[发明专利]一种氢氧化钾溶液中电化学分解铬铁矿提取铬的方法

权利要求书

1.一种氢氧化钾溶液中电化学分解铬铁矿提取铬的方法，其特征在于，所述方法为向含有铬铁矿、氢氧化钾及水的混合浆料中，通入氧化性气体，进行电化学氧化反应，反应后混合料浆经固液分离得到尾渣和含铬碱溶液。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电化学氧化反应在电解槽中进行，优选在常压电解槽中进行，进一步优选所述电化学氧化反应在常压电解槽中搅拌进行；

优选地，所述电解槽阳极电流密度控制在500A/m²以上，优选500-1500A/m²；

优选地，所述电化学氧化的时间≥4h，优选4-15h，进一步优选6-10h；

优选地，所述电解槽的阳极材质为铁基材料中的任意1种或至少2种的组合，优选自不锈钢、纯铁或铸铁中的任意1种或至少2种的组合；电极形态优选为板状或棒状；

优选地，所述电解槽的阴极材质为金属材料和/或碳材料，电极形态优选为棒状。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）制备含有铬铁矿、氢氧化钾水溶液的原料浆料；

（2）将步骤（1）得到的原料浆料置于电解槽中，通入氧化性气体，进行电化学氧化反应，制得反应浆料；

（3）将步骤（2）得到的反应浆料固液分离，得到富铁尾渣和含铬、碱的溶液。

4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述铬铁矿经过预处理，所述预处理包括机械活化或焙烧活化中的任意1种；所述机械活化包括滚筒球磨、行星球磨或搅拌球磨中的任意1种；

优选地，步骤（1）所述原料浆料中，氢氧化钾与铬铁矿的质量比≥3:1，优选3:1~8:1，进一步优选4:1~6:1；

优选地，所述原料浆料中，氢氧化钾水溶液的质量浓度为50-75%。

5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述原料浆料配制完成后，先进行预热，然后再进行步骤（2）；

优选地，所述预热的温度优选≥150℃，进一步优选150-200℃。

6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述氧化性气体选自空气、氧气、富氧空气或臭氧气体中的任意1种或至少2种的组合；优选氧气或空气。

7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述电解槽为常压电解槽；

优选地，步骤（2）所述电化学氧化反应在搅拌条件下进行；搅拌速率优选为700-1000rpm，优选800-950rpm；

优选地，步骤（2）所述电解槽阳极电流密度控制在500A/m²以上，优选500-1500A/m²；

优选地，步骤（2）所述电化学氧化的时间≥4h，优选4-15h，进一步优选6-10h。

8.如权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述电解槽的阳极材质为铁基材料中的任意1种或至少2种的组合，优选自不锈钢、纯铁或铸铁中的任意1种或至少2种的组合；电极形态优选为板状或棒状；

优选地，步骤（2）所述电解槽的阳极为铁基阳极板或铁基阳极棒；优选铸铁板或铸铁棒；

优选地，步骤（2）所述电解槽的阴极铁基棒；优选不锈钢棒。

9.如权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述反应浆料先用稀释剂进行稀释，得到稀释后的反应浆料，然后再进行固液分离；

优选地，所述反应浆料用稀释剂稀释后，其中的氢氧化钾的含量为100-500g/L；

优选地，所述稀释剂为水或质量浓度在300g/L以下的氢氧化钾的水溶液，优选纯水。

10.如权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）制备含有铬铁矿、氢氧化钾水溶液的原料浆料：将铬铁矿与氢氧化钾水溶液混合，混配得到原料浆料，并预热至150-200℃；

其中，氢氧化钾与铬铁矿质量比为3:1以上，氢氧化钾水溶液质量浓度为50-75%；

（2）电化学氧化反应：将步骤（1）得到的原料浆料加入常压电解槽中，向溶液中通入氧化性气体，并施加机械搅拌，控制阳极电流密度500A/m²以上，进行电化学氧化反应至少4h，反应完毕得到反应浆料；

其中，阳极为不锈钢板、不锈钢棒、铁板或铁棒中的任意1种，阴极为不锈钢棒或铁棒；

（3）固液分离：用稀释剂对步骤（2）所得反应浆料进行稀释，稀释至浆料中的氢氧化钾浓度为100-500g/L，得到含氢氧化钾、铬酸钾及水溶性杂质组分的溶液及富铁尾渣的固液混合浆料；然后在60-130℃条件下将所得到的固液混合浆料进行过滤分离，分别得到富铁尾渣及含铬碱溶液。