Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ХРОМАТНОГО СПЕКА

При обработке прокаленной шихты—хроматного спека водой из него выщелачиваются твердый раствор хроматов натрия и каль­ция, алюминат натрия и сода. Другие твердые составные части спека под действием воды превращаются в новые минеральные фазы, остающиеся в шламе или взаимодействующие с компонен­тами системы. Так, в результате медленной гидратации и гидролиза силикатов кальция образуются гидросиликаты кальция и в раствор переходит гидроокись кальция, которая реагируя с ионами СОз" пли Mg2+ образует нерастворимые СаС03 или Mg(OH)2— это ускоряет гидролиз. Аналогично этому при взаимодействии с водой алюминатов кальция образуются гидроалюминаты кальция и гид­роокись алюминия. Вследствие гидролиза клинкерных минералов, главным образом алюмоферритов, происходит деградация водо­растворимых хроматов с образованием гидрохромалюмината калЬ­Ция ЗСаО • А1203-СаСг04» 12Н20 137~141. например, по схематиче­скому уравнению:

4СаО • А1203 • Fe203 + Na2Cr04 + I6H20 = ЗСаО • А1203 • СаСгО< • 12Н20 + + 2Fe(OH)3 + 2NaOH

В результате этого потери хрома в шламе могут быть значи­тельными, так как в хроматных спеках содержится до 20% браун - миллерита 142.

Во избежание потери хромового ангидрида в виде малораство­римых соединений — основных хромито-хроматов (стр. 582) и гид- рохроматалюмината кальция — в процессе водного выщелачивания суспензию хроматного спека обрабатывают углекислым газом. При сатурации (карбонизации) суспензии идут реакции, приводящие К образованию СаС03 и А1(ОН)3 и способствующие переходу хро­мата в раствор:

Са(ОН)2 + С02 = СаСОз + Н20 Ыа20 • А1203 + С02 + ЗН20 = Ыа2С03 + 2А1(ОН)3 Са(ОН)2 + Na2C03 = CaCOj + 2NaOH СаСг04 - f Na2C03 = Na2Cr04 + CaC03

В начальной стадии сатурации в результате гидролиза браун - миллерита и алюминатов кальция могут образоваться гидроалю­минаты кальция, а также карбоалюминаты кальция, например, по Уравнению:

4СаО • А1203 • Fe203 + С02 + 14Н20 = ЗСаО • А1203 • СаС03 • 11Н20 + 2Fe(OH)3

При дальнейшей сатурации эти соединения разрушаются угле­кислым газом

ЗС О - Л! О,-6 l20 I-1CO. = ЗСаСОз - t - 2А1(ОЧ)8 + ЗН20 ЗСаО • А1203 • СаСО, ■ 11Н20 + ЗС02 = 4СаС03 + 4А)(ОН)3 + 8Н20

Что полезно, так как предотвращает в дальнейших стадиях пере­работки хроматной пульпы гидролиз этих соединений с образова­нием нерастворимых гидрохромалюминатов кальция.

Более полное извлечение хрома в раствор в результате обра­ботки пульпы углекислым газом сводится, в основном, к следую­щим процессам141:

20Н" + С02 = СО3" + Н20 СаСг04 + С03~ = Сг04~ + СаСОа

ЗСаО' • А1203 • СаСг04 • 12НгО + Na2C03 + ЗС02 = Na2CrO« + 2А1 (ОН)3 +

+ 4CaCOs + 9Н20

Таким образом при сатурации гидролиз минералов, входящих в состав хроматных спеков, направляется в сторону образования

Соединений, не содержащих хрома. После отделения этих соедине­ний в виде шлама, получается монохроматный щелок.

Установлено 143, что потери хрома со шламом можно снизить, добавляя к поступающему на выщелачивание спека оборотному раствору хромата натрия метасиликат натрия.