СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАМА ХРОМАТНОГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2006 года по МПК C01G37/14 

Изобретение относится к методам переработки шлама, получаемого в производстве соединений хрома окислительным разложением руд, который в настоящее время как токсичный отход складируется в прудах - шламонакопителях и представляет существенную экологическую угрозу.

Известен способ переработки шлама обработкой его серной кислотой при 70-100°С и соотношении Ж:Т=3÷8. Образовавшийся раствор сульфата магния и хромовой кислоты отделяется от твердой фазы. После очистки раствора от соединений хрома последовательным его восстановлением и осаждением гидроокиси хрома карбонатом натрия при 40-90°С, из раствора сульфата магния осаждают карбонат или гидрокарбонат магния, снова используя карбонат натрия [патент РФ №2083497].

Недостатком способа является нерациональность использования серной кислоты, которая реагирует практически со всеми компонентами шлама (магнием, кальцием, хромом, алюминием, железом). Необходимость сложной очистки растворов сульфата магния, дополнительного расхода карбоната натрия для выделения карбоната магния в осадок, в результате чего получается новый отход - раствор сульфата натрия, требующий переработки и вторичный шлам, также являющийся отходом.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ переработки шлама хроматного производства, включающий обработку его пульпы (Ж:Т=20÷40) углекислым газом в присутствии сульфата кальция (0,8 мас.ч./мас.ч. шлама) при 20-40°С в течение 8 часов, отделение твердой фазы от раствора, содержащего: 11,8 г/л MgO; 1,52 г/л CrO₃; 0,22 г/л CaO, осаждение основного карбоната магния при 80°С в течение 30-60 мин. Сухой осадок основного карбоната магния содержит: 54,34(MgO; 28,9% CO₂. Согласно изобретению из свежих шламов (не со шламовых прудов), полученных в производстве хромата натрия с использованием доломита удается полностью извлечь водорастворимый хром и на 90-95% (оксид магния. Состав сухого шлама после обработки углекислотой, %: СаО=49,8-53,4; MgO=2,8-5,2; CrO₃ в.р. - отс.; CrO₃ общ. - 1,2-1,6 [А.С. СССР №689950].

Недостатками метода являются: высокий расход сернокислого кальция (0,8 в.ч./в.ч. шлама); получение значительного количества растворов, затрудняющее их дальнейшее использование; присутствие в растворах, поступающих на выделение основного карбоната магния, сульфата магния, что ведет к загрязнению конечного продукта сульфат ионом; карбонизация на одной стадии не менее 8 часов; низкий выход Mg в продукт (47% MgO), что ведет к увеличению содержания MgO в маточных растворах, возвращаемых в цикл.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка более технологичной и эффективной безотходной технологии, лишенной вышеуказанных недостатков, с получением качественных магнийсодержащих продуктов (основного карбоната магния - ОКМ, оксида магния), а также растворов хромата натрия, пригодных для использования в производстве хромовых соединений, и шлама, содержащего токсичные соединения хрома в пределах экологических норм, который может быть использован в цементной промышленности, а также в хроматном производстве.

Поставленная задача достигается тем, что способ переработки шлама включает обработку его суспензии углекислотой, отделение твердого остатка, декарбонизацию раствора бикарбоната магния, отделение осадка основного карбоната магния (ОКМ), его сушку и прокалку, перед карбонизацией ведут предварительную обработку шлама маточными растворами, образующимися после выделения основного карбоната магния. Маточные растворы, образующиеся перед предварительной обработкой, содержат бикарбонат магния и хромат натрия. Процесс предварительной обработки ведут при 30-90°С с интенсивным перемешиванием в течение 10-30 мин. При этом растворы обогащаются по хрому за счет отмывки шлама от монохромата натрия, а шлам обогащается по магнию за счет его выделения из маточных растворов. Одновременно происходит гидратация шлама. Суспензию шлама после предварительной обработки подвергают фильтрации или отстаиванию с получением раствора хромата натрия, очищенного от магния, который направляют в основное производство хромата натрия или на извлечение оксида хрома. После отделения от шлама растворы не содержат магния и могут использоваться в хроматном производстве. Шлам, обогащенный по оксиду магния, после репульпации в оборотных растворах направляется на обработку углекислотой (карбонизация), которая ведется по противоточной схеме с промежуточным отделением твердого остатка в несколько стадий (предпочтительно 2-3) в течение 30-120 мин на каждой стадии, при Ж:Т в пределах 12÷20 и температуре 20-35°С. При этом оксид магния из шлама переходит в раствор в виде бикарбоната, одновременно происходит полное извлечение водорастворимой формы оксида хрома и частично кислоторастворимой. После завершения цикла карбонизации раствор отделяется от шлама и направляется на декарбонизацию, которая проводится с перемешиванием при рН раствора 7,0-7,3 и температуре 40-60°С с получением ОКМ. Конечный шлам, обогащенный по оксиду кальция за счет извлечения оксида магния и хрома, после сушки используется в составе шихты на стадии окислительного разложения хромовой руды или в производстве цемента.

Предварительную обработку шлама маточными растворами после выделения основного карбоната магния в процессе декарбонизации проводят для очистки растворов от бикарбоната магния и повышения концентрации хромата натрия:

Гидратация шлама обеспечивает более полное извлечение оксида магния и ускорение процесса карбонизации

При продолжительности процесса менее 10 мин и ниже 30°С значительно снижается выделение карбоната магния из раствора, уменьшается извлечение хромата натрия в раствор. Выше 50°С и продолжительности более 30 мин выделение карбоната магния остается на прежнем уровне.

Шлам после предварительной обработки подвергают карбонизации в несколько стадий при Ж:Т=12÷20.

Одновременно идет карбонизация гидроксида кальция с выделением в осадок карбоната.

Незначительное количество кальция остается в растворе в виде бикарбоната

Без предварительной обработки шлама извлечение оксида магния в раствор снижается.

Увеличение продолжительности процесса не ведет к улучшению показателей. Нецелесообразно увеличивать отношение Ж:Т>20, так как это ведет к уменьшению содержания бикарбоната магния в растворе, что ухудшает показатель процесса декарбонизации.

Декарбонизацию растворов бикарбоната магния ведут с перемешиванием при 40-60°С и значении рН раствора в пределах 7,0-7,3.

При температуре суспензии ниже 40°С извлечение магния в осадок резко сокращается, а выше 60°С выделяется в осадок СаСО₃. Увеличение содержания кальция в осадке наблюдается и при повышении рН раствора до 7,4-7,5.

Осадок основного карбоната магния после сушки при 250-300°С соответствует требованиям ТУ-6-22-9-77 (MgO не менее 45%; СаО не более 2,5%).

Прокалка ОКМ дает возможность получить оксид магния, соответствующий ГОСТ 844-79 - магнезия жженая техническая (MgO=92-93,0%; СаО не более 1,9%).

Основной отличительный признак предложенного способа от прототипа в том, что перед основной стадией извлечения магния из шлама углекислотой ведут предварительную обработку его маточными растворами после выделения основного карбоната магния.

Кроме того, отличительным признаком является то, что процесс декарбонизации растворов бикарбоната магния ведется при рН не выше 7,3, что дает возможность получать соединения магния (основную соль бикарбоната магния и оксид магния) с пониженным содержанием оксида кальция.

Процесс переработки шлама осуществляется следующим образом.

Шлам (MgO=22,3-24,6%; СаО=23,5-28,4%; CrO₃ в.р.=0,6-1,95%; CrO₃ к.р.=0,78-2,62%) в количестве 100 г подвергают обработке в течение 10-30 мин при 30-90°С маточным раствором (Mg(HCO₃)₂=12-12,55 г/л; Na₂CrO₄=1,06-1,1 г/л), получаемым после выделения основного карбоната магния на стадии декарбонизации. После завершения операции и фильтрования суспензии, шлам, обогащенный по магнию за счет его выделения из маточного раствора, направляют на карбонизацию. Раствор, не содержащий бикарбоната магния, с увеличенным содержанием хромата натрия (Na₂CrO₄=1,52-4,50 г/л; Са(НСО₃)₂=0,2-0,5 г/л) направляется в хроматное производство.

Карбонизацию шлама (в сухом 24,0-24,10% MgO; 0,25-0,71% CrO₃ в.р.; 0,74-0,75% CrO₃ к.р.) после предварительной обработки маточными растворами ведут противотоком образующихся на каждой стадии растворов со шламом при 20-35°С, Ж:Т=12÷20, в течение 30-120 мин на каждой стадии. По окончании операции получают раствор следующего состава: Mg(HCO₃)₂=46,7-47,0 г/л; Na₂CrO₄=0,87-1,40 г/л; Са(НСО₃)₂=0,87-0,92 г/л. При этом в раствор извлекается оксид магния (71,2-71,7%), водорастворимый (100%) и кислоторастворимый (55,8-64,9%) оксид хрома.

Декарбонизацию раствора бикарбоната магния проводят при рН не выше 7,3, при 40-60°С, с получением основного карбоната магния (MgO=45,29-45,42%; СаО=0,18-0,62%; CO₂=32,0-36,10%), отвечающим требованиям ТУ-6-22-9-77 и маточного раствора вышеуказанного состава, который направляют на предварительную обработку шлама. Основной карбонат магния подвергают прокаливанию в известном режиме с получением оксида магния (MgO=96,52-97,40%; CaO=0,38-1,30%), отвечающему требованиям ГОСТ 844-79.

Конечный шлам после завершения процесса карбонизации и отделения от продукционного раствора сушат.

Состав полученного шлама (MgO=8,33-8,52%; CrO₃ в.р. - отс.; CrO₃ к.р.=0,32-0,40%; CaO=33,0%; Cr₂О₃ общ.=6,33-6,40%) позволяет использовать его в бездоломитном процессе хроматного производства или в составе шихты для производства цемента.

Пример 1

100 г сухого шлама, содержащего: Cr₂О_{3 общ.}=6,82% (в том числе CrO_{3 в.р.}=1,40%, CrO_{3 к.р.}=0,78%), MgO=22,3%, CaO=28,36% смешивают с 800 мл оборотного раствора (MgO=3,44 г/л; CrO₃=0,66 г/л), образующимся после декарбонизации растворов бикарбоната магния, и отделения осадка основного карбоната магния. Полученную суспензию при интенсивном перемешивании выдерживают 10 мин при 30°С. После отделения от раствора гидратированный шлам, обогащенный по оксиду магния и обедненный по оксиду хрома (водорастворимая форма), направляют на стадию карбонизации. Раствор, содержащий остаточное количество оксида магния и повышенное оксида хрома, поступает на переработку в хроматное производство. Выход шлама в пересчете на сухое вещество - 104,2 г, содержание в нем CrO_{3 в.р.}=0,71%. Извлечение водорастворимой формы оксида хрома в раствор составляет 47,2%. По отношению к общему содержанию оксида хрома в шламе - 7,3%. Остаточное содержание оксида магния в растворе - 0,05 г/л. В шлам выделяется 98,5% MgO, от общего содержания оксида магния в исходном шламе - 12,2% (таблица 1).

Пример 2

Проводим аналогично примеру 1 за исключением ряда изменений. Суспензию шлама выдерживают 10 мин при 50°С. Выход сухого шлама 103,9 г, с содержанием CrO_3в.р.=0,57%. Извлечение оксида хрома - 57,8%, к общему содержанию оксида хрома в шламе 9,0%. Выделилось в осадок 100,0% MgO, от общего содержания MgO в шламе - 12,3%.

Пример 3

Аналогичен примеру 1. Суспензию шалма выдерживают 30 мин при 30°С. Выход сухого шлама 104,3 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,59%. Извлечение оксида хрома - 55,7%, к общему содержанию оксида хрома в шламе - 8,7%. Выделилось в осадок 100,0% MgO, от общего содержания MgO в шламе - 12,3%.

Пример 4

Аналогичен примеру 1. Суспензию выдерживают 30 мин при 50°С. Выход сухого шлама - 103,8 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,49%. Извлечение оксида хрома - 63,6%, к общему содержанию оксида хрома в шламе - 9,8%. Выделилось в осадок - 100,0% MgO, к общему содержанию MgO в шламе - 12,3%.

Пример 5

Аналогичен примеру 1. Суспензию выдерживают 15 мин при 50°С. Выход сухого шлама - 103,9 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,53. Извлечение оксида хрома - 60,0%, к общему содержанию - 9,4%. Выделилось в осадок - 100,0% MgO, к общему содержанию в шламе- 12,3%.

Пример 6

Аналогичен примеру 1. Суспензию выдерживают 10 мин при 60°С. Выход сухого шлама - 103,9 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,48%. Извлечение оксида хрома - 64,0%, к общему содержанию в шламе - 10,0%. Выделилось в осадок - 100,0% MgO, к общему содержанию MgO в шламе - 12,3%.

Пример 7

Аналогичен примеру 1. Суспензию выдерживают 30 мин при 60°С. Выход сухого шлама - 103,8 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,45%. Извлечение оксида хрома - 66,2%, к общему содержанию в исходном шламе - 10,3%. Выделилось в осадок - 100,0% MgO, к общему содержанию в шламе - 12,3%.

Пример 8

Аналогичен примеру 1. Суспензию выдерживают 10 мин при 90°С. Выход сухого шлама - 103,5 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,28%. Извлечение оксида хрома - 79,6%, к общему содержанию в шламе - 12,3%. Выделилось в осадок - 100,0% MgO, к общему содержанию в шламе - 12,3%.

Пример 9

Аналогичен примеру 1. Суспензию выдерживают 30 мин при 90°С. Выход сухого шлама - 103,2 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,25%. Извлечение оксида хрома - 81,8%, к общему содержанию в шламе - 12,7%. Выделилось в осадок - 100,0% MgO, к общему содержанию в шламе - 12,3%.

Пример 10

Аналогичен примеру 1. Суспензию выдерживают 5 мин при 30°С. Выход сухого шлама - 101,1 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,71%. Извлечение оксида хрома - 48,6%, к общему содержанию в шламе - 7,6%. Остаточное содержание MgO в растворе - 1,84 г/л, выделилось в осадок - 46,6%, к общему содержанию MgO в шламе - 5,7%. Уменьшение продолжительности процесса обработки шлама оборотными растворами до 5 мин ведет к резкому снижению выделения MgO в осадок.

Пример 11

Аналогичен примеру 1. Суспензию выдерживают 5 мин при 50°С. Выход сухого шлама - 101,9 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,58%. Извлечение оксида хрома - 57,6%, к общему содержанию в шламе - 8,9%. Остаточное содержание MgO в растворе - 1,26 г/л, выделилось в осадок - 63,4%, к общему содержанию MgO в шламе - 7,8%. Увеличение температуры процесса до 50°С (см. пр.10) способствует выделению MgO в осадок, но показатель остается на низком уровне.

Пример 12

Аналогичен примеру 1. Суспензию выдерживают 40 мин при 30°С. Выход сухого шлама - 104,1 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,61%. Извлечение оксида хрома - 54,4%, к общему содержанию в шламе - 8,4%. В осадок выделилось - 100,0% MgO, к содержанию в шламе - 12,3%. Увеличение продолжительности процесса выше 30 мин (см. прим.3) не ведет к улучшению показателей по извлечению оксида хрома и осаждению MgO.

Пример 13

Аналогичен примеру 1. Суспензию выдерживают 40 мин при 50°С. Выход сухого шлама - 103,9 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,54%. Извлечение оксида хрома - 59,6%, к общему содержанию в шламе - 9,3%. В осадок выделилось - 100,0% MgO, к содержанию MgO в шламе - 12,3%. Показатели процесса не улучшаются по сравнению с приведенными в примере 4 (30 мин, 50°С).

Пример 14

Аналогичен примеру 1. Суспензию выдерживают 10 мин при 20°С. Выход сухого шлама - 101,2 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,78%. Извлечение оксида хрома - 43,4%, к общему содержанию в шламе - 6,8%. Остаточное содержание MgO в растворе - 1,78 г/л, выделилось в осадок - 48,2%, к общему содержанию MgO в шламе - 5,9%. Показатели значительно уменьшаются, при снижении температуры процесса (см. примеры 1, 2, 6, 8).

Пример 15

Аналогичен примеру 1. Суспензию выдерживают 30 мин при 20°С. Выход сухого шлама - 101,6 г, с содержанием CrO_{3 в.р.}=0,72%. Извлечение оксида хрома - 47,6%, к общему содержанию в шламе - 7,4%. Остаточное содержание MgO в растворе - 1,46 г/л, в осадок выделяется - 57,6%, к содержанию в исходном шламе - 7,1%. При данных условиях недостаточно идет отмывка шлама (извлечение CrO_{3 в.р.} в раствор) и выделение оксида магния из раствора.

Пример 16

Суспензию, состоящую из 100 г шлама (MgO=22,3%; CaO=28,36%; CrO_{3 в.р.}=1,40%; CrO_3к.р.=0,78%) и 1400 мл раствора, образующегося на второй стадии карбонизации, подвергают обработке углекислым газом с перемешиванием по противоточной схеме в течение 120 мин при 25-26°С, без предварительной обработки маточными растворами после выделения основного карбоната магния (ОКМ). После отделения шлама раствор бикарбоната магния, содержащий, г/л: 9,63 MgO; 1,20 CrO₃; 0,24 CaO, направляют на декарбонизацию, а шлам, после репульпации в промводах, образующихся при промывке осадка ОКМ и шлама, подвергают вторичной карбонизации при тех же условиях, что и на первой стадии.

После отделения шлама фильтрацией раствор возвращают на первую стадию, а шлам на сушку.

Выход сухого шлама по завершении цикла карбонизации - 84,2 г.

Состав, %: 10,80 MgO; 33,34 CaO; 0,16 CrO_{3 в.р.}; 0,45 CrO_{3 к.р.}.

Извлечение в раствор MgO=59,2%; CrO_{3 в.р.}=90,0%; CrO_{3 к.р.}=51,2%.

Пример 17

Шлам подвергают карбонизации после предварительной обработки его в течение 10 мин при 30°С (пример 1) маточными растворами со стадии декарбонизации. После отделения от раствора влажный шлам (28,6% Н₂O) в количестве 145,9 г (содержание в сухом, %: 24,00 MgO; 0,71 CrO_{3 в.р.}; 0,74 CrO_{3 к.р.}) смешивают с 1360 мл раствора со второй стадии карбонизации и ведут процесс аналогично примеру 16.

Полученный раствор для декарбонизации содержит, г/л: 12,80 MgO; 0,86 CrO₃; 0,30 CaO.

Выход конечного сухого шлама - 84,5 г.

Состав, %: 8,52 MgO; 33,06 CaO; 0,40 CrO_{3 к.р.}; CrO_{3 в.р.} отс.

Извлечение в раствор, %: MgO=71,2; CrO_{3 к.р.}=55,8; CrO_{3 в.р.}=100,0.

Пример 18

Шлам подвергают карбонизации после предварительной обработки его маточными растворами в течение 30 мин при 90°С (пример 9). После отделения от раствора влажный шлам (38,0% Н₂O) в количестве 166,2 г (содержание в сухом, %: 24,1 MgO; 0,25 CrO_{3 в.р.}; 0,75 CrO_{3 к.р.}) смешивают с 1340 мл раствора со второй стадии карбонизации и ведут процесс аналогично примеру 16.

Полученный раствор содержит, г/л: 12,90 MgO; 0,54 CrO₃; 0,32 СаО. Выход конечного сухого шлама - 84,6 г. Состав, %: 8,33 MgO; 33,00 СаО; 0,32 CrO_{3 к.р.}; CrO_{3 в.р.} - отс. Извлечение в раствор, %: MgO=71,7; CrO_{3 к.р.}=64,9; CrO_{3 в.р.}=100,0.

Пример 19

1000 мл раствора бикарбоната магния (12,48 г/л MgO; 0,62 г/л CrO₃; 0,32 г/л СаО), полученного на первой стадии карбонизации, направляют на декарбонизацию, которую проводят с перемешиванием при 40°С и рН=7,0-7,3.

После выделения в осадок ОКМ его отделяют от раствора, промывают водой и сушат при 200°С. Маточный раствор направляют на предварительную обработку исходного шлама.

В результате проведенной операции получают 940 мл раствора (3,44 г/л MgO; 0,67 г/л CrO₃; 0,30 г/л СаО) и 20,40 г сухого осадка ОКМ с содержанием 45,29% MgO; 0,18% СаО. После прокаливания при 1000°С в течение часа получают оксид магния состава: 97,40% MgO; 0,38% СаО; 2,19% CO₂. Выделение оксида магния из раствора в ОКМ - 74,0%.

Пример 20

Аналогичен примеру 19. Декарбонизацию ведут при 50°С, рН=7,0-7,3 После разделения жидкой и твердой фазы получают 920 мл раствора (3,36 г/л MgO; 0,68 г/л CrO₃; 0,30 г/л СаО) и 20,70 г сухого осадка ОКМ с содержанием 45,42% MgO; 0,20% СаО. После прокаливания оксид магния содержит 97,25% MgO; 0,42% СаО; 2,30% CO₂. Выделение оксида магния в ОКМ - 75,32%.

Пример 21

Аналогичен примеру 19. Декарбонизацию ведут при 60°С, рН=7,0-7,3. Получают 920 мл раствора (3,30 г/л MgO; 0,66 г/л CrO₃; 0,22 г/л СаО) и 20,80 г сухого осадка ОКМ с содержанием 45,38% MgO; 0,62% СаО. После прокаливания оксид магния содержит 96,52% MgO; 1,30% СаО; 2,15% СО₃. Выделение оксида магния в ОКМ - 75,64%. С увеличением температуры увеличивается содержание оксида кальция в растворе.

Пример 22

Аналогичен примеру 19. Декарбонизацию ведут при 75°С, рН=7,0-7,3. Получают 900 мл раствора (3,62 г/л MgO; 0,68 г/л CrO₃; СаО - отс.) и 20,0 г сухого ОКМ с содержанием 46,20% MgO; 1,54% СаО. Содержание в прокаленном продукте - 95,61% MgO; 3,18% СаО; 1,20% CO₂. Выделение оксида магния в ОКМ - 74,03%.

Пример 23

Аналогичен примеру 19. Декарбонизацию ведут при 30°С, рН=7,0-7,3. Получают 970 мл раствора (10,00 г/л MgO; 0,64 г/л CrO₃; 0,31 г/л СаО) и 7,04 г сухого осадка ОКМ с содержанием 38,35% MgO; 0,25% СаО. Оксид магния содержит 95,33% MgO; 0,62% СаО; 4,00% CO₂. Выделение оксида магния в ОКМ - 21,63%, уменьшается с понижением температуры раствора.

Пример 24

Аналогичен примеру 19. Декарбонизацию ведут при 40°С, рН=7,4-7,5. Получают 944 мл раствора (3,40 г/л MgO; 0,65 г/л CrO₃; 0,11 г/л СаО) и 20,4 г сухого осадка ОКМ с содержанием 45,10% MgO; 1,05% СаО. Состав оксида магния - 96,84% MgO; 2,25% СаО; 0,95% CO₂. Выделение оксида магния в ОКМ - 74,35%. С увеличением значения рН, увеличивается содержание оксида кальция в ОКМ и соответственно в оксиде магния.

Пример 25

Аналогичен примеру 19. Декарбонизацию ведут при 50°С, рН=7,4-7,5. Получают 930 мл раствора (3,38 г/л MgO; 0,68 г/л CrO₃; 0,10 г/л СаО) и 21,0 г сухого осадка ОКМ с содержанием 44,47% MgO; 1,10% СаО. Состав оксида магния - 96,10% MgO; 2,40% СаО; 1,5% СО₂;. Выделение оксида магния в ОКМ - 74,80%.

Пример 26

Аналогичен примеру 19. Декарбонизацию ведут при 60°С, рН=7,4-7,5. Получают 920 мл раствора (3,42 г/л MgO; 0,67 г/л CrO₃; 0,08 г/л СаО) и 21,2 г сухого осадка ОКМ с содержанием 44,05% MgO; 1,16% СаО. Состав оксида магния - 95,92% MgO; 2,52% СаО; 1,56% CO₂. Выделение оксида магния в ОКМ - 74,80%.

Таким образом при введении предварительной обработки шлама перед карбонизацией маточными растворами увеличивается использование оксида магния на 12-12,5% (примеры 17, 18), извлечение оксида хрома водорастворимой формы до 100%, кислоторастворимой на 4,6-13,7% (таблица 2). Выполняется техническая задача изобретения.

Таблица 1
Условия и результаты проведения способа переработкиСостав: Cr₂О_{3 общ.}=6,82%; CrO_{3 в.р.}=1,40%; CrO_{3 к.р.}=0,78%; СаО=28,36%; MgO=22,3%№ примераУсловия предвар. обработки шламаСодержание CrO_{3 в.р.} в сух. шламе, %Извлечение CrO_{3 в.р.} из шлама, %Содержание MgO в р-ре, г/лВыделение MgO, %ПримечаниеПродолжит., минТемпература, °Сдо гидратациипосле гидратацииот CrO_3в.р.от CrO_3общ.до гидрат.после гидрат.от содерж. в р-реот содерж. в шламе123456789101112110301,400,7147,27,33,440,0598,512,2210501,400,5757,89,03,44отс.100,012,3330301,400,5955,78,73,44отс.100,012,3430501,400,4963,69,83,44отс.100,012,3515501,400,5360,09,43,44отс.100,012,3610601,400,4864,010,03,44отс.100,012,3730601,400,4566,210,33,44отс.100,012,3810901,400,2879,612,33,44отс.100,012,3 930901,400,2581,812,73,44отс.100,012,3105301,400,7148,67,63,441,8446,65,7 115501,400,5857,68,93,441,2663,47,8 1240301,400,6154,48,43,44отс.100,012,3 1340501,400,5459,69,33,44отс.100,012,3 1410201,400,7843,46,83,441,7848,25,9 1530201,400,7247,67,43,441,4657,67,1 

Таблица 2
Результаты карбонизации суспензии шлама№ примераИсходный шлам, сухойУсловия предварительной обработки шламаРезультаты карбонизацииКоличество, гСодержание, мас.%Конечный шлам, сухойРастворMgOCrO_{3 в.р.}CrO_{3 к.р.}CaOПродолжит., минТемпература, °СКоличество, гСодержание, мас.%Содержание MgO, г/лИзвлечение, мас.%MgOCrO_3в.р.CrO_3к.р.CaOMgOCrO_{3 в.р.}CrO_{3 к.р.}1610022,301,400,7828,36--84,210,800,160,4533,349,6359,290,451,21710022,301,400,7828,361030---------  Шлам после обработки (пример 1)           104,224,000,710,74---84,58,52отс.0,4033,0612,8071,2100,055,81810022,301,400,7828,363090---------  Шлам после обработки (пример 9)           103,224,100,250,75---84,68,33отс.0,3233,0012,9071,7100,064,9

Таблица 3
Результаты декарбонизации растворов бикарбоната магния (12,90 г/л MgO; 0,32 г/л СаО; 0,62 г/л CrO₃)№ примераУсловия декарбонизацииСостав раствора после декарбонизации г/лВыделение MgO в осадок, %Состав осадка, %Примечаниетемпература, °СрН р-раMgOСаОCrO₃сухогопрокаленногоMgOСаОMgOСаО19407,0-7,33,440,300,6774,0045,290,1897,400,38Заявляемый объект20507,0-7,33,360,300,6875,3245,420,2097,250,4221607,0-7,33,300,220,6675,6445,380,6296,521,3022757,0-7,33,62отс.0,6874,0346,201,5495,613,18 23307,0-7,310,000,310,6421,6338,350,2595,330,62 24407,4-7,53,400,110,6574,3545,101,0596,842,25 25507,4-7,53,380,100,6874,8044,471,1096,102,40 26607,4-7,53,420,080,6774,8044,051,1695,922,52 

Изобретение относится к методам переработки шлама, получаемого в производстве соединений хрома окислительным разложением руд, который в настоящее время как токсичный отход складируется в прудах - шламонакопителях и представляет существенную экологическую угрозу. Способ переработки шлама хроматного производства включает обработку его суспензии углекислотой, отделение твердого остатка, декарбонизацию раствора бикарбоната магния, отделение осадка основного карбоната магния, его сушку и прокалку. Перед карбонизацией шлама проводят его обработку маточными растворами, полученными после выделения основного карбоната магния. Предварительную обработку шлама маточными растворами проводят при интенсивном перемешивании в течение 10-30 мин при 30-90°С. Суспензию шлама после предварительной обработки подвергают фильтрации или отстаиванию с получением раствора хромата натрия, очищенного от магния, который направляют в основное производство хромата натрия или на извлечение оксида хрома. Карбонизацию ведут по противоточной схеме в несколько стадий при Т:Ж=12÷20, длительность каждой 30-120 мин. Декарбонизацию растворов бикарбоната магния проводят при температуре 40-60°С и рН раствора 7,0-7,3 при перемешивании. Результат изобретения: разработка более технологичной и эффективной безотходной технологии. 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ переработки шлама хроматного производства, включающий обработку его суспензии углекислотой, отделение твердого остатка, декарбонизацию раствора бикарбоната магния, отделение осадка основного карбоната магния, его сушку и прокалку, отличающийся тем, что перед карбонизацией шлама проводят его обработку маточными растворами, полученными после выделения основного карбоната магния.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительную обработку шлама маточными растворами проводят при интенсивном перемешивании в течение 10-30 мин при 30-90°С.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что суспензию шлама после предварительной обработки подвергают фильтрации или отстаиванию с получением раствора хромата натрия, очищенного от магния, который направляют в основное производство хромата натрия или на извлечение оксида хрома.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что карбонизацию ведут по противоточной схеме в несколько стадий при Т:Ж=12÷20, длительность каждой 30-120 мин.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что декарбонизацию растворов бикарбоната магния проводят при температуре 40-60°С и рН раствора 7,0-7,3 при перемешивании.