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1、(10)申请公布号 CN 103014341 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103014341 A *CN103014341A* (21)申请号 201310008212.X (22)申请日 2013.01.10 C22B 3/44(2006.01) C22B 34/32(2006.01) (71)申请人 北京矿冶研究总院 地址 100070 北京市丰台区南四环七路 188 号总部基地 18 区 23 号楼 申请人 江西理工大学 (72)发明人 王成彦 徐志峰 袁文辉 月日辉 揭晓武 杨卜 (74)专利代理机构 中国有色金属工业专利中心 11028 代理人 李迎春 李子健。
2、 (54) 发明名称 一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方 法 (57) 摘要 一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方 法， 涉及一种含铬铁资源湿法冶金提取分离过程， 特别是含铬电镀污泥盐酸浸出液中铬、 铁的分离 方法。其特征在于其工艺过程的步骤依次包括 ： （1） 在含铬、 铁的盐酸体系混合溶液中加入碱液调 整溶液pH值 ；（2） 加入可溶性磷酸盐， 进行磷酸沉 铬反应， 使磷酸铬与氢氧化铬形成复合共沉淀物 ； （3） 进行过滤分离， 得到含铬沉淀物和含 FeCl2滤 液， 实现铬铁选择性分离。本发明的方法工艺简 单、 流程短、 环境友好， 尤其适合应用于含铬铁电 镀污泥资源化利用领域。 。
3、(51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1 页 2 1. 一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于其工艺过程的步骤依次 包括 ： （1） 在含铬、 铁的盐酸体系混合溶液中加入碱液调整溶液 pH 值 ； （2） 加入可溶性磷酸盐， 进行磷酸沉铬反应， 使磷酸铬与氢氧化铬形成复合共沉淀物 ； （3） 进行过滤分离， 得到含铬沉淀物和含 FeCl2滤液， 实现铬铁选择性分离。 2. 根据权利要求 1 所述的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于 所述的。
4、含铬、 铁的盐酸体系混合溶液中铬离子含量为 0.1-20g/L, 铁离子含量为 0.1-20g/ L。 3. 根据权利要求 1 所述的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于 所述的加入碱液调整溶液 pH 值过程调整溶液 pH 值为 0.5 2.5。 4. 根据权利要求 1 所述的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于 所述的加入可溶性磷酸盐的添加量以磷酸根计， 磷酸根与铬离子摩尔比为 0.2 0.8。 5. 根据权利要求 1 所述的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于 所述的进行磷酸沉铬反应过程的温度为 60 90， 反应时间为 60 120m。
5、in。 6. 根据权利要求 1 所述的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于 所述的进行磷酸沉铬反应过程进行搅拌， 搅拌的线速度为 100 400 m/min。 7. 根据权利要求 1 所述的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于 所述的加入可溶性磷酸盐为磷酸钠。 8. 根据权利要求 1 所述的一种盐酸体系溶液中铬和铁的选择性分离方法， 其特征在于 所述的含铬和铁的盐酸体系溶液为电镀污泥盐酸浸出液。 权 利 要 求 书 CN 103014341 A 2 1/3 页 3 一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法 0001 技术领域 0002 一种盐酸体系溶液中的铬。
6、和铁选择性分离方法， 涉及一种含铬铁资源湿法冶金提 取分离过程， 特别是含铬铁电镀污泥盐酸浸出液中铬、 铁的分离方法。 背景技术 0003 在湿法冶金过程中， 盐酸是一种常用的湿法冶金浸出溶剂， 其浸出效率高， 金属浸 出效果好， 因而使用广泛。因为盐酸具有弱还原性， 铬、 铁成分经盐酸浸出后， 一般铬、 铁离 子保持在 Cr3+和 Fe2+状态。由于铬、 铁元素化学性质相近， 以及吸附 - 共沉淀效应， 在铬铁 溶液提取金属中存在铬、 铁分离难题。 0004 目前已有的盐酸介质中铬、 铁分离方法主要有 ： （1） 溶剂萃取法， 其具有设备简单、 过程易于控制以及试剂可循环使用等特点， 经萃取。
7、 剂 TBP 萃取铬或 P204 萃取铁， 萃取分离效果较好。但盐酸浓度和铬浓度增加， 容易使萃取 剂 TBP 氧化， 共萃取率较高， 分离效果降低， 铬损失明显 ； （2） 草酸亚铁沉淀法， 是基于草酸亚铁溶度积低 （2.110-7） 的原理， 通过草酸亚铁沉淀 以达到分离铬、 铁的目的。虽然草酸亚铁沉淀法在室温条件下即可实现 98% 左右的除铁率， 但除铁率对草酸加入量及温度因素敏感， 对操作要求严格， 而且较佳的反应 pH 约 4.0， 初始 溶液中和负荷大。 0005 （3） 氧化中和除铁法， 盐酸介质中以双氧水、 软锰矿作氧化剂将浸出的 Fe2+氧化成 Fe3+， 然后水解中和除铁，。
8、 这种方法存在胶体 Fe(OH)3沉降速度慢、 铁渣过滤较困难的问题， 而且容易吸附其它有价金属造成损失。 0006 （4） 离子交换树脂除铁法， 在浓盐酸中， 金属离子主要以配合阴离子的形式存在 , 阴离子交换树脂可以有效地除去浓盐酸中的铁离子 , 但同时还可以不同程度地除去其它 金属离子， 选择性分离效果不好， 而且还要严格控制交换前盐酸中游离氯的含量 , 游离氯 含量高时会降低树脂的使用寿命 , 影响产品质量。 0007 针对铬铁分离技术的研究基本处于实验室研究阶段， 还缺乏支撑产业化应用的经 济适用技术， 目前没有大规模工业化应用的报道。这也是一直困扰含铬电镀污泥等二次资 源循环利用的。
9、技术难题之一， 不利于铬的无害化处置和有价成分金属铬的高效回收与资源 化利用。 0008 在公开的溶液中分离铬和铁离子方法的专利文献中， 专利号为 201010510631X 的 中国专利公开的是一种由多组分溶液中分离铬离子和铁离子的方法， 以硫酸浸出铬铁矿 后的硫酸铬和硫酸铁混合溶液为原料， 加入萃取剂进行萃取， 萃取剂选用十八烷基二甲基 叔胺、 十八烷基叔胺或双十八烷基叔胺， 萃取剂加入量为硫酸铬和硫酸铁混合溶液体积的 10% 50%， 萃取后得到非有机相为硫酸铬溶液， 得到有机相为萃取剂和硫酸铁， 而后用氢 氧化钠溶液对有机相进行反萃取， 调节 pH 值为 9 10, 得到氢氧化铁、 硫。
10、酸钠溶液和萃取 说 明 书 CN 103014341 A 3 2/3 页 4 剂， 萃取剂循环使用， 利用萃取得到的硫酸铬溶液， 采用直接结晶的方法制备硫酸铬， 利用 氢氧化铁为原料以高温结晶的方法制备氧化铁红颜料。工业中采用萃取分离方法的成本 较高， 而且在电镀污泥萃取分离铬、 铁过程中可能会有第三相产生， 会严重影响萃取分离过 程。 0009 申请号为 CN200710041574.3 的中国专利是一种电镀污泥的磷酸盐稳定化处理方 法， 其主要步骤如下 ： (1) 将电镀污泥经 102烘干， 然后研磨成粉， 备用 ； (2) 在 30-70温 度范围下， 将分析纯的可溶性磷酸盐与上述电镀污。
11、泥按 1 70-1 90 的重量比例混合， 并 在搅拌机中强力搅拌 4 小时 , 使其充分反应 ； 反应过程中控制其 pH 值在 8-11 范围内 ； (3) 反应结束后， 自然冷却， 得到含有重金属复合磷酸盐的污泥固体样品。 然后将该样品作EPA 毒性浸出试验 , 测定样品 中重金属的浸出毒性 ； 试验表明该污泥能达到国家规定的危险 废物填埋标准。这种方法只是电镀污泥稳定化处理， 没有实现有价金属资源化利用。 发明内容 0010 本发明的目的是针对上述已有技术中存在的不足， 提供一种工艺简单、 流程短、 环 境友好、 能有效分离铬铁的盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法。 0011 本发明的。
12、目的是通过以下技术方案实现的。 0012 一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于其工艺过程的步骤依 次包括 ： （1） 在含铬、 铁的盐酸体系混合溶液中加入碱液调整溶液 pH 值 ； （2） 加入可溶性磷酸盐， 进行磷酸沉铬反应， 使磷酸铬与氢氧化铬形成复合共沉淀物 ； （3） 进行过滤分离， 得到含铬沉淀物和含 FeCl2滤液， 实现铬铁选择性分离。 0013 本发明的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于所述的含 铬、 铁的盐酸体系混合溶液中铬离子含量为 0.1-20g/L, 铁离子含量为 0.1-20g/L。 0014 本发明的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选。
13、择性分离方法， 其特征在于所述的加入 碱液调整溶液 pH 值过程调整溶液 pH 值为 0.5 2.5。 0015 本发明的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于所述的加入 可溶性磷酸盐的添加量以磷酸根计， 磷酸根与铬离子摩尔比为 0.2 0.8。 0016 本发明的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于所述的进行 磷酸沉铬反应过程的温度为 60 90， 反应时间为 60 120min。 0017 本发明的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于所述的进行 磷酸沉铬反应过程进行搅拌， 搅拌的线速度为 100 400 m/min。 0018 本发明的一。
14、种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其特征在于所述的过滤 分离后， 铬形成磷酸铬与氢氧化铬复合沉淀物留着滤饼中， 铁保持在溶液中。 0019 本发明的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其基理是由于盐酸具有 一定的弱还原性， 铬和铁成分浸出后基本保持在 Cr3+、 Fe2+状态， 利用 Cr3+、 Fe2+的磷酸盐溶 解度差异， 能实现铬和铁的选择性沉淀分离， CrPO4 2H2O的溶度积Ksp为2.410-23， Cr(OH)3 的溶度积Ksp为6.310-31， 而Fe3(PO4)2微溶于水， 易溶于酸， 磷酸铬能与氢氧化铬结合生成 胶体状复合沉淀物， 通过调整溶液 pH 值。
15、、 化学沉淀反应、 过滤分离等工艺步骤， 最终得到磷 酸铬氢氧化铬复合沉淀物和含 FeCl2滤液， 铬和铁的回收率在 98% 以上， 实现铬铁选择性分 说 明 书 CN 103014341 A 4 3/3 页 5 离提取， 所得到的复合沉淀物可在后续进一步延伸加工成氯化铬或氢氧化铬产品， 同时磷 酸根可得到回收循环利用。 0020 本发明本发明的一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 具有以下优点 ： （1） 工艺操作简单、 流程短、 成本低 ；（2） 磷酸沉铬方法在较宽的离子浓度范围内具有强选 择性， 而且铬、 铁分离效果理想， 受氯离子影响很小 ；（3） 可高效回收金属铬、 铁， 回收。
16、率均 大于 98， 经济效益显著 ；（4） 过程中使用的磷酸盐沉淀剂可循环利用， 生产过程无环境二 次污染。 具体实施方式 0021 一种盐酸体系溶液中的铬和铁选择性分离方法， 其工艺过程的步骤依次包括 ： （1） 在含铬、 铁的盐酸体系混合溶液为含氯化铬、 氯化亚铁溶液， 其中铬离子含量 0.1-20g/ L, 亚铁离子含量0.1-20g/L， 在混合溶液加入碱液调整溶液pH值为0.52.5 ；（2） 加入可 溶性磷酸盐， 进行磷酸沉铬反应， 可溶性磷酸盐可为磷酸钠， 选择性沉淀分离铬和铁离子的 反应添加的磷酸根与铬离子摩尔比为 0.2 0.8， 选择性铬铁沉淀分离反应过程是在 60 90区。
17、间保温 60 120min， 过程中搅拌线速度控制为 100 400 m/min， 使磷酸铬与氢氧 化铬形成复合共沉淀物 ；（3） 进行过滤分离， 得到含铬沉淀物和含 FeCl2滤液， 实现铬铁选 择性分离 ； 选择性铬铁过滤分离后， 铬基本形成磷酸铬氢氧化铬复合沉淀物， 铁基本以氯化 亚铁保持在溶液中， 达到铬、 铁选择性分离效果。 0022 实施例 1 盐酸体系铬、 铁混合溶液中 Cr 含量为 6.0 g/L， Fe 含量为 3.0 g/L， Cl 含量为 5.0 g/ L， 滴加适量 NaOH 溶液调整溶液 pH 至 2.0， 按磷酸根与铬离子摩尔比 0.4 的量加入磷酸钠， 在 90 。
18、条件下保温 60 min， 过程中搅拌线速度控制在 200 m/min， 过滤得到磷酸铬氢氧化 铬复合沉淀物， 滤液中铬、 铁浓度分别为0.12 g/L和2.97 g/L， 铬回收率为98.02%， 铁回收 率为 98.98%， 铬铁分离系数 49.5。 0023 实施例 2 盐酸体系铬、 铁混合溶液的中Cr含量为20.0 g/L， Fe含量为20.0 g/L， Cl含量为15.0 g/L， 滴加适量 NaOH 溶液调整溶液 pH 至 1.5， 按磷酸根与铬离子摩尔比 0.5 的量加入磷酸 钠， 在80 条件下保温90 min， 过程中搅拌线速度控制在300 m/min， 过滤得到磷酸铬氢氧 化铬复合沉淀物， 滤液中铬、 铁浓度分别为 0.22 g/L 和 19.73 g/L， 铬回收率为 98.85%， 铁 回收率为 98.71%， 铬铁分离系数 89.7。 0024 以上所述， 仅为本发明的具体实施案例， 但可以有许多改进和改变， 因此本发明的 保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭示的技术范围内， 可 轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103014341 A 5 。