Способ растворения феррохрома

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (ii) 772973

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07. 03. 78 (21) 2617276/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51)М. Кл.

С 01 Я 37/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 2 3.10.8 Бюллетень ¹ 39 (53) УДК 661 В76 (0В8. 8) Дата опубликования описания 2 3. 10. 80 (72) Автор изобретения

Е. С. Кемоклидзе

1

Институт неорганической химии"и электрохимии

АН Грузинской CCP (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ РАСТВОРЕНИЯ ФЕРРОХРОМА

Изобретение относится к металлургии и химии, в частности к способу переработки феррохрома. в чистые хромово-аммонийные квасцы и электролити- 5 ческий хром.

Известен способ растворения феррохрома в растворе, содержащем серную кислоту, путем смешения последних.

По извес гному способу необходимое для1О растворения количество раствора подогревают до 80оС и в течение.7-8 ч в раствор подают феррохром со скоростью 1/7-1/8 часть стехиометрической навески в час, затем температуру реакционной массы доводят до 80-100оС и процесс ведут до полного растворения феррохрома (1) .

Недостатком известного способа является невысокая скорость процесса ( продолжительность одного цикла растворения около 40 ч).

Цель изобретения — ускорение процесса.

Поставленная цель достигается спо-2> собом, заключающимся в том, что феррохром, взятый с 20-30Ъ.избытком от стехиометрии растворяют в серной кислоте при 75-98 С, причем сначала весь феррохром смешивают с 15-30% исходного раствора до прекращения пенообраэования и затем с оставшейся частью раствора, вводимого .со скоростью 1720% в.час с последующим повышением температуры реакционной массы до

100-103оС.

Способ осуществляют следующим об- разом.

В реактор. заливают 15-30% стехиометрического количества исходноБо кислого раствора, занимающих 10-20% объеМа реактора, включают обогрев и в течение часа равномерно при 75-99 С и перемешивании загружают все коли.чество порошка феррохрома .с 20-303 избытком против стехиометрии, после чего равномерно со скоростью 17-20% в час (в течение 4-х ч) в реактор подают оставшуюся часть исходного кислого раствора, процесс ведут с повышением температуры до 100-103 С

0 общей продолжительностью 15-20 ч.

Прекращение процесса. растворения феррохрома осуществляется по результату химического анализа.

Оставшийся на дне реактора феррохром используют- для создания его избытка в следующем цикле растворения.

Часть увлекаемого раствором ферро772973 хрома легко извлекается при предус мотренной по технологии.репульпации силициевого шлама.

Степень растворения составляет

96,6Ъ.

Использование более 30% избытка феррохрома вызывает заметное снижение отношения Ж:Т и не улучшает показатели процесса. Использование же менее 20% избытка феррохрома не дае возможность закончить процесс за

15-20 ч.

Подача в реактор в начале процесса только 15-ЗОЪ от общего количества исходного кислого раствора, занимающих только 10-20% объема реактора> дает возможность проведения реакции 15 с высокой скоростью, так, как 80-90% оставшегося при этом свободного объема реактора устраняет возможность разлива раствора за счет интенсивного пенообразования. 26

Подача исходного кислого раствора со скоростью менее 17Ъ в час не обеспе" чивает оптимальную скорость протекания реакции из-за поддержания в растворе относительно низкого уровня концентрации HgSOg .A при скорости более

20Ъ в час — процесс протекает при более интенсивном вспенивании раствора, а уменьшение свободного объема реактора происходит быстрее, это создает опасность разлива раствора.

Повышение температуры в конце процесса, когда другие факторы,. влияющие на скорость реакции (поверхность твердого реагента и концентрация H2S04) ослабляют свое действие, необходимо для поддержания высокой скорости растворения. Верхний предел температуры 103оС ограничен температурой кипения paствора. При температуре ме.нее 100 С растворение идет медленнее 4() и процесс продолжается более 20 ч.

Пример 1. Используют 5,5 кг феррохрома марки Ф-800 в виде порошка. с размерами частиц менее 1 мм.

Из этого количества растворению подо вергают только 4,2 кг, остальное

1,3 .кг составляют ЗОЪ,избытка. Для выщелачивания феррохрома берут 42.л раствора, составленного из 27 л восстановленного анолита, содержащего

241 г/л Н2504 и 13 г/л хрома, 13 л

50 раствора йосле кристаллизации-хромово-аммонийных квасцов, содержащего

58,5 г/л Н 50.4 и 13 г/л хрома и 2 л концентрированной серной кислоты (d = 1,84), Концентрация серной кис- 55 лоты в растворе 256 г/л. Количество в растворе Н >504 на 9Ъ больше стехиометрического количества, требующегося для растворения хрома и железа иэ

4,2 кг феррохрома. Растворение ведут 60 в эмалированном реакторе {объем 60 л снабженном мешалкой и рубашкой для обогрева.

В реактор загружают 10 л выщелачивающего раствора, что составляет 24Ъ от его общего количества и 17% от объема реактора. Запускают мешалку, включают обогрев и равномерно в течение часа в реактор подают 5,5 кг порошка .феррохрома, Затем со скоростью 8 л/ч (19Ъ раствора) в реактор подают оставшуюся часть выщелачивающего раствора, По завершении подачи всего количества раствора температура в реакторе повышается до 100ОC и по мере концентрирования раствора к концу процесса поднимают до 103 С. Конец процесса, определяемый .химическим анализом раствора в реакторе, достигают за 17 ч. Получают 33 л. раствора, содержащего 110 г/л хрома.

Пример 2. Берут 6 25 кг феррохрома марки Ф-800 в виде порошка с размерами частиц менее 1 мм, остальные 1,25 кг составляют.25Ъ избытка.

Для выщелачивания феррохрома берут

42 л раствора, составленных из 19 л восстановленного.анолита, содержащего

210 г/л Н2504 и 14 г/л хрома, 19 л маточного раствора после кристаллиза ции хромово-аммонийных.квасцов, содержащего 70 г/л Н>504 и 15 г/л хрома и концентрированной серной кислоты(д

1,84). Концентрация серной кислоты в растворе — 294 г/л. Количество в растворе H S04 на 5Ъ больше стехиометрического количества, требующегося для растворения хрома и железа из

5 кг феррохрома.

В реактор загружают 8 л раствора, что составляет 20% от его общего количества и 13Ъ от объема реактора.

Запускают мешалку, включают обогрев

Й равномерно в течение часа в.реактор подают 6,25 кг порошка феррохрома.

Затем со скоростью 8 л/ч (19% раствора) в реактор подают оставшуюся часть выщелачивающего раствора. По завершении подачи всего количества раствора температура в реакторе достигает

100ОС и по мере концентрирования раствора к концу процесса температуру повышают до 103оС. Конец процесса достигают за 18 ч. Получают 32 л раствора, содержащего 127 г/л хрома.. о

П р и и е р 3. Берут 6 кг феррохрома марки Ф-800 в виде .порошка с размерами частиц менее 1 мм. Из этого количества растворению. подвергают только 5 кг, остальные 1 кг .составляют 20Ъ избытка. Для выщелачивания феррохрома берут 43 л.раствора, составленного анолита, содержащего

265 г/л H2SO H 20 r/ë хрома, 11 л маточного раствора от кристаллизации хромово-аммонийных квасцов, содержащего 89 г/л Н >504 и 22 г/л хрома и концентрированной серной кислоты (d 1,84). Концентрация серной кислоты в растворе 286 г/л. Количество

H2SO в растворе на 5% больше стехиометрического количества, требующего для растворения хрома и железа из

5 кг феррохрома.

772973

Составитель С. Лотхова

Редактор А, Долинич Техред И.Асталош КорректорВ. Синицкая

Заказ 74 25 Тираж 65 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В реактор загружают 12 л .раствора, что составляет 28% от его общего количества и 20% от объема реактора.

Запускают мешалку, включают обогрев и равномерно в течение часа в реактор подают 6 кг порошка феррохрома. Затем со скоростью 8 л/ч в реактор подают оставшуюся часть выщелачивающего раствора. По завершении подачи всего количества раствора температура в реакторе достигает 100 С и по мере концентрирования раствора к концу процесса ее повышают до 103 С. Конец процесса достигают за 20 ч. Получают

32 л раствора, содержащего 126 г/л хрома.

Согласно предлагаемого изобретения,15 продолжительность процесса сокращается более, чем в 2 раза и соответственно увеличивается производительность реактора.

Формула изобретения 20

1. Способ растворения феррохрома в растворе, содержащем серную кислоту, путем смещения исходных компонентов при нагревании с последующим повыаением температуры реакционной массы, о т л и ч а ю щ и И с я .тем, что, с целью ускорения процесса феррохром г берут с 20-30% избытком от стехиометрии,. растворяют в серной-кислоте при

75-98ОС весь феррохром .сначала .смешивают с 15-30% исходного. раствора до прекращения ценообразования и затем с оставшейся частью раствора, вводимого со скоростью 17-20% в час, а повышение температуры реакционной массы ведут до 100-103оС.

2. Способ по п. 1, о т л н ч а юшийся -тем, что смещение исходных компонентов ведут при 75-98ОС.

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

1. С romium. V. 2, Edited by. Ma rvin J. Uely. iRelnhold Publishing Corporation, New-Jork, Chapmetn&a1l, LTD, London, 1956, р. 51 (прототип).