[发明专利]一种由含铬芒硝精制元明粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由含铬芒硝精制元明粉的方法，更具体而言，涉及一种利用含铬芒硝在低温饱和或过饱和溶液状态下精制元明粉的方法(下文有时亦称“YH”法)。

背景技术

我国元明粉生产规模居世界首位，原料主要有盐湖芒硝、海水晒硝、芒硝矿石以及工业副产品共计四类，目前的生产方法主要有四效真空蒸发末硝二次蒸汽余热化硝生产法、五效真空蒸发生产法、全溶蒸发脱水生产法等。这些生产工艺都是通过原料溶解、强制蒸发、离心分离、热风干燥等工序来制成成品。这些方法在原料溶解及蒸发工序都需要消耗大量的蒸汽，其费用约占生产成本的50%。

我国红矾钠年生产总量约为50万吨，其生产工艺大多采用硫酸法生产工艺，该工艺副产芒硝约40万吨。由于副产的芒硝中含有少量的六价铬，因此限制了它的应用。过去有人曾试图将芒硝溶解除铬蒸发后制元明粉，因成本高于由天然芒硝制得的产品，而未能实现工业化生产。目前，我国铬盐厂含铬芒硝的处理方法总体上包括三种：其一，高温碳还原制硫化碱，该方法存在能耗高、运输困难或给其它环境造成二次污染等问题或隐患；其二，用于生产铬粉，但是用量较少；其三，用于生产硫酸氢钠，因其含有少量的铬，只能生产低端产品，限制了它的应用。

四川省银河化学股份有限公司是我国最大的铬盐生产基地，拥有年产10万吨红矾钠的生产能力，综合副产含铬芒硝约为8万吨。因此，急需一种低成本且有效地回收利用含铬芒硝的方法。

发明内容

鉴于上述现有技术状况，本发明的发明人对于含铬芒硝的有效回收利用进行了广泛而又深入的研究，以期开发一种工艺简单、能耗低、环境友好的回收利用含铬芒硝的工艺。结果发现，通过将含铬芒硝先在水存在下湿磨制成含水浆液，然后酸化还原得到硫酸钠的饱和或过饱和水溶液、搅拌结晶、洗涤晶体和重结晶，可得到铬含量大大降低的元明粉，而且产率高。该工艺的湿磨制浆无需加热，而且结晶工序也无需加热蒸发，因此大大降低了能耗，蒸发工序的免除使得设备投资小，生产成本大幅降低；而且，如此制备的元明粉的收率和纯度高，可达到99.00-99.90wt％，铬含量以重量计不超过5ppm。本发明人正是基于上述发现完成了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种由含铬芒硝精制元明粉的方法，该方法通过将含铬芒硝在水存在下湿磨制成含水浆液，然后酸化还原六价铬得到硫酸钠的饱和或过饱和水溶液，最后搅拌结晶、用硫酸钠饱和溶液洗涤晶体和重结晶，该工艺不仅无需额外加热，能耗低，而且得到的元明粉品质高，硫酸钠的含量可达到99.00-99.90wt％，铬含量以重量计不超过5ppm，此外元明粉的产率也高。

实现本发明上述目的的技术方案可以概括如下：

1.一种由含铬芒硝精制元明粉的方法，包括如下步骤：

a)将含铬芒硝在水存在下研磨制成含水浆液；

b)将步骤a)得到的含水浆液用硫酸调节pH至1-3，优选为2-3，然后加入亚硫酸钠以将所述含水浆液中的六价铬还原为三价铬，得到硫酸钠的饱和或过饱和水溶液；

c)将步骤b)得到的还原后的饱和或过饱和水溶液在搅拌下结晶，优选该结晶在无外部主动除热的条件下自然冷却进行；

d)滤出步骤c)得到的晶体；

e)用饱和硫酸钠水溶液洗涤步骤d)中得到的晶体；以及

f)将步骤e)中得到的经洗涤的晶体用饱和中性硫酸钠水溶液重结晶，得到元明粉。

2.如第1项的方法，其中将步骤d)中滤出晶体后得到的母液用氢氧化钠调节pH至中性，滤出由此产生的沉淀，得到洁净的饱和硫酸钠水溶液。

3.如第2项的方法，其中过滤分为两道工序，先用全自动板框压滤机过滤，后用高分子纳米管过滤机进行过滤。

4．如第2或3项的方法，其中将滤出沉淀之后得到的滤液用作步骤e)和/或步骤f)的饱和硫酸钠水溶液。

5.如第1-4项中任一项的方法，其中含铬芒硝为下列含铬芒硝中的一种或多种：来源于铬盐工业硫酸酸化法制红矾钠工艺中的含铬芒硝副产品，硫酸法制铬酐工艺中的副产品—酸泥—经过中和后得到的含铬芒硝以及其它工业获得的含铬芒硝；优选的是，含铬芒硝基于其总重量包含：

i)70-97wt%的硫酸钠，

ii)2-29wt%的水，和

iii)0.01-1.0wt%的以红矾钠计的六价铬。

6.如第1-5项中任一项的方法，其中在步骤a)中，研磨后的含铬芒硝的粒度为100-350目，优选为120-150目。