重铬酸钠的制备方法技术

本发明专利技术涉及重铬酸钠的制备法。本法是在搅拌下向含有ＡｌＰＯ－［４］及ＣｒＰＯ－［４］晶种的底液中同时加入磷酸钠盐、磷酸其中的一种和被铬化合物污染的硫酸氢钠及铬酸钠碱性液，在大于７０℃至沸点的温度于ｐＨ４－８中和酸化。本法由于生成的是结晶状ＣｒＰＯ－［４］及ＡｌＰＯ－［４］沉淀，易于过滤，全部利用了被铬化合物污染的硫酸氢钠。消除了对环境的污染，节约了能量，简化了流程和装置。其副产品ＣｒＰＯ－［４］及ＡｌＰＯ－［４］稍加处理就可用作高温粘接剂或防锈颜料的原料。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铬化合物的生产方法，更确切地说是一种重铬酸盐的制备方法。铬酐（三氧化铬）是重铬酸钠与浓硫酸在206℃左右的温度下反应而生产出来的。在铬酐的生产过程中，产生出来的被铬化合物污染的硫酸氢钠作为废产物而堆积，等待处理。如何利用这一废产物成了化工研究工作人员所注意的问题。一般认为最好将在铬酐生产中产生出来的被铬化合物污染的硫酸氢钠再利用到重铬酸钠的生产中去为好。被铬化合物污染的熔融硫酸氢钠含有硫酸35-40%，硫酸钠45-50%，三氧化铬1.5-2.5%。三氧化二铬0.5-2.5%，主要成份为Na3Cr（SO4）3的水不溶物9-10%（以上均为重量百分数）。从前，被铬化合物污染的硫酸氢钠的利用方法是，将被铬化合物污染的熔融硫酸氢钠溶于水中，静置24小时，水不溶物以“酸泥”的形式而分离，其澄清液用于重铬酸钠的生产中，就是将澄清液直接代替硫酸中和铬酸钠碱性液使溶液的PH值约为7，所说的铬酸钠碱性液是铬铁矿和碳酸钠，填料焙烧生成熟料后，熟料用水浸取后过滤的滤液。铬酸钠碱性液中含有铬酸钠、碳酸钠、氢氧化钠及铝酸钠等物质。这种方法的缺点是，中和铬酸钠碱性液用不-->完所有的被铬化合物污染的硫酸氢钠，仍有剩余。这剩余部分的被铬化物污染的硫酸氢钠及全部酸泥还需要用硫酸亚铁及石灰处理后排放。这样，不仅浪费了大量铬资源（以六价铬、三价的形式存在）、酸值及硫酸钠，而且又消耗大量的硫酸亚铁及石灰，处理不当时又常常造成公害，而且用被铬化合物污染的硫酸氢钠中和铬酸钠碱性液时，又析出“铝泥”（氢氧化铝-氢氧化铬沉淀的混合物），铝泥呈絮状，过滤洗涤均极困难。另一种利用被铬化合物污染的硫酸氢钠的方法，也是将被铬化合物污染的熔融硫酸氢钠溶于水后，将澄清液中的三价铬经电解将其氧化成六价铬，再用来代替硫酸中和铬酸钠碱性液。该法虽使铬得到了回收利用，但被铬化合物污染的硫酸氢钠仍然不能完全用尽，而在中和铬酸钠碱性液时，又析出了氢氧化铝絮状沉淀。电解时，电流效率低，电耗又高。中国专利文献CN1037495（EP340585）介绍了一种生产重铬酸钠的方法，在该方法中也利用了被铬化合物污染的硫酸氢钠。在该工艺方法中像从前的工艺方法一样，用硫酸中和碱性液，过滤除去铝泥，其滤液叫中性液（Na2CrO4溶液）。将被铬化合物污染的硫酸氢钠加水稀释并加入过量的磷酸根，用于中性液的酸化。在50-100℃的温度和PH3-6的条件下，将中性液中的三价铬以CrPO4（磷酸铬）的形式沉淀出来。过滤除去磷酸铬后，再用硫酸进行酸化形成酸化液（Na2Cr2D7），经蒸发浓缩结晶生成产品重铬酸钠-->和副产品硫酸钠。该法的优点是被铬化合物污染的硫酸氢钠的利用率高，但是只能适用于事先用硫酸将铬酸钠碱性液中和除去极难过滤，极难洗涤的氢氧化铝沉淀后的中性液的酸化，且需要增加溶解被铬化合物污染的熔融硫酸氢钠，并将其稀释的操作，又增加了沉淀氢氧化铝沉淀，洗涤氢氧化铝沉淀两道工序，使整个流程复杂化;加水稀释不仅增大了制备重铬酸钠溶液的蒸发量，稀释后形成和聚集的酸泥也较难转化成结晶状磷酸盐沉淀。本专利技术的目的就在于研究出一种新的重铬酸钠的生产方法，在该生产重铬酸钠的方法中，使被铬化合物污染的硫酸氢钠得到充分的利用，将中和碱性液和中性液的酸化二个工序合并成一个工序，使生产重铬酸钠的工艺流程更加缩短简化，使在流程中所生成的沉淀为结晶状沉淀，更易于过滤，操作方便，又不污染环境。本专利技术的一种重铬酸钠的制备方法，包括铬酸钠与酸反应，该酸包括硫酸和在生产三氧化铬时作为废产物的被铬化合物污染的硫酸氢钠，在搅拌下向含有AlPO4及CrPO4晶种的底液中同时加入水溶性的磷酸钠盐，磷酸其中的一种（作为沉淀剂）和被铬化合物污染的硫酸氢钠及铬酸钠碱性液，在大于70℃（包括70℃）至沸点的温度于PH4-8的条件下，进行中和酸化，将碱性液中的三价铝和被铬化合物污染的硫酸氢钠中三价铬离子以AlPO4及CrPO4结晶的形式沉淀出来，过滤，洗涤沉淀，酸化其滤液而生成重铬酸钠（Na2Cr2O7）溶液（即酸化液）。-->在生产重铬酸钠的工厂中，将铬铁矿和碳酸钠、填料焙烧成熟料，熟料用水浸取后过滤而成铬酸钠碱性液，这一工艺程序是本领域所属技术人员所熟知的，铬酸钠碱性液的主要成分为NaAlO2（以Al2O3计）0.2-3克/升，氢氧化钠及碳酸钠即总碱（以碳酸钠内计）为20-70克/升，铬酸钠Na2CrO4（以Na2Cr2O7.2H2O计）为250-350克/升。本专利技术的工艺方法对碱性液的组成没有什么限制，铬铁矿焙烧成的熟料浸取出的滤液均适用，但不得含有铬渣（悬浮物），以免在进行酸化反应后，将二氧化硅等杂质带入到酸化液中。在铬酐的生产中所形成的被铬化合物污染的硫酸氢钠中含有硫酸35-40%（重量百分数，下同），硫酸钠45-50%，三氧化铬1.5-2.5%，三氧化二铬0.5-2.5%，主要成份为Na3Cr（SO4）3的水不溶物9-10%。所用的沉淀剂为磷酸、水溶性的磷酸的钠盐。所用的磷酸可以是各种浓度的磷酸，但以浓磷酸为好。所用的水溶性的磷酸的钠盐为磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠。水溶性的磷酸的铵盐、钾盐等也可使用，但有其不足之处。因为它们带进了杂质钾离子和铵离子。加入水溶性磷酸的钠盐的形式，可以其固体状加入到含有AlPO4及CrPO4晶种的底液中，也可以它们的各种浓度的溶液的形式加入，以其溶液的形式加入为佳。因为以其溶液的形式加入便于混合均匀。向含有AlPO4及CrPO4晶种的底液中加料最佳的顺序为在搅拌下先将水溶性磷酸的钠盐、磷酸其中的-->一种的沉淀剂加入到含有AlPO4和CrPO4晶种的底液中，混匀后，逐渐地同时加入被铬化合物污染的硫酸氢钠和铬酸钠碱性液。投料的速度不要过快，对搅拌的速度没有什么限制，搅拌的作用只是把原料混合均匀。加入作为沉淀剂的水溶性的磷酸的钠盐或磷酸的量，取决于铬酸钠碱性液中NaAlO2的浓度及被铬化合物污染的硫酸氢钠中三价铬的含量。加入的沉淀剂的量为将铬酸钠碱性液中的三价铝和被铬化合物污染的硫酸氢钠中三价铬生成正磷酸盐AlPO4及CrPO4所需理论量的70-150%为好。加入沉淀剂的量过低易生成无定形氢氧化铝和氢氧化铬及铬酸铬（三价铬和六价铬的化合物）等无定形物沉淀，不易洗涤，也不易过滤，所以所加入的沉淀剂的量以将铬酸钠碱性溶液中的三价铝和被铬化合物污染的硫酸氢钠中三价铬生成正磷酸盐AlPO4及CrPO4所需理论量的100-109.9%为更佳。在铬酐（三氧化铬）生产的废产物被铬化合物污染的硫酸氢钠，从反应器流出时呈熔融状态，可直接用于本专利技术。但以用制片机或其他装置制成易溶于水的片状、粒状或粉状为好。所以向含有AlPO4和CrPO4晶种的底液中，加入片状、粒状或粉状的被铬化合物污染的硫酸氢钠为佳。但也可以其水溶液的液体状态的形式加入，最好不用水稀释，以减少以后工序中的蒸发量并避免形成与磷酸反应生成较难过滤的酸泥。当然，在无法得到固体时，也可使用其水溶后的澄清液或悬浮液。-->在本专利技术的重铬酸钠的制备方法中使用前一次反应结束后留在反应容器底部的浆液作为含有AlPO4.XH2O和CrPO4.YH2O晶种的底液，在其中含有许多粒度不同的AlPO4和CrPO4晶体和晶核，作为下一次进行中和本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术涉及重铬酸钠的制备法。本法是在搅拌下向含有ＡｌＰＯ↓［４］及ＣｒＰＯ↓［４］晶种的底液中同时加入磷酸钠盐、磷酸其中的一种和被铬化合物污染的硫酸氢钠及铬酸钠碱性液，在大于７０℃至沸点的温度于ｐＨ４－８中和酸化。本法由于生成的是结晶状ＣｒＰＯ↓［４］及ＡｌＰＯ↓［４］沉淀，易于过滤，全部利用了被铬化合物污染的硫酸氢钠。消除了对环境的污染，节约了能量，简化了流程和装置。其副产品ＣｒＰＯ↓［４］及ＡｌＰＯ↓［４］稍加处理就可用作高温粘接剂或防锈颜料的原料。 液。

【技术特征摘要】
1、一种重铬酸钠的制备方法，包括铬酸钠与酸反应，该酸包括硫酸和生产三氧化铬时作为废产物的被铬化合物污染的硫酸氢钠，其特征是，[1]在搅拌下向含有CrPO4及AlPO4晶种的底液中，同时加入水溶性的磷酸钠盐、磷酸其中的一种(作为沉淀剂)和被铬化合物污染的硫酸氢钠及铬酸钠碱性液，[2]在大于70℃(包括70℃)至沸点的温度于pH4-8的条件下进行中和酸化，[3]将碱性液中的三价铝和被铬化合物污染的硫酸氢钠中的三价铬离子以CrPO4-AlPO4的形式沉淀，[4]过滤，洗涤沉淀，酸化其滤液。2、根据权利要求1的一种重铬酸钠的制备方法，其特征是，在搅拌下先将水溶性的磷酸钠盐、磷酸其中的一种沉淀剂，加入到含有CrPO4和AlPO4晶种的底液中，混匀后，逐渐地同时加入被铬化合物污染的硫酸氢钠和铬酸钠碱性液。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪柱，
申请(专利权)人：纪柱，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]