1.本发明涉及
有色金属湿法冶金技术领域，具体是一种湿法高效分离铬铁的方法。
背景技术：
2.铬及其化合物在合金、电镀、印染、皮革制造及某些尖端技术领域具有重要应用，而我国铬矿资源贫乏，铬对外依存度高达95％，资源缺口很大，从高碳铬铁、含铬电镀污泥等二次资源中回收铬具有重要的现实意义。
3.在酸性溶液中，由于铬、铁性质相近，传统方法难以实现铬铁的经济高效分离，如磷酸盐沉淀法，存在铬、铁分离不彻底，成本较高等问题；萃取法易造成铬共萃损失、铁铬分离不彻底等问题；黄铁矾法、针铁矿法操作条件要求高，同时部分铬损失在铁沉淀物中，无法实现铁渣的无害化；莫尔盐结晶法分离铬、铁存在生产成本高、环保要求高等缺陷；草酸盐沉淀亚铁法草酸用量大，同时对后续铬的分离工艺造成影响。
技术实现要素：
4.本发明的目的是提供一种从含铬、铁溶液中分离铬铁的方法，实现铬、铁的资源化利用。本方法流程短，操作简单，沉铁剂(即有机络合剂)可循环利用，生产成本低，易于工业化生产。
5.为实现上述目的，本发明提出的一种从含铬、铁溶液中分离铬铁的方法，所述含铬、铁溶液为硫酸体系中含有cr
3+
、fe
2+
/fe
3+
的溶液，所述方法包括以下步骤：
6.(1)调整含铬、铁溶液的ph值；
7.(2)向步骤(1)的溶液中加入氧化剂，以使铁全部氧化为三价铁，铬保持三价状态；
8.(3)向步骤(2)的溶液中加入有机络合剂，所述有机络合物与溶液中的三价铁形成不溶于水的络合物析出，而三价铬仍留在溶液中，其中，所述有机物含有羟基并具有如下结构：
9.(4)将步骤(3)的溶液进行固液分离后，得到除铁后的含铬溶液和含铁沉淀物；
10.(5)向含铁沉淀物中加入碱液转型，固液分离后得到氢氧化铁以及可回收再利用的有机络合物滤液。
11.优选地，所述的含铬、铁溶液中铬含量为1～20g/l，铁含量为0.1～10g/l。
12.优选地，调整含铬、铁溶液的ph范围为1.5-2.5。
13.优选地，向含铬、铁的溶液中加入的氧化剂为双氧水、过硫酸铵、氯酸钠或次氯酸钠中的一种或几种的组合。
14.优选地，加入的有机络合剂包括有机酸或者对应的盐的一种或几种的混合物，其中，盐包括钠盐、钾盐、铵盐中的一种或多种。
15.优选地，有机络合剂用量按铁离子：有机络合剂摩尔比＝(1.33-1.6):1的比例添
加。
16.优选地，加入有机络合剂后加入一定量的酸/碱保持反应平衡ph范围为2.0-2.5。
17.优选地，有机络合剂与三价铁的反应温度在15～50℃，反应时间为10～40min，陈化时间为20min～60min。
18.优选地，含铁沉淀物碱液转型所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或氨水中的一种或者几种的组合，碱用量为铁全部转化为氢氧化铁理论所需碱量的1.5～3倍。
19.优选地，含铁沉淀物加入碱液转型反应所需温度为20～80℃。
20.与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
21.本发明利用有机络合剂在一定的ph条件下可以选择性地与三价铁形成疏水性螯合物，从而实现铁的选择性沉淀，达到分离铬铁的目的。除铁后液中铁含量小于40ppm，铬损失小于1％，有机络合剂回收率大于95％。该方法的优点有：实现了铬铁的高效分离；铬、铁的资源化利用，流程短，操作简单，络合剂可循环利用，生产成本低，易于工业化生产。
附图说明
22.图1为本发明提出的一种从含铬、铁溶液中分离铬铁的方法的流程图。
具体实施方式
23.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例1
25.将含cr
3+
5g/l，fe
2+
1g/l的溶液用酸或碱调整ph值为2.25；加入适量双氧水，使亚铁全部氧化为三价铁；按铁离子：有机络合剂摩尔比＝1.6的量加入有机络合剂，加入适量碳酸钠保持反应平衡ph为2.5，在温度为25℃条件下反应20min，陈化40min后固液分离得到含铁沉淀物和含铬滤液。
26.含铬滤液中铁含量为25ppm，铬损失率为0.6％，加入适量碳酸钠生成氢氧化铬中间产品，尾水可达标排放或部分回用。
27.将含铁沉淀物加入适量水浆化，氢氧化钠加入量为理论量的3倍，在温度为60℃条件下反应30min，固液分离后得到氢氧化铁和有机络合剂，用回收的有机络合剂在同样条件下再次除铁，计算出络合剂回收率为96.4％。
28.实施例2
29.将含cr
3+
10g/l，fe
2+
3g/l的溶液用酸或碱调整ph值为2.0；加入适量双氧水，使亚铁全部氧化为三价铁；按铁离子：有机络合剂钠盐摩尔比＝1.46的量加入有机络合剂钠盐，加入适量稀硫酸保持溶液ph为2.0，在温度为35℃条件下反应20min，陈化40min后固液分离得到含铁沉淀物和含铬滤液。
30.含铬滤液中铁含量37.2ppm，铬损失率为0.75％。加入适量碳酸钠生成氢氧化铬中间产品，尾水可达标排放或部分回用。
31.将含铁沉淀物加入适量水浆化，氢氧化钠加入量为理论量的2倍，在温度为40℃条件下反应30min，固液分离后得到氢氧化铁和有机络合剂，有机络合剂回收后在同样条件下
再次除铁，计算出络合剂回收率为95.2％。
32.实施例3
33.将含cr
3+
15g/l，fe
2+
5g/l的溶液用酸或碱调整ph值为2.0；加入适量双氧水，使亚铁全部氧化为三价铁；按铁离子：有机络合剂摩尔比＝1.46的量加入有机络合剂，加入适量液碱保持溶液反应平衡ph为2.25，在温度为25℃条件下反应20min，陈化40min后固液分离得到含铁沉淀物和含铬滤液。
34.含铬滤液中铁含量为39ppm。加入适量碳酸钠生成氢氧化铬中间产品，尾水可达标排放或部分回用。
35.将含铁沉淀物加入适量水浆化，氢氧化钠加入量为理论量的1.5倍，在温度为50℃条件下反应30min，固液分离后得到氢氧化铁和有机络合剂，有机络合剂回收后在同样条件下再次除铁，计算出络合剂回收率为95.1％。
36.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种从含铬、铁溶液中分离铬铁的方法，所述含铬、铁溶液为硫酸体系中含有cr
3+
、fe
2+
/fe
3+
的溶液，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)调整含铬、铁溶液的ph值；(2)向步骤(1)的溶液中加入氧化剂，以使铁全部氧化为三价铁，铬保持三价状态；(3)向步骤(2)的溶液中加入有机络合剂，所述有机络合物与溶液中的三价铁形成不溶于水的络合物析出，而三价铬仍留在溶液中，其中，所述有机物含有羟基并具有如下结构：(4)将步骤(3)的溶液进行固液分离后，得到除铁后的含铬溶液和含铁沉淀物；(5)向含铁沉淀物中加入碱液转型，固液分离后得到氢氧化铁以及可回收再利用的有机络合物滤液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含铬、铁溶液中铬含量为1～20g/l，铁含量为0.1～10g/l。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调整含铬、铁溶液的ph范围为1.5-2.5。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向含铬、铁的溶液中加入的氧化剂为双氧水、过硫酸铵、氯酸钠或次氯酸钠中的一种或几种的组合。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加入的有机络合剂包括有机酸或者对应的盐的一种或几种的混合物，其中，盐包括钠盐、钾盐、铵盐中的一种或多种。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，有机络合剂用量按铁离子：有机络合剂摩尔比＝(1.33-1.6):1的比例添加。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加入有机络合剂后加入一定量的酸/碱保持反应平衡ph范围为2.0-2.5。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，有机络合剂与三价铁的反应温度在15～50℃，反应时间为10～40min，陈化时间为20min～60min。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，含铁沉淀物碱液转型所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或氨水中的一种或者几种的组合，碱用量为铁全部转化为氢氧化铁理论所需碱量的1.5～3倍。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，含铁沉淀物加入碱液转型反应所需温度为20～80℃。
技术总结
本发明公开一种湿法高效分离铬铁的新方法。所述方法包括以下步骤：(1)调整含铬、铁溶液的pH值至1.5-2.5；(2)向溶液中加入适量氧化剂，使铁全部氧化为三价铁，铬保持三价状态；(3)向氧化后的溶液中加入一种有机络合物，该有机络合物与溶液中的三价铁形成不溶于水的络合物析出，而三价铬仍留在溶液中；(4)固液分离后，得到除铁后的含铬溶液；(5)所得含铁沉淀物加碱液转化成氢氧化铁，同时实现有机络合物的再生回用。本方法流程短，操作简单，能实现溶液中铬铁的高效分离以及铬铁的资源化，同时能实现沉铁剂有机络合物的循环利用，处理成本低，易于工业化应用。易于工业化应用。易于工业化应用。
技术研发人员：曾理 张双龙 张贵清 巫圣喜 关文娟 李青刚 曹佐英
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2021.10.18
技术公布日：2022/1/18
声明：
“从含铬、铁溶液中分离铬铁的方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中南大学
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2024年09月20日 ~ 22日 
