入適量碳酸鈉生成氫氧化鉻中間產(chǎn)品，尾水可達(dá)標(biāo)排放或部分回用。

31.將含鐵沉淀物加入適量水漿化，氫氧化鈉加入量為理論量的2倍，在溫度為40℃條件下反應(yīng)30min，固液分離后得到氫氧化鐵和有機(jī)絡(luò)合劑，有機(jī)絡(luò)合劑回收后在同樣條件下

再次除鐵，計(jì)算出絡(luò)合劑回收率為95.2％。

32.實(shí)施例3

33.將含cr

3+

15g/l，fe

2+

5g/l的溶液用酸或堿調(diào)整ph值為2.0；加入適量雙氧水，使亞鐵全部氧化為三價(jià)鐵；按鐵離子：有機(jī)絡(luò)合劑摩爾比＝1.46的量加入有機(jī)絡(luò)合劑，加入適量液堿保持溶液反應(yīng)平衡ph為2.25，在溫度為25℃條件下反應(yīng)20min，陳化40min后固液分離得到含鐵沉淀物和含鉻濾液。

34.含鉻濾液中鐵含量為39ppm。加入適量碳酸鈉生成氫氧化鉻中間產(chǎn)品，尾水可達(dá)標(biāo)排放或部分回用。

35.將含鐵沉淀物加入適量水漿化，氫氧化鈉加入量為理論量的1.5倍，在溫度為50℃條件下反應(yīng)30min，固液分離后得到氫氧化鐵和有機(jī)絡(luò)合劑，有機(jī)絡(luò)合劑回收后在同樣條件下再次除鐵，計(jì)算出絡(luò)合劑回收率為95.1％。

36.以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)構(gòu)思前提下所得到的改進(jìn)和變換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

1.一種從含鉻、鐵溶液中分離鉻鐵的方法，所述含鉻、鐵溶液為硫酸體系中含有cr

3+

、fe

2+

/fe

3+

的溶液，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)調(diào)整含鉻、鐵溶液的ph值；(2)向步驟(1)的溶液中加入氧化劑，以使鐵全部氧化為三價(jià)鐵，鉻保持三價(jià)狀態(tài)；(3)向步驟(2)的溶液中加入有機(jī)絡(luò)合劑，所述有機(jī)絡(luò)合物與溶液中的三價(jià)鐵形成不溶于水的絡(luò)合物析出，而三價(jià)鉻仍留在溶液中，其中，所述有機(jī)物含有羥基并具有如下結(jié)構(gòu)：(4)將步驟(3)的溶液進(jìn)行固液分離后，得到除鐵后的含鉻溶液和含鐵沉淀物；(5)向含鐵沉淀物中加入堿液轉(zhuǎn)型，固液分離后得到氫氧化鐵以及可回收再利用的有機(jī)絡(luò)合物濾液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含鉻、鐵溶液中鉻含量為1～20g/l，鐵含量為0.1～10g/l。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)整含鉻、鐵溶液的ph范圍為1.5-2.5。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，向含鉻、鐵的溶液中加入的氧化劑為雙氧水、過(guò)硫酸銨、氯酸鈉或次氯酸鈉中的一種或幾種的組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，加入的有機(jī)絡(luò)合劑包括有機(jī)酸或者對(duì)應(yīng)的鹽的一種或幾種的混合物，其中，鹽包括鈉鹽、鉀鹽、銨鹽中的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，有機(jī)絡(luò)合劑用量按鐵離子：有機(jī)絡(luò)合劑摩爾比＝(1.33-1.6):1的比例添加。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，加入有機(jī)絡(luò)合劑后加入一定量的酸/堿保持反應(yīng)平衡ph范圍為2.0-2.5。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，有機(jī)絡(luò)合劑與三價(jià)鐵的反應(yīng)溫度在15～50℃，反應(yīng)時(shí)間為10～40min，陳化時(shí)間為20min～60min。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，含鐵沉淀物堿液轉(zhuǎn)型所用的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或氨水中的一種或者幾種的組合，堿用量為鐵全部轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵理論所需堿量的1.5～3倍。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，含鐵沉淀物加入堿液轉(zhuǎn)型反應(yīng)所需溫度為20～80℃。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)一種濕法高效分離鉻鐵的新方法。所述方法包括以下步驟：(1)調(diào)整含鉻、鐵溶液的pH值至1.5-2.5；(2)向溶液中加入適量氧化劑，使鐵全部氧化為三價(jià)鐵，鉻保持三價(jià)狀態(tài)；(3)向氧化后的溶液中加入一種有機(jī)絡(luò)合物，該有機(jī)絡(luò)合物與溶液中的三價(jià)鐵形成不溶于水的絡(luò)合物析出，而三價(jià)鉻仍留在溶液中；(4)固液分離后，得到除鐵后的含鉻溶液；(5)所得含鐵沉淀物加堿液轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵，同時(shí)實(shí)現(xiàn)有機(jī)絡(luò)合物的再生回用。本方法流程短，操作簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)溶液中鉻鐵的高效分離以及鉻鐵的資源化，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)沉鐵劑有機(jī)絡(luò)合物的循環(huán)利用，處理成本低，易于工業(yè)化應(yīng)用。易于工業(yè)化應(yīng)用。易于工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：曾理 張雙龍 張貴清 巫圣喜 關(guān)文娟 李青剛 曹佐英

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中南大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.10.18

技術(shù)公布日：2022/1/18