СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОХРОМАТА НАТРИЯ Российский патент 2012 года по МПК C01G37/14 

Изобретение относится к области получения соединений хрома, в частности монохромата натрия из хромитовой руды.

Известны способы получения монохромата натрия путем окислительной прокалки шихты, состоящей из хромитовой руды, кальцинированной соды и наполнителя. Как известно, наполнитель необходим для того, чтобы ослабить плавкость хромитовых шихт и для связывания примесей хромитовой руды (см. Т.Д.Авербух, П.Г.Павлов. Технология соединений хрома. Л.: Химия, 1973, с.83-84).

Известен способ получения монохромата натрия путем окислительной прокалки шихты, состоящей из хромитовой руды, кальцинированной соды и наполнителя - доломита, с последующим выщелачиванием полученного спека оборотными растворами, фильтрацией пульпы, репульпацией шлама (осадка), повторного его выщелачивания и фильтрации шлама с применением при выщелачивании карбоната натрия и возвратом раствора после вторичной фильтрации на стадию выщелачивания спека, причем повторное выщелачивание проводят раствором соды, содержание которой в растворе должно быть достаточным для полного перевода присутствующих в спеке соединений кальция в карбонат кальция, и после вторичной фильтрации раствор подвергают карбонизации и затем частично направляют его на репульпацию шлама после выщелачивания спека (см. авторское свидетельство СССР №245055, МПК C01G 37/14, приоритет от 01.06.1967 г., опубликовано 04.06.1969 г.«Способ получения монохромата натрия»).

Недостатком данного способа является то, что он требует очистки раствора монохромата натрия от соединений кальция, которую осуществляют повторным выщелачиванием шлама раствором соды, а также карбонизацией раствора после вторичной фильтрации, что усложняет способ получения монохромата натрия и увеличивает его энергоемкость. При окислительной прокалке шихты в трубчатых печах из-за высокого содержания в шихте соды и соединений кальция образуются настыли - кольца, которые препятствуют нормальной работе печи, а иногда приводят к длительной ее остановке, что является еще одним недостатком способа.

Известен способ получения монохромата натрия путем окислительной прокалки шихты, состоящей из хромитовой руды, кальцинированной соды и доломито-шламового наполнителя, с последующим выщелачиванием полученного спека (см. В.А.Рябин и др. Труды УНИХИМ, вып.XVI, 1967 г., с.123-124).

Недостатком данного способа является то, что для получения монохромата натрия хорошего качества требуется дополнительная очистка его от примесей, что, в свою очередь, повышает энергоемкость способа.

Известен способ получения монохромата натрия путем окислительной прокалки шихты, состоящей из хромитовой руды, кальцинированной соды и известково-шламового наполнителя, с последующим двухстадийным выщелачиванием полученного спека оборотными растворами, фильтрацией и очисткой фильтрата от примесей алюминия (см. Т.Д.Авербух, П.Г.Павлов. Технология соединений хрома. Л.: Химия, 1973, с.99-119).

Недостатком способа является то, что из-за высокого содержания в шихте карбонатов кальция и натрия возможно плавление спека, что приводит к налипанию массы в печах и их частым остановкам на чистку. Кроме того, после выщелачивания полученного спека необходима очистка от алюминия готового раствора монохромата натрия.

Теоретически содержание извести (СаО) для известковых шихт при получении монохромата натрия можно рассчитать по формуле УНИХИМ исходя из примесей в шихте (см. Т.Д.Авербух и П.Г.Павлов. Технология соединений хрома. Л.: Химия, 1973, с.88), имеющей следующий вид:

СаО=1,88·SiO₂+0,91·Al₂O₃+0,82·Fe₂O₃+0,31·Cr₂O₃,

где SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ и Cr₂O₃ - процентное содержание данных компонентов в хромитовой руде.

На практике количество задаваемой извести определяется опытным путем в зависимости от содержания примесей в растворе монохромата натрия, что приводит к получению некачественного готового продукта, требующего дополнительной очистки.

Известен способ получения монохромата натрия, включающий прокаливание шихты, состоящей из хромитовой руды, кальцинированной соды и извести (наполнителя), в присутствии воздуха при температуре 750-1000°С, способствующей распаду хромитовой руды и окислению содержащегося в ней хрома до шестивалентного состояния и получения хромата, в течение 3 часов, то есть времени, необходимого для окисления не более 80% хрома до хромата, выщелачивание прокаленного спека для получения раствора хромата, отделение раствора хромата от нерастворимого вещества прокаленного спека и концентрирующую обработку (обогащение) оставшегося нерастворенного вещества для отделения и восстановления нераспавшегося хромита, содержащегося в нем (см. патент Великобритании №568883, МПК C01G 37/14, опубликовано 03.03.1942 г.«Способ производства хромата»).

Основным недостатком данного способа является его трудоемкость, так как включает такую операцию, как обогащение (концентрирующее воздействие на нерастворенное вещество). Для того чтобы избежать сплавления прокаливаемой массы, содержащей в качестве наполнителя одну известь, шихту прокаливают меньшее количество времени, необходимого для окисления всего находящегося в хромитовой руде хрома до хромата, что требует дополнительной операции доизвлечения хрома путем обогащения, что также усложняет способ.

Кроме того, шихта содержит известь, количество которой в 1,5-2 раза превышает количество хромитовой руды, что является экономически невыгодным при получении качественного монохромата натрия из бедной и очень бедной хромитовой руды и может привести к сбою технологического процесса.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является способ получения монохромата натрия, включающий окислительную прокалку при 1150-1250°С шихты, состоящей из хромитовой руды, кальцинированной соды и наполнителя, с последующим выщелачиванием полученного спека раствором карбоната натрия и фильтрацией пульпы. В качестве наполнителя шихты используют известково-шламовый наполнитель, содержание извести СаО в наполнителе задают в зависимости от количества примесей в руде, после фильтрации пульпы проводят репульпацию шлама и его повторную фильтрацию с возвратом раствора на стадию выщелачивания спека, а шлама - на стадию прокалки (см. патент Российской Федерации №2281250, C01G 37/14, опубликовано 2006.08.10 «Способ получения монохромата натрия»).

Основным недостатком данного способа, как и всех вышеописанных, является применение кальцийсодержащего наполнителя шихты, что влечет за собой ряд отрицательных моментов.

1. При медленном нагревании шихты в условиях противотока с топочными газами СаО превращается в СаСО₃, образующий с Na₂CO₃ легкоплавкую эвтектику. Это вызывает скатывание прокаливаемой массы в крупные плотные гранулы и намазывание ее на стенки печи (см. Т.Д.Авербух, П.Г.Павлов. Технология соединений хрома. Л.: Химия, 1973, с.83-84). Образование настылей (колец) приводит к увеличению пылеуноса во вращающихся печах, что снижает производительность. Кроме того, извлечение из вращающейся печи крупных окатышей сопряжено с тяжелым ручным трудом.

2. Большие потери шестивалентного хрома со шламом, которые составляют обычно 6-8% от хрома руды и обусловлены хемосорбцией иона

кальцийсодержащими фазами спека и продуктами их гидратации и образованием нерастворимых или труднорастворимых в воде хроматсодержащих твердых фаз, главным образом, хромато-алюминатов кальция.

3. Требуется очистка раствора монохромата натрия от соединений кальция путем карбонизации раствора, что усложняет способ получения монохромата натрия и увеличивает его энергоемкость.

4. Получаемый монохромат натрия загрязнен соединениями кремния.

5. В процессе разделения раствора монохромата натрия и шлама происходит засорение капроновых фильтротканей, что может привести к ухудшению фильтрации и соответственно к значительному возрастанию потерь шестивалентного хрома со шламом. Засорение фильтротканей происходит, главным образом, в результате выделения карбоната кальция из раствора монохромата натрия (см. Л.Г.Ширинкин, Л.С.Скатина. Труды УНИХИМ, вып.XII, 1966 г., с.93-96).

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение способа получения монохромата натрия за счет следующего:

1) снижения плавкости шихты и предотвращения ее налипания на стенки печи;

2) исключения операции очистки монохроматных щелоков от соединений кальция;

3) снижения степени цементации фильтрующей ткани, а также исключения отложений карбоната кальция на внутренней поверхности оборудования и трубопроводов, контактирующей с монохроматными щелоками после их карбонизации;

4) снижения токсичности отбросного шлама за счет уменьшения содержания Cr⁶⁺ в нем и увеличения степени извлечения хрома из хромитовой руды;

5) исключения операции очистки бихромата натрия перед дальнейшей переработкой от соединений кремния.

Заявляемый технический результат достигается тем, что в способе получения монохромата натрия путем окислительной прокалки шихты, состоящей из хромитовой руды, кальцинированной соды и наполнителя, с последующим выщелачиванием спека раствором монохромата натрия, полученного после отмывки шлама, и фильтрацией пульпы, отмывкой шлама от монохромата натрия с возвратом этого раствора на стадию выщелачивания спека, а шлама - на стадию приготовления шихты, согласно изобретению в качестве наполнителя шихты используют магнезитовый или магнезитово-шламовый наполнитель.

Использование в заявляемом способе в качестве наполнителя шихты магнезитового или магнезитово-шламового наполнителя исключает образование легкоплавкой эвтектики СаСО₃ и Na₂CO₃, как следствие, снижает плавкость шихты и предотвращает ее налипание на стенки печи.

Благодаря отсутствию кальция в шихте раствор монохромата натрия не будет содержать примеси в виде соединений кальция, а следовательно, не требуется очистка монохромата натрия от кальция и не будут образовываться отложения карбоната кальция на фильтрующей ткани, внутренней поверхности оборудования и трубопроводов, контактирующей с монохроматными щелоками.

Кроме того, заявляемый способ позволяет снизить содержание шестивалентного хрома в шламе за счет исключения образования хромато-алюминатов кальция и снижения хемосорбции иона минеральными фазами спека. Благодаря этому удается более полно извлекать хром хромитовой руды и уменьшить потери монохромата натрия. Так по способу-прототипу содержание шестивалентного хрома составляет 3,78% в пересчете на CrO₃, а по заявляемому способу - 0,2-0,3% в пересчете на CrO₃, т.е. в среднем в 15 раз ниже.

Возврат шлама на стадию прокалки позволяет увеличить процент использования хрома хромитовой руды, уменьшить потери монохромата натрия и снизить количество отбросного шлама.

По заявляемому способу в растворе монохромата натрия (желтые щелока) при концентрации CrO₃ 150-200 г/л присутствует примерно 0,8-2,0 г/л Al₂O₃, т.е. выше, чем по способу прототипу: 0,03-0,04 г/л по Al₂O₃. Однако значение Al₂O₃/SiO₂ масс.в желтых щелоках по заявляемому способу гораздо больше единицы, благодаря чему в ходе очистки раствора монохромата натрия от алюминия удается практически полностью удалить кремний (остаточное содержание SiO₂ в желтых щелоках по заявляемому способу составляет меньше 1 мг/л). При введении в состав шихты достаточного для связывания примесей руды количества негашеной извести (как в способе прототипе) или другого соединения кальция (например, доломит, известняк и т.д.) в желтых щелоках значение Al₂O₃/SiO₂ масс. приближается к единице или даже становится меньше единицы, в результате чего в процессе предварительного травления не всегда удается достичь требуемой очистки желтых щелоков от SiO₂ (см. М.Я.Попильский и др. Труды УНИХИМ, вып.52, 1981 г., с.10-13). Поэтому при переработке таких желтых щелоков для получения качественных продуктов (хромового ангидрида, окиси хрома) требуется дополнительная стадия очистки раствора бихромата натрия от соединений кремния.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности, как «новизна».

Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности, как «изобретательский уровень».

Для получения монохромата натрия используют следующее исходное сырье: хромитовая руда, кальцинированная сода, магнезит (допускается использовать жженую магнезию) и оборотный шлам после использования в качестве наполнителя шихты магнезита. Магнезит (жженая магнезия) с оборотным шламом, как каждый отдельно, так и их смесь, является в шихте наполнителем.

Из исходного сырья готовят шихту следующего состава.

1. При использовании в качестве наполнителя магнезита: Cr₂O₃ - 14-17%, Na₂CO₃ - 90-110% от стехиометрического количества, необходимого на реакции с Cr₂O₃, Fe₂O₃, SiO₂ и Al₂O₃, содержащимися в хромитовой руде.

2. При использовании в качестве наполнителя шихты жженой магнезии: Cr₂O₃ - 17-20%, Na₂CO₃ - 90-110% от стехиометрического количества, необходимого на реакции с Cr₂O₃, Fe₂O₃, SiO₂ и Al₂O₃, содержащимися в хромитовой руде.

3. При использовании в качестве наполнителя шихты оборотного шлама: Cr₂O₃ - 16-19%, Na₂CO₃ - 90-110% от стехиометрического количества, необходимого на реакции с Cr₂O₃, Fe₂O₃, SiO₂ и Al₂O₃, содержащимися в хромитовой руде.

4. При использовании в качестве наполнителя шихты смеси магнезита и оборотного шлама, полученного после использования в качестве наполнителя магнезита, с соотношением массовым (магнезит):(оборотный шлам)=1:7:Cr₂O₃ - 17-20%, Na₂CO₃ - 90-110% от стехиометрического количества, необходимого на реакции с Cr₂O₃, Fe₂O₃, SiO₂ и Al₂O₃, содержащимися в хромитовой руде.

При содержании Cr₂O₃ в шихте ниже указанных интервалов значительно снижается степень окисления хрома. При более высоком содержании Cr₂O₃ в шихте (чем указанные интервалы) в спеке увеличивается доля жидкой фазы, из-за чего происходит оплавление спека и вследствие затруднения доступа кислорода к Cr₂O₃ снижается степень окисления хрома.

При содержании Na₂CO₃ в шихте менее 90% от стехиометрического количества резко снижается степень окисления хрома из-за недостаточного количества щелочного реагента. При содержании Na₂CO₃ более 110% от стехиометрического количества кальцинированная сода расходуется на побочные реакции, в результате чего снижается степень использования соды и увеличивается количество примесей в готовом продукте (растворе монохромата натрия).

Приготовленную шихту подвергают окислительной прокалке в барабанных вращающихся печах при температуре 1050-1140°С. В данном интервале температур удается достигнуть максимальной степени окисления хрома. Так при температуре прокаливания 1000°С степень окисления хрома составила примерно 90%, при 1200°С - 83-86%, а при температуре 1100°С степень окисления хрома достигла максимального значения - 95-97%.

Полученный после окислительной прокалки спек охлаждают в холодильных вращающихся барабанах, затем его подают в мельницы мокрого помола, куда также задают фильтрат после отмывки шлама с концентрацией монохромата натрия 30-50 г/л по CrO₃, где осуществляют выщелачивание спека при массовом соотношении твердой фазы к жидкой Т:Ж, равном 1:2, и температуре выщелачивания, равной 80-100°С. При этом происходит размалывание спека, растворение монохромата натрия в воде и образование пульпы, состоящей из раствора монохромата натрия и шлама.

Затем пульпу разделяют на ленточных вакуум-фильтрах на фильтрат и шлам первой стадии фильтрации. Раствор первой стадии фильтрации представляет собой раствор монохромата натрия с концентрацией 150-200 г/л по CrO₃. Этот раствор направляют на стадию очистки от примесей алюминия и кремния: подтравливают до рН 8,2-9,0 раствором бихромата натрия. Подтравленный раствор после отстаивания и дополнительной фильтрации на фильтре-сгустителе от осадка, содержащего примеси алюминия и кремния, в виде готового продукта монохромата натрия направляют на дальнейшую переработку. Содержание примесей кремния в этом растворе монохромата натрия составляет менее 1 мг/л (в пересчете на SiO₂).

Шлам после первой стадии фильтрации с целью максимального извлечения монохромата натрия отмывают водой на тех же ленточных вакуум-фильтрах, на которых разделяли пульпу после выщелачивания спека. Фильтрат после отмывки шлама, представляющий собой раствор монохромата натрия с концентрацией 30-50 г/л CrO₃, возвращают в мельницы мокрого помола для выщелачивания спека.

Шлам после отмывки частично направляют на сушку и далее на приготовление шихты. При этом одновременно с оборотным шламом, выполняющим роль наполнителя шихты, на окислительную прокалку возвращают недоокисленный хром.

Остальная часть шлама является отходом производства.

Пример 1. Способ получения монохромата натрия с использованием в качестве наполнителя шихты магнезита

Для получения монохромата натрия используют следующее исходное сырье: хромитовая руда с содержанием Cr₂O₃ - 44,7%;

кальцинированная сода с содержанием Na₂CO₃ - 99,2%;

магнезит с содержанием MgO - 43%.

Готовят шихту при следующем соотношении компонентов:

хромитовая руда - 33,87%;

кальцинированная сода - 28,38%;

магнезит - 37,75%.

Шихту подвергают окислительной прокалке при температуре 1100°С в течение 4 часов. В результате окислительной прокалки образуется спек с содержанием водорастворимого CrO₃ - 25,52%, кислоторастворимого CrO₃ - 0,1%, неразложенного Cr₂O₃ - 1,02%. Степень окисления хрома составляет 95,03%.

Полученный спек охлаждают и выщелачивают при температуре 80°С водой при массовом соотношении Т:Ж=1:2.

Затем полученную пульпу фильтруют. Фильтрат представляет собой раствор монохромата натрия с концентрацией 192,9 г/л по CrO₃, 0,84 г/л по Al₂O₃ и 0,36 г/л по SiO₂. Этот раствор направляют на стадию очистки от примесей алюминия и кремния: подтравливают при 40°С раствором бихромата натрия до рН 9,0 и фильтруют. Подтравленный раствор содержит CrO₃ - 179,5 г/л; Al₂O₃ - 0,24 г/л; SiO₂ - меньше 1 мг/л. После «горячей» бисульфатной травки этого раствора получают раствор бихромата натрия с концентрацией 155,2 г/л по CrO₃, меньше 1 мг/л по Al₂O₃ и меньше 1 мг/л по SiO₂.

Шлам после первой стадии фильтрации отмывают водой в количестве, равном количеству воды, пошедшему на выщелачивание спека. Фильтрат после второй стадии фильтрации (после отмывки шлама) содержит 43,0 г/л CrO₃. Шлам после второй стадии фильтрации содержит водорастворимый CrO₃ в количестве 0,02%, кислоторастворимый CrO₃ в количестве 0,14%, неразложенный Cr₂O₃ в количестве 1,25%. При этом степень извлечения хрома хромитовой руды составляет 96,18%.

Пример 2. Способ получения монохромата натрия с использованием в качестве наполнителя шихты шлама, полученного по примеру 1 (после прокаливания шихты и последующего выщелачивания спека с использованием в качестве наполнителя шихты магнезита).

Для получения монохромата натрия используют следующее исходное сырье:

хромитовая руда с содержанием Cr₂O₃ - 44,7%;

кальцинированная сода с содержанием Na₂CO₃ - 99,2%;

шлам с содержанием CrO₃ водорастворимый - 0,02%,

CrO₃ кислоторастворимый - 0,14%,

Cr₂O₃ неразложенный - 1,25%.

Готовят шихту при следующем соотношении компонентов:

хромитовая руда - 38,61%;

кальцинированная сода - 31,81%;

шлам - 29,59%.

Шихту подвергают окислительной прокалке при температуре 1100°С в течение 4 часов. В результате окислительной прокалки образуется спек с содержанием водорастворимого CrO₃ - 25,80%, кислоторастворимого CrO₃ - 0,10%, неразложенного Cr₂O₃ - 0,62%. Степень окисления хрома составляет 96,93%.

Полученный спек охлаждают и выщелачивают при температуре 80°С при массовом соотношении Т:Ж=1:2 раствором монохромата натрия, полученном по примеру 1 после отмывки шлама, с содержанием CrO₃ 43,0 г/л.

Затем полученную пульпу фильтруют. Фильтрат представляет собой раствор монохромата натрия с концентрацией 162,7 г/л по CrO₃, 1,80 г/л по Al₂O₃ и 0,15 г/л по SiO₂. Этот раствор направляют на стадию очистки от примесей алюминия и кремния: подтравливают при 40°С раствором бихромата натрия рН 9,0 и фильтруют. Подтравленный раствор содержит CrO₃ - 159,6 г/л; Al₂O₃ - 0,25 г/л; SiO₂ - меньше 1 мг/л. После «горячей» бисульфатной травки этого раствора получают раствор бихромата натрия с концентрацией 158,2 г/л по CrO₃, меньше 1 мг/л по Al₂O₃ и меньше 1 мг/л по SiO₂.

Шлам после первой стадии фильтрации отмывают водой в количестве, равном количеству раствора монохромата натрия, пошедшему на выщелачивание спека. Фильтрат после второй стадии фильтрации (после отмывки шлама) содержит 23,6 г/л CrO₃. Шлам после второй стадии фильтрации содержит водорастворимый CrO₃ в количестве 0,03%, кислоторастворимый CrO₃ в количестве 0,13%, неразложенный Cr₂O₃ в количестве 1,17%. При этом степень извлечения хрома хромитовой руды составляет 97,01%.

Пример 3. Способ получения монохромата натрия с использованием в качестве наполнителя шихты смеси магнезита и шлама, полученного после прокаливания шихты и последующего выщелачивания спека с использованием в качестве наполнителя шихты магнезита

Для получения монохромата натрия используют следующее исходное сырье:

хромитовая руда с содержанием Cr₂O₃ - 46,0%;

кальцинированная сода с содержанием Na₂CO₃ - 99,2%;

магнезит с содержанием MgO - 43%;

шлам с содержанием CrO₃ водорастворимый - 0,02%,

CrO₃ кислоторастворимый - 0,12%,

Cr₂O₃ неразложенный - 1,66%.

Готовят шихту при следующем соотношении компонентов:

хромитовая руда - 38,17%;

кальцинированная сода - 31,31%;

магнезит - 3,82%;

шлам - 26,70%.

Шихту подвергают окислительной прокалке при температуре 1100°С в течение 4 часов. В результате окислительной прокалки образуется спек с содержанием водорастворимого CrO₃ - 24,13%, кислоторастворимого CrO₃ - 0,22%, неразложенного Cr₂O₃ - 1,90%. Степень окисления хрома составляет 91,32%.

Полученный спек охлаждают и выщелачивают при температуре 80°С водой при массовом соотношении Т:Ж=1:2.

Затем полученную пульпу фильтруют. Фильтрат представляет собой раствор монохромата натрия с концентрацией 184,6 г/л по CrO₃, 1,53 г/л по Al₂O₃ и 0,03 г/л по SiO₂. Этот раствор направляют на стадию очистки от примесей алюминия и кремния: подтравливают при 40°С раствором бихромата натрия до рН 9,0 и фильтруют. Подтравленный раствор содержит CrO₃ - 182,5 г/л; Al₂O₃ - 0,26 г/л; SiO₂ - меньше 1 мг/л. После «горячей» бисульфатной травки этого раствора получают раствор бихромата натрия с концентрацией 157,2 г/л по CrO₃, меньше 1 мг/л по Al₂O₃ и меньше 1 мг/л по SiO₂.

Шлам после первой стадии фильтрации отмывают водой в количестве, равном количеству воды, пошедшему на выщелачивание спека. Фильтрат после второй стадии фильтрации (после отмывки шлама) содержит 39,5 г/л CrO₃. Шлам после второй стадии фильтрации содержит водорастворимый CrO₃ в количестве 0,03%, кислоторастворимый CrO₃ в количестве 0,07%, неразложенный Cr₂O₃ в количестве 2,81%. При этом степень извлечения хрома хромитовой руды составляет 91,08%.

Пример 4. Способ получения монохромата натрия с использованием в качестве наполнителя шихты обожженного магнезита

Для получения монохромата натрия используют следующее исходное сырье:

хромитовая руда с содержанием Cr₂O₃- 47,8%;

кальцинированная сода с содержанием Na₂CO₃ - 98,0%;

обожженный магнезит с содержанием MgO - 83,80%.

Готовят шихту при следующем соотношении компонентов:

хромитовая руда - 39,78%;

кальцинированная сода - 37,90%;

обожженный магнезит - 22,32%.

Шихту подвергают окислительной прокалке при температуре 1100°С в течение 4 часов. В результате окислительной прокалки образуется спек с содержанием водорастворимого CrO₃ - 27,94%, кислоторастворимого CrO₃ - 0,15%, неразложенного Cr₂O₃ - 0,55%. Степень окисления хрома составляет 97,50%.

Полученный спек охлаждают и выщелачивают при температуре 80°С водой при массовом соотношении Т:Ж=1:2.

Затем полученную пульпу фильтруют. Фильтрат представляет собой раствор монохромата натрия с концентрацией 168,0 г/л по CrO₃, 0,72 г/л по Al₂O₃ и 0,27 г/л по SiO₂. Этот раствор направляют на стадию очистки от примесей алюминия и кремния: подтравливают при 40°С раствором бихромата натрия с концентрацией 150 г/л по CrO₃ до рН 9,0 и фильтруют. Подтравленный раствор содержит CrO₃ - 165,8 г/л; Al₂O₃ - 0,18 г/л; SiO₂ - меньше 1 мг/л. После «горячей» бисульфатной травки этого раствора получают раствор бихромата натрия с концентрацией 160,2 г/л по CrO₃, меньше 1 мг/л по Al₂O₃ и меньше 1 мг/л по SiO₂.

Шлам после первой стадии фильтрации отмывают водой в количестве, равном количеству воды, пошедшему на выщелачивание спека. Фильтрат после второй стадии фильтрации (после отмывки шлама) содержит 19,6 г/л CrO₃. Шлам после второй стадии фильтрации содержит водорастворимый CrO₃ в количестве 0,03%, кислоторастворимый CrO₃ в количестве 0,04%, неразложенный Cr₂O₃ в количестве 0,89%. При этом степень извлечения хрома хромитовой руды составляет 97,69%.

Изобретение относится к области получения соединений хрома. Способ получения монохромата натрия включает окислительную прокалку шихты, состоящей из хромитовой руды, кальцинированной соды и наполнителя, и последующее выщелачивание полученного спека, фильтрацию пульпы и отмывку шлама. При этом в качестве наполнителя шихты используют магнезитовый или магнезитово-шламовый наполнитель. Изобретение позволяет упростить получение монохромата натрия за счет снижения плавкости шихты и содержания шестивалентного хрома в отбросном шламе, исключения операции очистки монохроматных щелоков от соединений кальция и образования отложений карбоната кальция на поверхности оборудования и трубопроводов, а также повысить чистоту монохромата натрия. 4 з.п. ф-лы, 4 пр.

1. Способ получения монохромата натрия путем окислительной прокалки шихты, состоящей из хромитовой руды, кальцинированной соды и наполнителя, последующего выщелачивания полученного спека, фильтрации пульпы и отмывки шлама, отличающийся тем, что в качестве наполнителя шихты используют магнезитовый или магнезитово-шламовый наполнитель.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании в качестве наполнителя шихты магнезита готовится шихта с содержанием Сr₂O₃ 14-17%, Na₂CO₃ - 90-110% от стехиометрического количества, необходимого на реакции с Сr₂O₃, Fe₂O₃ , SiO₂ и Аl₂O₃, содержащимися в хромитовой руде.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании в качестве наполнителя шихты оборотного шлама, полученного после использования в качестве наполнителя магнезита, готовится шихта с содержанием Сr₂O₃ - 16-19%, Na₂CO₃ - 90-110% от стехиометрического количества, необходимого на реакции с Cr₂O₃, Fe₂O₃, SiO₂ и Аl₂O₃, содержащимися в хромитовой руде.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании в качестве наполнителя шихты смеси магнезита и оборотного шлама, полученного после использования в качестве наполнителя магнезита, с соотношением массовым (магнезит):(оборотный шлам)=1:7 готовится шихта с содержанием Сr₂O₃ - 17-20%, Na₂CO₃ - 90-110% от стехиометрического количества, необходимого на реакции с Сr₂O₃, Fe₂О₃ , SiO₂ и Al₂O₃, содержащимися в хромитовой руде.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что шихту прокаливают при температуре 1050-1140°С.