本發(fā)明屬于溶質(zhì)分離回收技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法。

背景技術(shù)：

含金屬離子溶液的分離回收不僅是工業(yè)廢水處理的難題，也是礦物浸取、濕法冶金等領(lǐng)域中提升產(chǎn)品質(zhì)量、純度和減少?gòu)U水排放的關(guān)鍵。其中，含鉻、鐵、鋁、鎂等離子的硫酸鹽混合溶液是工業(yè)上常見的中間溶液或廢水，如電鍍污泥酸浸液、金屬表面酸洗液和鉻鐵礦硫酸銨焙燒熟料浸出液等。

目前，溶液中金屬離子分離去除的方法主要包括結(jié)晶法和沉淀法。結(jié)晶法是回收酸性浸出液中cr3+、fe3+、al3+的常用手段。但由于cr3+與fe3+性質(zhì)相近，采用結(jié)晶法得到的鉻礬和銨礬中含有較高鐵雜質(zhì)；多次重結(jié)晶可有效脫除鉻礬和明礬中的鐵雜質(zhì)，但該工藝流程復(fù)雜，成本較高，所得產(chǎn)物為中間產(chǎn)品，還需進(jìn)一步轉(zhuǎn)化；沉淀法通過調(diào)節(jié)體系的酸堿度，將重金屬離子沉淀下來，此過程試劑的消耗量較大，且根據(jù)溶液的性質(zhì)沉淀效率差別較大，并不適合廣泛使用。

cn105018736a公開了一種碳素鉻鐵冶煉渣中鎂、鋁、鉻、鐵綜合回收的方法。該方法先采用硫酸銨焙燒技術(shù)，將煉渣中的鎂、鋁、鉻、鐵等元素轉(zhuǎn)化為其相應(yīng)的易溶于水的硫酸金屬銨鹽，然后進(jìn)行水浸處理，得到浸出液；將浸出液冷卻結(jié)晶，固液分離，得到十二水合硫酸鋁產(chǎn)品和除鋁后液；將除鋁后液與ph調(diào)節(jié)劑混合進(jìn)行沉淀，固液分離，得到含氫氧化鉻和氫氧化鐵的混合物以及富鎂液；向富鎂液中加入硫酸銨固體并攪拌，固液分離，得到六水合硫酸鎂銨晶體和硫酸溶液；該方法不能將鉻與鐵分離，且鉻、鐵、鋁、鎂回收率均較低。

cn106636651a公開了一種含鉻鐵鋁的硫酸體系溶液中鉻和鐵鋁的分離方法，包括以下步驟：向溶液中加入氧化劑進(jìn)行預(yù)處理；調(diào)節(jié)溶液至特定ph值，加入磷酸鹽并在特定溫度下反應(yīng)，得到以磷酸鐵為主的磷酸鐵鋁復(fù)合沉淀和濾液；調(diào)節(jié)濾液至特定ph值，再次加入磷酸鹽并在特定溫度下反應(yīng)，得到以磷酸鋁為主的磷酸鐵鋁復(fù)合沉淀和硫酸鉻溶液。該方法消耗大量堿性試劑，且鐵與鋁分離不徹底，分離效果較差。

綜上所述，對(duì)于混合溶液中多種離子的分離，還需要通過控制反應(yīng)的條件，選擇合適的分離條件，以達(dá)到較高的分離率，同時(shí)盡可能簡(jiǎn)化操作，降低成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法，所述方法通過控制反應(yīng)的條件，將溶液中的鉻、鐵、鋁以及鎂分離出來，分離效率高，再經(jīng)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為有價(jià)產(chǎn)品，所得產(chǎn)品純度高，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將混合溶液與ph調(diào)節(jié)劑混合，發(fā)生沉淀反應(yīng)，固液分離，得到黃鐵礬沉淀和沉鐵母液；

(2)將步驟(1)得到的沉鐵母液與ph調(diào)節(jié)劑混合，反應(yīng)后固液分離，得到沉淀母液和含氫氧化鉻和氫氧化鋁的混合沉淀；

(3)將步驟(2)得到的沉淀母液進(jìn)行冷卻結(jié)晶，固液分離，得到含鎂晶體和結(jié)晶母液；

(4)將步驟(2)得到的混合沉淀與碳酸鹽溶液和氧化劑混合，反應(yīng)后固液分離，得到氫氧化鋁和鉻酸鹽溶液。

本發(fā)明中，首先通過控制混合溶液的ph值，將鐵離子以黃鐵礬的形式選擇性分離出來，之后通過共沉淀法將鉻、鋁與鎂分離，之后再通過選擇溶出法將鉻溶出，使鉻與鋁分離，從而實(shí)現(xiàn)了混合溶液中離子的高效分離，分離效率高，所得產(chǎn)品純度高，所述方法操作簡(jiǎn)單，成本較低，具有較好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明中，步驟(3)與步驟(4)不分先后順序。

以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，但不作為本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過以下技術(shù)方案，可以更好地達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述混合溶液中的陽離子包括cr3+、fe3+、al3+、mg2+和nh4+。

優(yōu)選地，步驟(1)所述混合溶液的ph為0.1～1.5，例如0.1、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、0.9、1.0、1.2、1.3、1.4或1.5等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

優(yōu)選地，步驟(1)所述混合溶液的來源包括含鉻物料的焙燒熟料浸出液，優(yōu)選為含鉻物料的銨鹽焙燒熟料浸出液。

本發(fā)明中，由于所述混合溶液呈酸性，溶液中的陰離子則主要是so42-。

優(yōu)選地，步驟(1)和步驟(2)所述ph調(diào)節(jié)劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸銨、碳酸氫銨、氨氣或氨水中的任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：氫氧化鈉和氫氧化鉀的組合，碳酸氫鈉、碳酸鉀和碳酸鈉的組合，碳酸氫鈉、碳酸氫鉀和碳酸銨的組合等，優(yōu)選為氨水。

優(yōu)選地，步驟(1)所述沉淀反應(yīng)過程中控制ph為1.5～2.5，例如1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4或2.5等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為1.8～2.0。

優(yōu)選地，步驟(1)所述沉淀反應(yīng)的溫度為80～150℃，例如80℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、130℃、140℃或150℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為95～105℃。

優(yōu)選地，步驟(1)所述沉淀反應(yīng)的時(shí)間為30～300min，例如30min、60min、90min、120min、150min、180min、240min或300min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為80～180min。

優(yōu)選地，步驟(1)所述混合溶液中還加入黃鐵礬晶種。

優(yōu)選地，步驟(1)所述黃鐵礬晶種的加入量為2～25g/l，例如2g/l、4g/l、5g/l、6g/l、8g/l、10g/l、12g/l、15g/l、20g/l或25g/l等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為5～10g/l。

本發(fā)明中，采用黃鐵礬沉淀的方法結(jié)晶分離鐵，其工藝條件的控制較為嚴(yán)格，需要一定溫度及ph條件，在該工藝條件下，鐵離子可以充分沉淀，分離效率高。若ph過大，會(huì)形成氫氧化鐵膠體，導(dǎo)致后續(xù)固液分離困難，同時(shí)會(huì)使得部分鋁一起沉淀，造成鐵產(chǎn)品純度降低；若ph過小，則鐵的沉淀率較低，分離效果差。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述黃鐵礬沉淀進(jìn)行煅燒，得到含鐵產(chǎn)物。

優(yōu)選地，所述黃鐵礬包括黃銨鐵礬、黃鉀鐵礬或黃鈉鐵礬中的任意一種或至少兩種的組合。

本發(fā)明中，當(dāng)所述黃鐵釩為黃鉀鐵礬或黃鈉鐵礬時(shí)，經(jīng)煅燒得到的產(chǎn)物為其相對(duì)應(yīng)的硫酸鹽與氧化鐵的混合物，之后加水溶解，固液分離，即可得到氧化鐵產(chǎn)品。

優(yōu)選地，所述煅燒的溫度為500～1000℃，例如500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃或1000℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為550～850℃。

本發(fā)明中，通過控制黃銨鐵礬的煅燒溫度，可以保障黃銨鐵礬在高溫煅燒時(shí)能夠充分分解，使黃銨鐵礬中的銨和硫分別以氨氣和三氧化硫的形式與鐵分離，進(jìn)一步保障了最終得到氧化鐵產(chǎn)品的純度。

優(yōu)選地，所述煅燒的時(shí)間為20～180min，例如20min、60min、100min、130min、150min、170min或180min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為60～120min。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述黃鐵礬包括黃銨鐵礬時(shí)，所述煅燒還得到尾氣，所述尾氣包括nh3和so3。

優(yōu)選地，所述尾氣采用吸收液進(jìn)行吸收，得到銨鹽溶液。

優(yōu)選地，所述吸收液包括硫酸。

優(yōu)選地，所述硫酸的濃度為5～30wt％，例如5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、15wt％或30wt％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為10～20wt％。

優(yōu)選地，所述吸收液循環(huán)使用，直至銨鹽溶液達(dá)到飽和。

優(yōu)選地，所述銨鹽溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸銨產(chǎn)品。

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)結(jié)晶包括單效蒸發(fā)、多效蒸發(fā)或mvr蒸發(fā)中任意一種，優(yōu)選為mvr蒸發(fā)。

優(yōu)選地，所述銨鹽溶液蒸發(fā)結(jié)晶的氣體冷凝后得到的冷凝液返回用于尾氣的吸收。

本發(fā)明中，為了使銨鹽溶液中的硫酸銨能夠更好的結(jié)晶，需要先進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，提高濃度，然后進(jìn)行結(jié)晶。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述反應(yīng)的溫度為30～100℃，例如30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為60～80℃。

優(yōu)選地，步驟(2)中所述反應(yīng)過程中控制ph為7～10，例如7、8、8.5、9或10等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

優(yōu)選地，步驟(2)中所述反應(yīng)的時(shí)間為30～150min，例如30min、50min、70min、90min、100min、120min、140min或150min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為40～60min。

本發(fā)明中，由于要使鉻、鋁發(fā)生共沉淀，從而分離出鎂，因此，對(duì)沉淀過程中的ph值需進(jìn)行嚴(yán)格控制。若ph過大，則會(huì)導(dǎo)致鎂發(fā)生沉淀，同時(shí)氫氧化鈉、氫氧化鉀等ph調(diào)節(jié)劑還會(huì)使得生成的氫氧化鋁溶解，導(dǎo)致分離效果差；若ph過小，則會(huì)導(dǎo)致沉淀不完全，得到的沉淀母液中依然含有大量鉻、鋁，分離不徹底。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(3)所述冷卻結(jié)晶前，先進(jìn)行蒸發(fā)。

優(yōu)選地，步驟(3)所述冷卻結(jié)晶的降溫速率為1～10℃/min，例如1℃/min、3℃/min、5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min或10℃/min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為2～5℃/min。

優(yōu)選地，步驟(3)所述冷卻結(jié)晶過程降溫至0～10℃，例如0℃、2℃、4℃、6℃、8℃或10℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

本發(fā)明中，為了使沉淀母液中溶質(zhì)能夠更好的結(jié)晶，需要先進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，提高濃度，然后進(jìn)行結(jié)晶；進(jìn)行冷卻結(jié)晶時(shí)需控制其降溫速率，可以使含鎂晶體更好的析出，但析出過程中溫度不能一直降低，根據(jù)溶解度隨溫度變化關(guān)系，達(dá)到一定溫度后需維持在該溫度條件下進(jìn)行結(jié)晶。

本發(fā)明中，步驟(3)所述結(jié)晶母液返回含鉻物料的焙燒熟料浸出系統(tǒng)。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(4)所述反應(yīng)的溫度為60～280℃，例如60℃、80℃、100℃、120℃、160℃、180℃、200℃、240℃、260℃或280℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為80～120℃。

優(yōu)選地，步驟(4)所述反應(yīng)的時(shí)間為20～300min，例如20min、60min、100min、150min、200min、250min或300min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為100～200min。

優(yōu)選地，步驟(4)所述碳酸鹽溶液包括碳酸鈉溶液和/或碳酸鉀溶液，優(yōu)選為碳酸鈉溶液。

優(yōu)選地，步驟(5)所述碳酸鹽溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～33％，例如5％、8％、10％、12％、15％、18％、20％、23％、25％、28％、30％或33％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為10～20％。

優(yōu)選地，步驟(4)所述碳酸鹽溶液與混合沉淀的體積質(zhì)量比為1～15ml/g，例如1ml/g、3ml/g、5ml/g、7ml/g、9ml/g、11ml/g、12ml/g、13ml/g、14ml/g或15ml/g等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為3～6ml/g。

優(yōu)選地，步驟(4)所述反應(yīng)過程的ph控制在11～12，例如11、11.2、11.5、11.7或12等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

本發(fā)明中，選擇性溶出鉻需要在偏堿性的溶液中進(jìn)行，由于硫酸鹽、鹽酸鹽及硝酸鹽通常呈酸性或中性，因此本發(fā)明中優(yōu)先選擇碳酸鹽，但氫氧化鉻溶出反應(yīng)過程中ph值需要進(jìn)行控制。若ph值過小，則不能將鉻溶出。

優(yōu)選地，步驟(4)所述氧化劑包括過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、空氣、雙氧水、臭氧或氧氣中的任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：空氣和氧氣的組合，過硫酸銨和過硫酸鈉的組合，雙氧水、過硫酸銨和過硫酸鈉的組合等，優(yōu)選為氧氣。

優(yōu)選地，所述氧化劑選擇氧氣時(shí)，所述氧氣的分壓為0.5～8mpa，例如0.5mpa、1mpa、3mpa、5mpa、7mpa或8mpa等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為2～4mpa。

本發(fā)明中，通過加入氧化劑，使得三價(jià)鉻氧化為六價(jià)鉻，再通過進(jìn)一步控制反應(yīng)條件，保障反應(yīng)過程中的六價(jià)鉻選擇性溶出，使鋁和鐵仍以氫氧化鋁和氫氧化鐵的形式留在固體中，從而實(shí)現(xiàn)鉻與鋁、鐵的高效分離；并且，由于鋁和鐵不會(huì)溶于碳酸鹽溶液中，進(jìn)一步保證了最終得到的重鉻酸鹽產(chǎn)品的純度。

本發(fā)明中，液體氧化劑或固體氧化劑的加入量根據(jù)混合沉淀中鉻的含量確定，為理論加入量的1.02-1.1倍，保證三價(jià)鉻可完全氧化為六價(jià)鉻。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(4)得到的鉻酸鹽溶液進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，固液分離，得到碳酸氫鹽晶體和重鉻酸鹽溶液。

優(yōu)選地，步驟(4)得到的鉻酸鹽溶液采用co2進(jìn)行碳酸化反應(yīng)。

優(yōu)選地，所述co2的分壓為0.1～6mpa，例如0.1mpa、1mpa、2mpa、3mpa、4mpa、5mpa或6mpa等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為0.5～3mpa。

優(yōu)選地，所述碳酸化反應(yīng)的溫度為20～100℃，例如20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為30～40℃。

優(yōu)選地，所述碳酸化反應(yīng)的時(shí)間為0.5～10h，例如0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為3～5h。

優(yōu)選地，所述重鉻酸鹽溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，得到重鉻酸鹽。

優(yōu)選地，所述碳酸鹽晶體包括碳酸氫鈉晶體和/或碳酸氫鉀晶體。

優(yōu)選地，所述碳酸鹽晶體轉(zhuǎn)化為碳酸鹽后可返回步驟(4)與混合沉淀混合。

本發(fā)明中，通過控制碳酸化反應(yīng)的條件，使溶液中的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化為重鉻酸鹽，并生成碳酸氫鹽，由于碳酸氫鹽的溶解度較小，可直接從碳酸化溶液中結(jié)晶析出，從而實(shí)現(xiàn)重鉻酸鹽與碳酸氫鹽的分離，同時(shí)保證了重鉻酸鹽產(chǎn)品的純度；得到的碳酸氫鹽晶體轉(zhuǎn)化為碳酸鹽后可返回步驟(4)與混合沉淀混合，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，將步驟(4)得到的氫氧化鋁進(jìn)行煅燒。

優(yōu)選地，所述煅燒的溫度為400～1500℃，例如400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃或1500℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為800～1200℃。

優(yōu)選地，所述煅燒的時(shí)間為20～150min，例如20min、30min、40min、60min、80min、100min、130min或150min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為60～120min。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述方法包括以下步驟：

(1)將混合溶液升溫至80～150℃，然后與ph調(diào)節(jié)劑混合，加入黃鐵礬晶種進(jìn)行沉淀，黃鐵礬晶種的加入量為2～25g/l，沉淀過程中控制ph值為1.5～2.5，沉淀時(shí)間為30～300min，沉淀后固液分離，得到黃鐵礬晶體和沉鐵母液；將得到的黃鐵礬晶體進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為500～1000℃，煅燒時(shí)間為0.3～3h，得到含鐵產(chǎn)物；

(2)將步驟(1)得到的沉鐵母液升溫至30～100℃，然后與ph調(diào)節(jié)劑混合進(jìn)行，反應(yīng)后固液分離，所述反應(yīng)過程中控制ph值為7～10，反應(yīng)時(shí)間為30～150min，得到沉淀母液和含氫氧化鉻和氫氧化鋁的混合沉淀；

(3)將步驟(2)得到的沉淀母液蒸發(fā)后進(jìn)行冷卻結(jié)晶，冷卻結(jié)晶的降溫速率為1～10℃/min，降溫至0～10℃，結(jié)晶后固液分離，得到含鎂晶體和結(jié)晶母液；

(4)將步驟(3)得到的混合沉淀與5～33wt％的碳酸鹽溶液和氧化劑混合，所述碳酸鹽溶液與混合沉淀的體積質(zhì)量比為1～15ml/g，升溫至60～280℃，反應(yīng)20～300min，反應(yīng)過程中控制ph為11～12，固液分離，得到鉻酸鹽溶液和氫氧化鋁；向得到的鉻酸鹽溶液中通入co2，在20～100℃下反應(yīng)0.5～10h，所述co2的分壓為0.1～6mpa，然后固液分離，得到碳酸氫鹽晶體和重鉻酸鹽溶液，所述重鉻酸鹽溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，得到重鉻酸鹽，所述碳酸氫鹽晶體轉(zhuǎn)化為碳酸鹽后返回步驟(4)與混合沉淀混合；將得到的氫氧化鋁在400～1500℃下煅燒20～150min，得到氧化鋁產(chǎn)品。

本發(fā)明中，對(duì)于反應(yīng)過程中所需要的ph調(diào)節(jié)劑、氧化劑、碳酸鹽溶液以及堿溶液有多種選擇，在進(jìn)行選擇時(shí)使其陽離子一致可保障后期分離出來的產(chǎn)品的純度較高，若引入的陽離子種類過多，會(huì)導(dǎo)致后期生成的含鎂產(chǎn)品與含鉻產(chǎn)品為混合物，影響產(chǎn)品純度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明所述方法通過控制反應(yīng)的條件，將鉻鐵礦硫酸銨焙燒熟料浸出液中的鉻、鐵、鋁和鎂分離出來，分離效率高，鉻的分離回收率最高可達(dá)99.6％，鐵的分離回收率最高可達(dá)99.8％，鋁的分離回收率最高可達(dá)99.4％，鎂的分離回收率最高可達(dá)99.0％；

(2)本發(fā)明所述方法所得產(chǎn)品的純度較高，均能達(dá)到99.0wt％以上，產(chǎn)品利用價(jià)值高；

(3)本發(fā)明所述方法操作簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，能耗與原料成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，有利于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，具有較好的與工業(yè)應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1提供的從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。但下述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的簡(jiǎn)易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。

本發(fā)明具體實(shí)施方式部分提供了一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將混合溶液與ph調(diào)節(jié)劑混合，發(fā)生沉淀反應(yīng)，固液分離，得到黃鐵礬沉淀和沉鐵母液；

(2)將步驟(1)得到的沉鐵母液與ph調(diào)節(jié)劑混合，反應(yīng)后固液分離，得到沉淀母液和含氫氧化鉻和氫氧化鋁的混合沉淀；

(3)將步驟(2)得到的沉淀母液進(jìn)行冷卻結(jié)晶，固液分離，得到含鎂晶體和結(jié)晶母液；

(4)將步驟(2)得到的混合沉淀與碳酸鹽溶液和氧化劑混合，反應(yīng)后固液分離，得到氫氧化鋁和鉻酸鹽溶液。

以下為本發(fā)明典型但非限制性實(shí)施例：

實(shí)施例1：

本實(shí)施例提供了一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法，所述混合溶液為含鉻物料的焙燒熟料浸出液，所述浸出液中鉻、鐵、鋁、鎂和nh4+的濃度分別為：18.6g/l、13.1g/l、2.9g/l、3.2g/l和15.6g/l，所述浸出液的ph為0.5。

所述方法的工藝流程圖如圖1所示，包括以下步驟：

(1)將混合溶液升溫至98℃，然后與氨水混合，加入黃銨鐵礬晶種進(jìn)行沉淀，晶種的加入量為3g/l，沉淀過程中控制ph值為2，沉淀時(shí)間為120min，沉淀后過濾分離，得到黃銨鐵礬晶體和沉鐵母液；

將得到的黃銨鐵礬晶體進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為650℃，煅燒時(shí)間為2h，得到氧化鐵和尾氣；得到的尾氣采用5wt％的硫酸進(jìn)行吸收，得到硫酸銨溶液；得到的硫酸銨溶液進(jìn)行單效蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸銨產(chǎn)品；

(2)將步驟(1)得到的沉鐵母液升溫至70℃，然后與氨氣混合，反應(yīng)后過濾分離，反應(yīng)過程中控制ph值為7，反應(yīng)時(shí)間為60min，得到沉淀母液和含氫氧化鉻和氫氧化鋁的混合沉淀；

(3)將步驟(2)得到的沉淀母液蒸發(fā)后進(jìn)行冷卻結(jié)晶，冷卻結(jié)晶的降溫速率為2℃/min，降溫至5℃，結(jié)晶后過濾分離，得到鎂銨礬晶體和結(jié)晶母液；

(4)將步驟(2)得到的混合沉淀與25wt％的碳酸鈉溶液、氧氣混合，所述碳酸鈉溶液與混合沉淀的體積質(zhì)量比為6ml/g，所述氧氣的分壓為4mpa，升溫至100℃，反應(yīng)180min，反應(yīng)過程中控制ph為11.5，過濾分離，得到鉻酸鈉溶液和氫氧化鋁；

向得到的鉻酸鈉溶液中通入co2，在35℃下反應(yīng)4h，所述co2的分壓為2mpa，然后過濾分離，得到碳酸氫鈉晶體和重鉻酸鈉溶液，所述重鉻酸鈉溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，得到重鉻酸鈉，所述碳酸氫鈉晶體轉(zhuǎn)化為碳酸鈉后返回步驟(4)與混合沉淀混合；將得到的氫氧化鋁在1000℃下煅燒120min，得到氧化鋁產(chǎn)品。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例提供了一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法，所述混合溶液為含鉻物料的焙燒熟料浸出液，其各組分濃度為與實(shí)施例1中相同。

所述方法包括以下步驟：

(1)將混合溶液升溫至110℃，然后與碳酸氫銨混合，加入黃銨鐵礬晶種進(jìn)行沉淀，晶種的加入量為25g/l，沉淀過程中控制ph值為2.5，沉淀時(shí)間為30min，沉淀后過濾分離，得到黃銨鐵礬晶體和沉鐵母液；

將得到的黃銨鐵礬晶體進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為700℃，煅燒時(shí)間為0.7h，得到氧化鐵和尾氣；將得到的尾氣采用25wt％的硫酸進(jìn)行吸收，得到硫酸銨溶液；得到的硫酸銨溶液進(jìn)行多效蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸銨產(chǎn)品；

(2)將步驟(1)得到的沉鐵母液升溫至40℃，然后與氨水混合，反應(yīng)后過濾分離，反應(yīng)過程中控制ph值為8，反應(yīng)時(shí)間為150min，得到沉淀母液和含氫氧化鉻和氫氧化鋁的混合沉淀；

(3)將步驟(2)得到的沉淀母液蒸發(fā)后進(jìn)行冷卻結(jié)晶，冷卻結(jié)晶的降溫速率為10℃/min，降溫至7℃，結(jié)晶后過濾分離，得到鎂銨礬晶體和結(jié)晶母液；

(4)將步驟(2)得到的混合沉淀與10wt％的碳酸鉀溶液、20wt％雙氧水混合，所述碳酸鉀溶液與混合沉淀的體積質(zhì)量比為10ml/g，升溫至60℃，反應(yīng)20min，反應(yīng)過程中控制ph在11.2，過濾分離，得到鉻酸鉀溶液和氫氧化鋁；

向得到的鉻酸鉀溶液中通入co2，在20℃下反應(yīng)10h，所述co2的分壓為4mpa，然后過濾分離，得到碳酸氫鉀晶體和重鉻酸鉀溶液，所述重鉻酸鉀溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，得到重鉻酸鉀，所述碳酸氫鉀晶體轉(zhuǎn)化為碳酸鉀后返回步驟(4)與混合沉淀混合；將得到的氫氧化鋁在900℃下煅燒130min，得到氧化鋁產(chǎn)品。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例提供了一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法，所述混合溶液為含鉻物料的焙燒熟料浸出液，其各組分濃度為與實(shí)施例1中相同。

所述方法包括以下步驟：

(1)將混合溶液升溫至120℃，然后與碳酸銨混合，加入黃銨鐵礬晶種進(jìn)行沉淀，晶種的加入量為20g/l，沉淀過程中控制ph值為1.8，沉淀時(shí)間為240min，沉淀后過濾分離，得到黃銨鐵礬晶體和沉鐵母液；

將得到的黃銨鐵礬晶體進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為900℃，煅燒時(shí)間為0.3h，得到氧化鐵和尾氣；將得到的尾氣采用30wt％硫酸進(jìn)行吸收，得到硫酸銨溶液；得到的硫酸銨溶液進(jìn)行mvr蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸銨產(chǎn)品；

(2)將步驟(1)得到的沉鐵母液升溫至70℃，然后與碳酸銨混合，反應(yīng)后過濾分離，反應(yīng)過程中控制ph值為7，反應(yīng)時(shí)間為60min，得到沉淀母液和含氫氧化鉻和氫氧化鋁的混合沉淀；

(3)將步驟(2)得到的沉淀母液蒸發(fā)后進(jìn)行冷卻結(jié)晶，冷卻結(jié)晶的降溫速率為6℃/min，降溫至9℃，結(jié)晶后過濾分離，得到鎂銨礬晶體和結(jié)晶母液；

(4)將步驟(2)得到的混合沉淀與5wt％的碳酸鈉溶液、臭氧混合進(jìn)行反應(yīng)，所述碳酸鈉溶液與混合沉淀的體積質(zhì)量比為15ml/g，所述臭氧的分壓為3mpa，升溫至280℃，反應(yīng)20min，反應(yīng)過程中控制ph在11.8，過濾分離，得到鉻酸鈉溶液和氫氧化鋁；

向得到的鉻酸鈉溶液中通入co2，在100℃下反應(yīng)0.5h，所述co2的分壓為0.1mpa，然后過濾分離，得到碳酸氫鈉晶體和重鉻酸鈉溶液，所述重鉻酸鈉溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，得到重鉻酸鈉，所述碳酸氫鈉晶體轉(zhuǎn)化為碳酸鈉后返回步驟(4)與混合沉淀混合；將得到的氫氧化鋁在1400℃下煅燒60min，得到氧化鋁產(chǎn)品。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例提供了一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法，所述混合溶液中鉻、鐵、鋁、鎂和nh4+的濃度為：15.6g/l、13.5g/l、3.3g/l、4.0g/l和14.9g/l，所述混合溶液的ph為0.3。

(1)將混合溶液升溫至80℃，然后與碳酸鈉、碳酸氫鈉混合，所述碳酸鈉與碳酸氫鈉的質(zhì)量比為1:1，加入黃鈉鐵礬晶種進(jìn)行沉淀，晶種的加入量為2g/l，沉淀過程中控制ph值為1.7，沉淀時(shí)間為150min，沉淀后過濾分離，得到黃鈉鐵礬和黃銨鐵礬的混合晶體和沉鐵母液；

將得到的黃鈉鐵礬和黃銨鐵礬的混合晶體進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為800℃，煅燒時(shí)間為1.8h，得到硫酸鈉和氧化鐵的混合物以及尾氣；將得到的混合物加水溶解，過濾分離，得到氧化鐵產(chǎn)品；得到的尾氣采用10wt％的硫酸進(jìn)行吸收，得到硫酸銨溶液；得到的硫酸銨溶液進(jìn)行單效蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸銨產(chǎn)品；

(2)將步驟(1)得到的沉鐵母液升溫至100℃，然后與碳酸鈉混合，反應(yīng)后過濾分離，反應(yīng)過程中控制ph值為9，反應(yīng)時(shí)間為30min，得到沉淀母液和含氫氧化鉻和氫氧化鋁的混合沉淀；

(3)將步驟(2)得到的沉淀母液蒸發(fā)后進(jìn)行冷卻結(jié)晶，冷卻結(jié)晶的降溫速率為1℃/min，降溫至4℃，結(jié)晶后過濾分離，得到含硫酸鈉和鎂銨礬的混合晶體和結(jié)晶母液；

(4)將步驟(2)得到的混合沉淀與20wt％的碳酸鈉溶液、過硫酸鈉混合進(jìn)行反應(yīng)，所述碳酸鈉溶液與混合沉淀的體積質(zhì)量比分別為6ml/g，升溫至170℃，反應(yīng)120min，反應(yīng)過程中控制ph為11.9，過濾分離，得到鉻酸鈉溶液和氫氧化鋁；

向得到的鉻酸鈉溶液中通入co2，在40℃下反應(yīng)3h，所述co2的分壓為6mpa，然后過濾分離，得到碳酸氫鈉晶體和重鉻酸鈉溶液，所述重鉻酸鈉溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，得到重鉻酸鈉，所述碳酸氫鈉晶體轉(zhuǎn)化為碳酸鈉后返回步驟(4)與混合沉淀混合；將得到的氫氧化鋁在1500℃下煅燒20min，得到氧化鋁產(chǎn)品。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例提供了一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法，所述混合溶液中各組分濃度與實(shí)施例4中相同。

(1)將混合溶液升溫至150℃，然后與氫氧化鉀混合，加入黃鉀鐵礬晶種進(jìn)行沉淀，晶種的加入量為10g/l，沉淀過程中控制ph值為2，沉淀時(shí)間為300min，沉淀后過濾分離，得到黃鉀鐵礬和黃銨鐵礬的混合晶體和沉鐵母液；

將得到的黃鉀鐵礬和黃銨鐵礬的混合晶體進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為500℃，煅燒時(shí)間為3h，得到硫酸鉀和氧化鐵的混合物以及尾氣；將得到的混合物加水溶解，過濾分離，得到氧化鐵產(chǎn)品；得到的尾氣采用15wt％的硫酸進(jìn)行吸收，得到硫酸銨溶液；得到的硫酸銨溶液進(jìn)行mvr蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸銨產(chǎn)品；

(2)將步驟(1)得到的沉鐵母液升溫至90℃，然后與氫氧化鉀混合，反應(yīng)后過濾分離，反應(yīng)過程中控制ph值為10，反應(yīng)時(shí)間為40min，得到沉淀母液和含氫氧化鉻和氫氧化鋁的混合沉淀；

(3)將步驟(2)得到的沉淀母液蒸發(fā)后進(jìn)行冷卻結(jié)晶，冷卻結(jié)晶的降溫速率為7℃/min，降溫至0℃，結(jié)晶后過濾分離，得到含硫酸鉀和鎂銨礬的混合晶體和結(jié)晶母液；

(4)將步驟(2)得到的混合沉淀與33wt％的碳酸鉀溶液、過硫酸鉀混合，所述碳酸鉀溶液與混合沉淀的體積質(zhì)量比為1ml/g，升溫至60℃，反應(yīng)220min，反應(yīng)過程中控制ph在12，過濾分離，得到鉻酸鉀溶液和氫氧化鋁；

向得到的鉻酸鉀溶液中通入co2，在50℃下反應(yīng)6h，所述co2的分壓為3mpa，然后過濾分離，得到碳酸氫鉀晶體和重鉻酸鉀溶液，所述重鉻酸鉀溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，得到重鉻酸鉀，所述碳酸氫鉀晶體轉(zhuǎn)化為碳酸鉀后返回步驟(4)與混合沉淀混合；將得到的氫氧化鋁在400℃下煅燒150min，得到氧化鋁產(chǎn)品。

實(shí)施例6：

本實(shí)施例提供了一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法，所述混合溶液中各組分濃度為與實(shí)施例4中相同。

所述方法包括以下步驟：

(1)將混合溶液升溫至90℃，然后與氨水混合，加入黃銨鐵礬晶種進(jìn)行沉淀，晶種的加入量為14g/l，沉淀過程中控制ph值為2.2，沉淀時(shí)間為90min，沉淀后過濾分離，得到黃銨鐵礬晶體和沉鐵母液；

將得到的黃銨鐵礬晶體進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為650℃，煅燒時(shí)間為2.5h，得到氧化鐵和尾氣；將得到的尾氣采用9wt％的硫酸進(jìn)行吸收，得到硫酸銨溶液；得到的硫酸銨溶液進(jìn)行單效蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸銨產(chǎn)品；

(2)將步驟(1)得到的沉鐵母液溫至30℃，然后與氨氣混合進(jìn)行沉淀，反應(yīng)后過濾分離，反應(yīng)過程中控制ph值為8，反應(yīng)時(shí)間為150min，得到沉淀母液和含氫氧化鉻和氫氧化鋁的混合沉淀；

(3)將步驟(2)得到的沉淀母液蒸發(fā)后進(jìn)行冷卻結(jié)晶，冷卻結(jié)晶的降溫速率為4℃/min，降溫至10℃，結(jié)晶后過濾分離，得到鎂銨礬和結(jié)晶母液；

(4)將步驟(2)得到的混合沉淀與14wt％的碳酸鉀溶液、空氣混合，所述碳酸鉀溶液與混合沉淀的體積質(zhì)量比為12ml/g，所述空氣的分壓為7mpa，升溫至200℃，反應(yīng)300min，反應(yīng)過程中控制ph在11.3，過濾分離，得到鉻酸鹽溶液和氫氧化鋁；

向得到的鉻酸鉀溶液中通入co2，在80℃下反應(yīng)2h，所述co2的分壓為1mpa，然后過濾分離，得到碳酸氫鉀晶體和重鉻酸鉀溶液，所述重鉻酸鉀溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，得到重鉻酸鉀，所述碳酸氫鉀晶體轉(zhuǎn)化為碳酸鉀后返回步驟(4)與混合沉淀混合；將得到的氫氧化鋁在500℃下煅燒140min，得到氧化鋁產(chǎn)品。

對(duì)比例1：

本對(duì)比例提供了一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法，所述方法參照實(shí)施例1中的方法，區(qū)別僅在于：步驟(4)中將步驟(2)得到的混合沉淀與水、氧氣混合，所述水與混合沉淀的體積質(zhì)量比為6ml/g。

測(cè)量實(shí)施例1-6和對(duì)比例1中所得沉淀母液、各金屬選擇性浸出液及結(jié)晶母液中各離子的濃度，并計(jì)算鉻、鋁、鐵和鎂的回收率，其結(jié)果如表1所示；測(cè)量實(shí)施例1-6和對(duì)比例1中所得含鎂產(chǎn)品、含鉻產(chǎn)品、含鐵產(chǎn)品和含鋁產(chǎn)品的純度，其結(jié)果如表2所示。

表1實(shí)施例1-6和對(duì)比例1中鉻、鐵、鋁和鎂的回收率

表2實(shí)施例1-6和對(duì)比例1中鉻、鐵、鋁和鎂的純度

綜合上述實(shí)施例和對(duì)比例可以看出，本發(fā)明所述方法通過控制反應(yīng)條件，將鐵離子以黃鐵礬的形式選擇性分離出來，之后通過共沉淀法將鉻、鋁與鎂分離，之后再通過選擇溶出法將鉻溶出，使鉻與鋁分離，從而實(shí)現(xiàn)了混合溶液中離子的高效分離；所述方法通過控制反應(yīng)的條件，將溶液中的鉻、鐵、鋁以及鎂分離出來，所得產(chǎn)品的純度高，均可達(dá)到99.0wt％以上；而對(duì)比例1中鉻、鐵、鋁、鎂雖然均能從混合溶液中回收，但由于其不能將鉻選擇性溶出，使得鉻與鋁不能分離，最終形成氧化鋁與氧化鉻的混合物，導(dǎo)致所得產(chǎn)品沒有準(zhǔn)確純度數(shù)據(jù)。

本發(fā)明所述方法操作簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，能耗與原料成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。

申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明操作的等效替換及輔助操作的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將混合溶液與ph調(diào)節(jié)劑混合，發(fā)生沉淀反應(yīng)，固液分離，得到黃鐵礬沉淀和沉鐵母液；

(2)將步驟(1)得到的沉鐵母液與ph調(diào)節(jié)劑混合，反應(yīng)后固液分離，得到沉淀母液和含氫氧化鉻和氫氧化鋁的混合沉淀；

(3)將步驟(2)得到的沉淀母液進(jìn)行冷卻結(jié)晶，固液分離，得到含鎂晶體和結(jié)晶母液；

(4)將步驟(2)得到的混合沉淀與碳酸鹽溶液和氧化劑混合，反應(yīng)后固液分離，得到氫氧化鋁和鉻酸鹽溶液。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述混合溶液中的陽離子包括cr3+、fe3+、al3+、mg2+和nh4+；

優(yōu)選地，步驟(1)所述混合溶液的ph為0.1～1.5；

優(yōu)選地，步驟(1)所述混合溶液的來源包括含鉻物料的焙燒熟料浸出液，優(yōu)選為含鉻物料的銨鹽焙燒熟料浸出液；

優(yōu)選地，步驟(1)和步驟(2)所述ph調(diào)節(jié)劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸銨、碳酸氫銨、氨氣或氨水中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選為氨水；

優(yōu)選地，步驟(1)所述沉淀反應(yīng)過程中控制ph為1.5～2.5，優(yōu)選為1.8～2.0；

優(yōu)選地，步驟(1)所述沉淀反應(yīng)的溫度為80～150℃，優(yōu)選為95～105℃；

優(yōu)選地，步驟(1)所述沉淀反應(yīng)的時(shí)間為30～300min，優(yōu)選為80～180min；

優(yōu)選地，步驟(1)所述混合溶液中還加入黃鐵礬晶種；

優(yōu)選地，所述黃鐵礬晶種的加入量為2～25g/l，優(yōu)選為5～10g/l。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，對(duì)步驟(1)所述黃鐵礬沉淀進(jìn)行煅燒，得到含鐵產(chǎn)物；

優(yōu)選地，所述黃鐵礬包括黃銨鐵礬、黃鉀鐵礬或黃鈉鐵礬中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，所述煅燒的溫度為500～1000℃，優(yōu)選為550～850℃；

優(yōu)選地，所述煅燒的時(shí)間為20～180min，優(yōu)選為60～120min。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述黃鐵礬包括黃銨鐵礬時(shí)，經(jīng)煅燒還得到尾氣，所述尾氣包括nh3和so3；

優(yōu)選地，所述尾氣采用吸收液進(jìn)行吸收，得到銨鹽溶液；

優(yōu)選地，所述吸收液包括硫酸；

優(yōu)選地，所述硫酸的濃度為5～30wt％，優(yōu)選為10～20wt％；

優(yōu)選地，所述吸收液循環(huán)使用，直至銨鹽溶液達(dá)到飽和；

優(yōu)選地，所述銨鹽溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸銨產(chǎn)品；

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)結(jié)晶包括單效蒸發(fā)、多效蒸發(fā)或mvr蒸發(fā)中任意一種，優(yōu)選為mvr蒸發(fā)；

優(yōu)選地，所述銨鹽溶液蒸發(fā)結(jié)晶的氣體冷凝后得到的冷凝液返回用于尾氣的吸收。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述反應(yīng)的溫度為30～100℃，優(yōu)選為60～80℃；

優(yōu)選地，步驟(2)中所述反應(yīng)過程中控制ph為7～10；

優(yōu)選地，步驟(2)中所述反應(yīng)的時(shí)間為30～150min，優(yōu)選為40～60min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述冷卻結(jié)晶前，先進(jìn)行蒸發(fā)；

優(yōu)選地，步驟(3)所述冷卻結(jié)晶的降溫速率為1～10℃/min，優(yōu)選為2～5℃/min；

優(yōu)選地，步驟(3)所述冷卻結(jié)晶過程降溫至0～10℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(4)所述反應(yīng)的溫度為60～280℃，優(yōu)選為80～120℃；

優(yōu)選地，步驟(4)所述反應(yīng)的時(shí)間為20～300min，優(yōu)選為100～200min；

優(yōu)選地，步驟(4)所述碳酸鹽溶液包括碳酸鈉溶液和/或碳酸鉀溶液，優(yōu)選為碳酸鈉溶液；

優(yōu)選地，步驟(4)所述碳酸鹽溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～33％，優(yōu)選為10～20％；

優(yōu)選地，步驟(4)所述碳酸鹽溶液與混合沉淀的體積質(zhì)量比為1～15ml/g，優(yōu)選為3～6ml/g；

優(yōu)選地，步驟(4)所述反應(yīng)過程的ph控制在11～12；

優(yōu)選地，步驟(4)所述氧化劑包括過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、空氣、雙氧水、臭氧或氧氣中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選為氧氣；

優(yōu)選地，所述氧化劑為氧氣，所述氧氣的分壓為0.5～8mpa，優(yōu)選為2～4mpa。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(4)得到的鉻酸鹽溶液進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，固液分離，得到碳酸氫鹽晶體和重鉻酸鹽溶液；

優(yōu)選地，步驟(4)得到的鉻酸鹽溶液采用co2進(jìn)行碳酸化反應(yīng)；

優(yōu)選地，所述co2的分壓為0.1～6mpa，優(yōu)選為0.5～3mpa；

優(yōu)選地，所述碳酸化反應(yīng)的溫度為20～100℃，優(yōu)選為30～40℃；

優(yōu)選地，所述碳酸化反應(yīng)的時(shí)間為0.5～10h，優(yōu)選為3～5h；

優(yōu)選地，所述重鉻酸鹽溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，得到重鉻酸鹽；

優(yōu)選地，所述碳酸鹽晶體包括碳酸氫鈉晶體和/或碳酸氫鉀晶體；

優(yōu)選地，所述碳酸鹽晶體轉(zhuǎn)化為碳酸鹽后可返回步驟(4)與混合沉淀混合。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將步驟(4)得到的氫氧化鋁進(jìn)行煅燒；

優(yōu)選地，所述煅燒的溫度為400～1500℃，優(yōu)選為800～1200℃；

優(yōu)選地，所述煅燒的時(shí)間為20～150min，優(yōu)選為60～120min。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將混合溶液升溫至80～150℃，然后與ph調(diào)節(jié)劑混合，加入黃鐵礬晶種進(jìn)行沉淀，黃鐵礬晶種的加入量為2～25g/l，沉淀過程中控制ph值為1.5～2.5，沉淀時(shí)間為30～300min，沉淀后固液分離，得到黃鐵礬晶體和沉鐵母液；將得到的黃鐵礬晶體進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為500～1000℃，煅燒時(shí)間為0.3～3h，得到含鐵產(chǎn)物；

(2)將步驟(1)得到的沉鐵母液升溫至30～100℃，然后與ph調(diào)節(jié)劑混合進(jìn)行，反應(yīng)后固液分離，所述反應(yīng)過程中控制ph值為7～10，反應(yīng)時(shí)間為30～150min，得到沉淀母液和含氫氧化鉻和氫氧化鋁的混合沉淀；

(3)將步驟(2)得到的沉淀母液蒸發(fā)后進(jìn)行冷卻結(jié)晶，冷卻結(jié)晶的降溫速率為1～10℃/min，降溫至0～10℃，結(jié)晶后固液分離，得到含鎂晶體和結(jié)晶母液；

(4)將步驟(3)得到的混合沉淀與5～33wt％的碳酸鹽溶液和氧化劑混合，所述碳酸鹽溶液與混合沉淀的體積質(zhì)量比為1～15ml/g，，升溫至60～280℃，反應(yīng)20～300min，反應(yīng)過程中控制ph為11～12，固液分離，得到鉻酸鹽溶液和氫氧化鋁；向得到的鉻酸鹽溶液中通入co2，在20～100℃下反應(yīng)0.5～10h，所述co2的分壓為0.1～6mpa，然后固液分離，得到碳酸氫鹽晶體和重鉻酸鹽溶液，所述重鉻酸鹽溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，得到重鉻酸鹽，所述碳酸氫鹽晶體轉(zhuǎn)化為碳酸鹽后返回步驟(4)與混合沉淀混合；將得到的氫氧化鋁在400～1500℃下煅燒20～150min，得到氧化鋁產(chǎn)品。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供了一種從混合溶液中分離回收鉻、鐵、鋁和鎂的方法，所述方法包括：將混合溶液與pH調(diào)節(jié)劑混合，發(fā)生沉淀反應(yīng)，固液分離，得到黃鐵礬沉淀和沉鐵母液；將得到的沉鐵母液與pH調(diào)節(jié)劑混合，反應(yīng)后固液分離，得到沉淀母液和含氫氧化鉻和氫氧化鋁的混合沉淀；將得到的沉淀母液進(jìn)行冷卻結(jié)晶，固液分離，得到含鎂晶體和結(jié)晶母液；將得到的混合沉淀與碳酸鹽溶液和氧化劑混合，反應(yīng)后固液分離，得到氫氧化鋁和鉻酸鹽溶液。本發(fā)明所述方法通過控制反應(yīng)的條件，將溶液中的鉻、鐵、鋁以及鎂分離出來，分離效率高，再經(jīng)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為有價(jià)產(chǎn)品，所得產(chǎn)品純度高，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：劉宏輝;程西川;張紅玲;段靜;董玉明;石大學(xué);吳宇;商琴;徐紅彬;陳丹;張懿;李佐虎

受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖北振華化學(xué)股份有限公司;中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所

技術(shù)研發(fā)日：2020.08.31

技術(shù)公布日：2020.11.24