纯氧碱熔法制取铬酸钠和重铬酸钠的方法技术

本发明专利技术公开了一种纯氧碱熔法制取铬酸钠和重铬酸钠的方法，属无机盐制造技术领域。制造铬酸钠需经原料混合、高温熔融、稀释、分离、蒸发、冷却结晶、甩水、母液回收、铁渣洗涤等工序。原料仅有铬矿和烧碱，在高温熔融中吹入纯氧。生产重铬酸钠时，在以上工序基础上，再增加溶解、中和、分离、酸化、蒸发、分离、蒸发、冷却结晶、脱水、母液回收诸工序。与现有技术相比，具有工艺简单，投资少，产品收率高，纯度大，生产产品所排放的废渣仅为现有工艺的四分之一，是一种非常理想的生产方法。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
纯氧碱熔法制取铬酸钠和重铬酸钠的方法本专利技术涉及一种纯氧碱熔法制取铬酸钠和重铬酸钠的方法，属无机盐制造
铬酸钠(Na2Cr2O4·4H2O)是生产重铬酸钠、铬黄等的基本原料。重铬酸钠(Na2Cr2O7)，又名红矾，是生产重铬酸钾、铬酐、铬绿等铬盐产品的基本原料，二者均属重要的无机化工原料。广泛用于电镀、制革、印染、医药、油脂精制、催化剂、合成橡胶、香料及不锈钢制造等工业。随着我国及世界经济的发展，其需求量越来越多。但是目前铬酸钠、重铬酸钠的生产，主要存在环境污染严重，生产效率低，收率低(仅为75％)的不足，环境污染尤为突出。在我国，每生产1吨重铬酸钠，需排放3吨铬渣，若按年产10万吨重铬酸钠，则全国每年排放30万吨铬渣，而铬渣的治理难度极大。自60年代至今，我国及世界各国一直至力于铬渣治理的研究。直到去年，才有了较大突破，专利技术了一种采用铬矿、碱、固体氧化剂生产铬酸钠、重铬酸钠的方法，去掉了大量填料，铬渣排放大大减少，制造工艺简单，设备投资减少。但是生产产品的质量易受氧化剂、二氧化碳等的影响，增加了处理工序和成本。本专利技术的目的是提供一种制造工艺更简单、生产效率高，铬渣排放进一步减少，环境污染小，生产质量高的纯氧碱熔法制取铬酸钠和重铬酸钠的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来达到的。本专利技术的一种技术解决方案是，用纯氧碱熔法制取铬酸钠。其特殊之处是，它包括混合1，高温熔融2，稀释3，分离4，-->蒸发5，冷却结晶6，甩水7，母液回收8，铁渣洗涤9诸工序。在混合1中仅有两种原料，一种是铬矿，另一种是烧碱，铬矿和烧碱的重量比为，铬矿∶烧碱＝1∶1.7～5。在高温熔融2中，向盛放高温熔融物质的反应罐中吹入纯氧气作为反应的氧化剂，吹入纯氧气的量足以使高温熔融物质完全发生氧化反应。在高温熔融2中，所吹入的氧气与高温熔融物质的重量比为，高温熔融物质∶纯氧气＝2.7～6∶0.32～4.8。本专利技术的第二种技术解决方案是用纯氧碱熔法制取重铬酸钠的方法。从混合1到铁渣洗涤9诸工序与第一种技术解决方案相同，均属于制备铬酸钠的工序。从溶解10到虑渣洗涤21是由铬酸钠制备重铬酸钠的工序。具体地说，这种方法，包括以下十几种工序，即混合1，高温熔融2，稀释3，分离4，蒸发5，冷却结晶6，甩水7，母液回收8，铁渣洗涤9，溶解10，中和11，分离12，酸化13，蒸发14，分离15，蒸发16，冷却结晶17，脱水18，母液回收19，芒硝洗涤20，虑渣洗涤21。在混合1中，所用的原料只有铬矿和烧碱铬矿和烧碱的重量比为铬矿∶烧碱＝1∶1.7～5。在高温熔融2中，向盛放高温熔融物质的反应罐中吹入纯氧气作为反应物的氧化剂，吹入纯氧气的量足以使高温熔融物质完全发生氧化反应。在高温熔融2中，所吹入的氧气与高温熔融物质的重量比为，高温熔融物质∶纯氧气＝2.7～6∶0.32～4.8。生产铬酸钠和重铬酸钠的机理是：铬矿的主要成份是Cr2O3-->，在高温下(500～600℃)，铬矿与烧碱处于熔融状态，铬矿中的Cr2O3与烧碱(NaOH)，在吹入的纯氧气强氧化下，发生反应，时间1～2小时，生成铬酸钠后，将高温熔融物质倒入转动的密闭容器中，高温熔融物质处于流动状态，与水混合。产生的热蒸气经密闭容器中的排气口排出，稀释时间1～1.5小时。稀释后的混合物质，经常规设备分离，滤液经蒸发后，再冷却结晶，经甩水后，使铬酸钠(Na2Cr2O4·4H2O)与母液分离，生产出成品，母液经蒸发后，其内的残留烧碱再回收利用，铁渣经水清洗后，滤液返回稀释工序再利用，铁渣排放。由此完成了铬酸钠的制造过程。然后再由铬酸钠制取重铬酸钠。先将固体铬酸钠放到反应容器内，然后注水溶解，加酸中和，除去少量碱，同时形成氢氧化铝沉淀，经分离将其除去，经分离沉淀后的滤液经酸化使铬酸钠转变成重铬酸钠，同时有芒硝(Na2SO4)生成，经蒸发后析出，并分离除去，分离芒硝后的溶液经蒸发、冷却后有重铬酸钠结晶析出，重铬酸钠经脱水成为产品，脱水母液可回收利用。由于本技术解决方案所用原料仅有铬矿和烧碱，用纯氧气做氧化剂，在高温熔融状态下的铬矿迅速吸收吹入的氧气发生了强氧化反应，既克服了纯氧气不能直接通入高温熔融铬矿容器内的偏见，又提高了氧化速度，由原来的氧化时间2～3小时，提高到1-2小时；还消除了因空气中二氧化碳进入高温熔融铬矿而生成碳酸盐(Na2CO3)造成物料熔融温度增高，流动性变差的问题，省去了后面处理碳酸盐的工艺，提高了产品的质量；又避免了因固体氧化剂(如硝酸钠、销酸钾等硝酸盐)的加入，造成产品质量低的不足，产品质量提高了3个百分点。-->而且还降低了成本。由于原料中只有铬矿和烧碱，没有其它辅料，所以生产1吨重铬酸钠所排出的铬渣量，仅为老工艺的27.3％，生产1吨铬酸钠所排放铬渣的量，仅为老工艺的17.45％，从根本上解决了产生废渣的量。附图图面说明图1-本专利技术生产铬酸钠的一个工艺流程图图2-本专利技术生产重铬酸钠的一个工艺流程图下面结合附图给出本专利技术的实施例，用来进一步说明技术解决方案。由于生产重铬酸钠的工艺，全部包括了生产铬酸钠的工艺，因此，这里给出生产重铬酸钠的实施例，便同时说明了生产铬酸钠的工艺。实施例1，参考图1、图2。在混合1中，按铬矿∶烧碱＝1∶3的比例，向转动的反应罐中投入原料100公斤，加热反应罐，使反应罐中物料的温度达到500～600℃，从而进入了高温熔融2，在这里向罐内吹入纯氧120kg，(相当于高温熔融物质∶氧气＝3∶0.36)，持续时间1小时，使高温熔融物质发生一系列物理化学变化，将铬矿中的三价铬氧化成六价铬。然后将氧化成六价铬的混合物倒入带搅拌的一个密闭容器中，进入稀释工序3。在这里，按高温熔融物质∶水＝1∶4的比例，将水输入到另一个带搅拌的密闭容器中，拧动开关，使高温熔融物质缓缓流入盛水的密闭容器中，使高温熔融物质稀释降温，这时，混合物中的Na+，GO42-，OH-等溶于水中，其它不溶性物质以固体状态存在，然后进入分离工序4。在该工序中，用压滤机将由稀释工序得到的液体状混合物分离，溶液进入一个容器，滤渣(即铁渣)进入另一个容器。将容器-->中的溶液加热蒸发，从而进入了蒸发工序5，在这里将溶液中的水份蒸发掉，然后将混合物送入冷却器中冷却，从而进入了冷却工序6。在该工序中，使铬酸钠(Na2Cr2O4·4H2O)从浓碱中结晶出来，然后进入甩水工序7。在这里用脱水机使铬酸钠晶体与母液(液碱)分离，从而生产出固体铬酸钠。经脱水分离出的母液在母液回收工序8中预以回收，在该工序中，将母液蒸发，蒸发后剩下的烧碱再回收利用。进入另一个容器中的滤渣(铁渣)在铁渣洗涤工序9中，用清水冲洗2-3遍，其中所含可溶性的物质，溶于水中，输入一容器中贮存，以便在稀释工序3中用来稀释高温熔融的铬矿，清洗后的铁渣贮存后再利用便可。由此完成了铬酸钠的生产过程。然后再经过以下工序生产出重铬酸钠。将得到的固体铬酸钠在溶解工序10中将其溶解，然后向溶液中加入硫酸进入中和工序11，加入硫酸的目的，是使溶液中的杂质形成沉淀，加热煮沸后，使更多的杂质形成形成沉淀，然后进入分离工序12，在该工序中，用压滤机将物料进行分离，溶液进入一容器进行酸化，滤渣进入另一容器。在酸化工序13中，向容器内加入适量硫酸，使铬酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯氧碱熔法制取铬酸钠的方法，其特征是，它包括：混合（１），高温熔融（２），稀释（３），分离（４），蒸发（５），冷却结晶（６），甩水（７），母液回收（８），铁渣洗涤（９）诸工序，在混合（１）中，所用的原料为铬矿和烧碱，铬矿和烧碱的重量比为：铬矿∶烧碱＝１∶１．７～５。在高温熔融（２）中，向盛放高温熔融物质的反应罐中吹入纯氧气作为反应物的氧化剂，吹入纯氧气的量足以使高温熔融物质完全发生氧化反应。

【技术特征摘要】
1、一种纯氧碱熔法制取铬酸钠的方法，其特征是，它包括：混合(1)，高温熔融(2)，稀释(3)，分离(4)，蒸发(5)，冷却结晶(6)，甩水(7)，母液回收(8)，铁渣洗涤(9)诸工序，在混合(1)中，所用的原料为铬矿和烧碱，铬矿和烧碱的重量比为：铬矿∶烧碱＝1∶1.7～5。在高温熔融(2)中，向盛放高温熔融物质的反应罐中吹入纯氧气作为反应物的氧化剂，吹入纯氧气的量足以使高温熔融物质完全发生氧化反应。2、根据权利要求1所述纯氧碱熔法制取铬酸钠的方法，其特征是，在高温熔融(2)中，所吹入的氧气与高温熔融物质的重量比为：高温熔融物质∶纯氧气＝2.7～6∶0.32～4.8。3、一种纯氧碱熔法制取重铬酸钠的方法，其特征是它包括混合(1)，高温熔融(2)，稀释(3)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志礼，马贵宦，韩惠田，孙忠寿，
申请(专利权)人：龙口市明光化工厂，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]