鉻鐵礦酸溶電解制鉻酸酐

工業(yè)生產(chǎn)鉻酸酐是將鉻鐵礦堿性氧化焙燒成鉻酸鈉,凈化后用硫酸酸化為重鉻酸鈉,重鉻酸鈉再同硫酸反應(yīng)制得鉻酸酐。該方法鉻的總收率不高 (小于 75%),而且伴生含有Cr6+的固體廢副產(chǎn)物,嚴(yán)重威脅環(huán)境和工人健康。因此有研究者開發(fā)了不經(jīng)堿性氧化直接從鉻鐵礦制取鉻化合物的技術(shù),即:將鉻鐵礦直接溶于硫酸,以鉻酸作催化劑,利用鉻酸的 Cr6+將鉻尖晶石中的 Fe2+氧化為 Fe3+,從而使晶格發(fā)生畸變而不穩(wěn)定,明顯增大鉻鐵礦的溶解度和鉻的收率,分離不溶渣后,濾液經(jīng)電解得到產(chǎn)品鉻酸酐。鉻酸作催化劑不會帶入雜質(zhì),而且少量產(chǎn)物可用作下一循環(huán)的催化劑。

實例:含 Cr2O3和 FeO分別為 54.2%和 12.8%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)的鉻精礦,用重選的方法再次富集除去少量脈石,得到含 Cr2O3和 FeO分別為 59.71%和 14.05%的富礦。取富礦 1 000 g,用 62%的硫酸 3.7 L及鉻酸酐 14.05 g配成溶液,于 140～150℃下溶浸,固液質(zhì)量比為 1∶3.7溶浸后,富礦中 51.7%的 Cr2O3轉(zhuǎn)移到溶液。溶浸后的懸浮液離心分離、洗滌,濾洗液為 Cr3+、Fe3+、Al3+、Mg2+的硫酸鹽與硫酸的混合物,送裝有隔膜和鉛陽極的特制電解槽,于 30～50℃下電解,將硫酸鉻陽極氧化為鉻酸和硫酸。電解后的溶液于140～150℃下蒸發(fā)至ρ(H2SO4)=1 100 g/L,至鉻酸脫水轉(zhuǎn)變?yōu)殂t酸酐并結(jié)晶析出。懸浮液離心分離,含硫酸和硫酸鹽的母液返回鉻精礦溶浸,濾餅于 140～150℃下用 1 140 g/L的硫酸洗去附著的硫酸鹽。晶體鉻酸酐于 150℃干燥,包裝。產(chǎn)出鉻酸酐 680.0 g,Cr O3含量為 99.81%,鉻鐵礦中鉻收率為 86.5%,不溶物含量為 0.11%,鐵、鋁、鎂、鎳等氧化物含量合計為 0.15%。 (紀(jì)柱摘譯自 RU,2349551)