Способ получения хромово-аммонийных квасцов Советский патент 1983 года по МПК C01G37/10 

.;. Изобретение относится к технологии получения хромово-аммонийных квасцов (ХАК) и электролитического хрома. Известен способ получения из бедной хромовой руды (/ 30% ) путем растворения ее в 4О% серной кислоте с добавкой /V 3% хрсмовЬго ангнд{жда в виде анолвта. Растворение ведут в авто клаве при 13O-16Q C. Раствор аоспе введения иг|бытка-;сульфага аммония ста билюируют в течение 4-5 ч прв с последующей одночасовой выдержкой при . Затем охлажда{рт в вакуумкриств лизаторе до в течение часа и вЫ павшие кристаллы желеэоаммонвйных квасцов (ЖАК) отфильтрр;вывают, а ма точный раствор ставят на старение, при котором происходит выпадение кри( таллов ХАК.. Старение. - процесс про должитепьный в среди ускорякшшх торов указано и введение двухвалентного хрсма. Первичные крисгешлы ХАК neg /кристаллвзовывают. Тем не ме1юе хром, полученный КЗ этих квасцов, (годеркит . около 0,5% железа, что указывавт н9 сои держание в ХАК железа в отношении к хрому 1:2ОО. ХАК содержит щямесв и некоторых металле®, {шходяшихся в руьдеГ11Известен также способ получения ХАК путем растворения феррохрома в смеси оборотных растворов, содержащих серную кислоту. После растворения в pacTBOjp добавляют маточный раствор от рекриотаплЕзатга сырых ЖАК, содержащей 8Ог/л NH в виде сульфата, и рхлаж- « денный ниже-8О С,фильтруют. Фильтрат . стабилизируют в течение нескольких часов щал температуре выше 8Ос, а за- тем в течение 9О мнн охлаждают до в вакуум-«рвсталлизаторе. Выпав шие кристаллы сырых ХАК отфильтровывают, а маточный раствор направляют в бак старения, куда добавляют часть отработанного католита, содержащего около 12 г/л двухвалентного хрома. Crapeние проводят в течение Ю сут при температуре ЗО С и около 8О% хрсма нзвле

кают в виде ХЛК с отношением железа к хрому 1:2ОО-1:4ОО 2.

Вышеописанные способы характеризуются сложностью, длительностью отдель ных стадий и не обеспечивают высокой частоты продукта.

Наиболее близким по технической супьности и достигаемому результату является способ получения хромово-аммонийных квасцов, заключающийся в том, что хромо вую руяу в количестве 1 кг (содержание xpioMa - 34%) выщелачивают в 80% серпой кислоте с добавкой бихрсялата. аммония, В раствор вводят ЗОО г/л сульфата аммония, охлаждают и фильтруют от примесей. Фильтрат, содержащий (): 62 fe ЗОО (Нд) бОд И около 700 используют в качестве электролита, в котором при 20-22 С, плЬт ности тока 1 А/дм и напряжении 2,5В проводят электролиз в течение 3 суток, В результате получают 420 г кристаллов ХАК, Извлечение хрома в виде ХАК соо тавляет около 25%ГзЗ,

Недостатком способа является невысокая степень извлечения хрома в продукт (25%) и сложность процесса, обусловленная необходимостью использования концентрированных кислых окислительных раотворов, а также сложность процесса фил1 трашш иэ-ва вязкости растворов, полу- че.Н1гых при вышелхчивании руды.

Целью изобретения является повышение степени извлечения хрома в продукт и упрощение процесса,

Поставленная цель достигается описываемым способом получения хромовоаммонийных квасцов, включающим выщелачивание хромсодержащего сырья - фер рохрома, серной кислотой в присутствии сульфата аммотш, взятого с избытком, охлаждение раствора с выделением пр месей, кристаллизацию хромово-аммони ных квасцов из раствора при одновреме ном электролизе этого раствора и рекрио галлизаиию хромово-аммонийных квасцов.

Целесообразно электролиз вести при , объемной плотности тока 0,О50,1 А/л и катодной плотности тока - 2-3 А-дм. Сульфат амминия целесообразно использовать с избытком, равным 1О-15 г/л раствора.

Замена руды на феррохром заметно упрощает процесс. Феррохром легко и почти без остатка растворяете с чением смеси сульфатов трехвалентного хрома и двухвалентного железа, содержащий 1изкую концентрацию свободной серной кислоты 5-5О г/л. После отделения ЖАК мйточкый раствор содержит высокую концентрацию трехвалентного хрома. Электролиз этого раствора обеспечивает высокий выход по току двухвалентного хрома, т,е, высокий эффект действия катализатора. Росту скорости кристаллизации и степени извлечения хрома в продукт способствует также оптимальный режим электролиза. При катодной плотности тока менее 2 А/дм скорость образования . двухвалентного хрома не .обеспечивает поддержания в растворе ощутимой концентрации двухвалентного , а при более 3 А/дм заметно возрастает скорость параллельной реакции выделения водорода и появляется возможность разряда двухвалентного хрома до металла, Не менее важную роль играет и температура кристаллизации. Скорость кристаллизации зависит от скорости перехода зеленой модификации сульфата хрома в фиолетовую, который характеризуется высокой энергией активации и заметно зависит от температуры. Однако повышение температуры выше 35 С не выгодно, так как заметно возрастает растворимость ХАК и степень извлечения хрома снижается. Оптимальным температурным пределом является 25-35°С, которые обеспечивают извлечение хрома в виде ХАК в пределах 8О-85%. Все это приводит к сокращению продолжительности процесса кристаллизации до 20-24 ч.

По сравнению с известным способом скорость кристаллизации возрастает примерно в ip раз.

Содержание железа в первичных ХАК зависит от глубины охлаждения раствора при дробной кристаллизации ХАК, а также от степени отжатия и отмьшки кристаллов ХАК и находится в пределах 0,02О,О8% при содержании хрома 1О%, Это не обеспечивает получение ю них чистого металлического хрсяла.

Согласно изобретению, первичные ХАК растворяются в дистиллированной воде при талпературе 70-75 С, При этом основная часть сульфата хрома остается в виде фиолетовой модификации, что при рекристаллизации обеспечивает еще более высокую скорость кристаллизации ХАК, В данном случае кристаллизация в отм ченных выше условиях заканчивается с 8О% извлечением хрома за 12-15 ч, Содер)кание железа во вторичных ХАК соотавляет О,001-О,002%, Однако для того/ чтобы достичь 8О% извлечения хрома.