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铬铁矿化学加工chemical processing of chromite ore

时间：2020-03-01 来源：网络浏览：

铬铁矿 (FeO·Cr₂O₃)是冶金原料，在无机盐工业中，用化学方法可将铬铁矿加工成一系列铬化合物。铬矿有30多种，其中有工业价值的主要是铬铁矿。1981年世界铬矿石开采量约为9Mt，其中在化学工业中的消费量占总消费量的20％左右。南非是最大开采地区，1981年开采量为3.09Mt。
　　1850年，俄国组建规模较大的(年产1000～1500t)重铬酸盐厂。1885年，美国的巴尔的摩铬工厂开始生产重铬酸钠，同期欧洲的一些国家也进行铬化合物的生产。
　　加工方法 　铬是两性物质，以多价态存在。铬铁矿的化学加工方法有碱性氧化法、还原铬铁法。前者是工业上普遍采用的方法。两法都是先制取铬酸钠，再进一步加工成一系列铬化合物（见图）。

　　碱性氧化法　分为钠碱法和钾碱法，以钠碱法为主(主要用纯碱)。在实际生产中为了减少纯碱的消耗及减轻焙烧时的烧结现象，可加钙质填料焙烧。纯碱石灰氧化焙烧法虽产生的废渣量大、处理困难，但因耗碱量少、经济合理、生产稳定等因素，目前被广泛采用。此法要求铬铁矿中三氧化二铬的含量应不低于35％，硅、铝等杂质含量越少越好，因这些杂质的存在会增加碱耗、降低炉料的熔点、影响转化率和产品质量。将经选矿除去大部分杂质的200目左右的矿粉与纯碱、石灰质填料，按一定比例在混料器中混合，造粒后送入回转窑（见窑），在1100～1200℃的高温下，于氧化气氛中焙烧约 1～4h，冷却后粉碎，再用水浸取、过滤、精制得到铬酸钠溶液。焙烧过程中的主要反应为：　

4(FeO·Cr₂O₃)＋8Na₂CO₃＋7O₂─→8Na₂CrO₄＋2Fe₂O₃＋8CO₂

在加工过程中控制各种物料的配比及焙烧条件很重要，配比由矿石的质量、有害杂质的含量而定，同时物料配比也影响焙烧条件的选择。氧化焙烧是该法的关键工序，直接影响铬的转化率、收率及经济效益。
　　还原铬铁法　先将铬铁矿还原得到铬铁。再由铬铁加工成铬酸钠。有煅烧氧化和电解氧化两种方法：煅烧氧化是将铬铁和纯碱（或烧碱）在 800℃下进行氧化煅烧，使铬铁中的铬氧化成六价，生成铬酸钠，与铁分离；电解氧化是以铬铁作阳极、铅为阴极，在碱溶液中电解氧化，阳极不断消耗而氧化成铬酸钠。
　　产品用途 　在铬化合物中最有工业价值的是铬酸的钠盐和钾盐，特别是重铬酸钠和铬酐，此外还有重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)、硫酸铬钾、碱式硫酸铬等，它们的用途十分广泛（见表）。

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