铬铁矿酸溶电解制铬酸酐

铬铁矿酸溶电解制铬酸酐

工业生产铬酸酐是将铬铁矿碱性氧化焙烧成铬酸钠,净化后用硫酸酸化为重铬酸钠,重铬酸钠再同硫酸反应制得铬酸酐。该方法铬的总收率不高 (小于 75%),而且伴生含有Cr6+的固体废副产物,严重威胁环境和工人健康。因此有研究者开发了不经碱性氧化直接从铬铁矿制取铬化合物的技术,即:将铬铁矿直接溶于硫酸,以铬酸作催化剂,利用铬酸的 Cr6+将铬尖晶石中的 Fe2+氧化为 Fe3+,从而使晶格发生畸变而不稳定,明显增大铬铁矿的溶解度和铬的收率,分离不溶渣后,滤液经电解得到产品铬酸酐。铬酸作催化剂不会带入杂质,而且少量产物可用作下一循环的催化剂。

实例:含 Cr2O3和 FeO分别为 54.2%和 12.8%(均为质量分数,下同)的铬精矿,用重选的方法再次富集除去少量脉石,得到含 Cr2O3和 FeO分别为 59.71%和 14.05%的富矿。取富矿 1 000 g,用 62%的硫酸 3.7 L及铬酸酐 14.05 g配成溶液,于 140～150℃下溶浸,固液质量比为 1∶3.7溶浸后,富矿中 51.7%的 Cr2O3转移到溶液。溶浸后的悬浮液离心分离、洗涤,滤洗液为 Cr3+、Fe3+、Al3+、Mg2+的硫酸盐与硫酸的混合物,送装有隔膜和铅阳极的特制电解槽,于 30～50℃下电解,将硫酸铬阳极氧化为铬酸和硫酸。电解后的溶液于140～150℃下蒸发至ρ(H2SO4)=1 100 g/L,至铬酸脱水转变为铬酸酐并结晶析出。悬浮液离心分离,含硫酸和硫酸盐的母液返回铬精矿溶浸,滤饼于 140～150℃下用 1 140 g/L的硫酸洗去附着的硫酸盐。晶体铬酸酐于 150℃干燥,包装。产出铬酸酐 680.0 g,Cr O3含量为 99.81%,铬铁矿中铬收率为 86.5%,不溶物含量为 0.11%,铁、铝、镁、镍等氧化物含量合计为 0.15%。 (纪柱摘译自 RU,2349551)