一种重铬酸铵和硫酸钠混合晶体及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种重铬酸铵和硫酸钠混合晶体及其制备方法和用途，所述制备方法包括：将重铬酸钠、硫酸铵与硫酸钠的混合溶液升温后冷却结晶，得到饱和盐溶液；将得到的饱和盐溶液升温后先加入硫酸铵，然后加入重铬酸钠，搅拌反应后冷却结晶，得到混合晶体和结晶母液。本发明专利技术以饱和盐溶液为反应底液，再通过对反应物加入方式和配比、反应及后处理工艺的控制，制备得到粒径均匀、分散、不粘结的混合晶体，避免了复盐的生成，保证混合晶体的组成符合要求；同时，反应底液的使用可省去蒸发浓缩步骤，提高结晶收率；再以所得混合晶体制备氧化铬绿颜料，可有效解决工业生产中存在的进料困难的问题，所得产品的色度参数更好，性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种重铬酸铵和硫酸钠混合晶体及其制备方法和用途
本专利技术属于混合晶体制备
，涉及一种重铬酸铵和硫酸钠混合晶体及其制备方法和用途，尤其涉及一种重铬酸铵和硫酸钠混合晶体及其制备方法和用于制备氧化铬绿颜料的用途。
技术介绍
氧化铬绿是一种常用的颜料，具有稳定性好、耐酸碱、耐高温、耐光耐候等优点，可用于油漆、涂料、油墨、塑料、橡胶、化纤、纺织、陶瓷、玻璃、水泥等工业领域，其中，氧化铬绿具有近似于植物叶绿素的色泽，用作伪装材料具有较大的优势；除此之外，氧化铬绿在化妆品、磁带、食品、粘合剂、静电复印等领域也有应用。作为颜料使用时，对氧化铬绿的产品质量要求较高，需要具有良好的色度参数。目前，氧化铬绿颜料的生产方法主要有铬酸酐热分解法和重铬酸钠-硫酸铵热分解法，前者制备方法简单，但存在成本高、环境污染严重的问题，后者的方法中有害气体产生少，产品色度参数易调控，但其产品性能仍需改进，如采用加水造粒或进行湿法混合的措施。US4067747A公开了将重铬酸钠溶液与硫酸铵溶液混合反应后，蒸发去除多余水分，得到重铬酸铵与硫酸钠的混合物，在水存在的情况下升温焙烧，得到颜料产品，但该方法中得到的重铬酸铵与硫酸钠的混合料粘度较大，而焙烧时为了保证连续进料，进料需要是分散、不粘结的，因此存在进料困难的问题，虽然喷雾干燥一定程度上可以解决该问题，但所需能耗高，控制难度大。为了得到分散的混合料，直接进行重铬酸铵与硫酸钠原料的混合是一种方法，然而，重铬酸铵与有机物接触摩擦、撞击能引起燃烧、爆炸，在170～185℃就开始分解，不利于运输；同时，在工业生产中，重铬酸铵是以重铬酸钠与氯化铵进行复分解反应制得，也可用硫酸铵代替氯化铵来制造重铬酸铵，可见以重铬酸钠和硫酸铵为原料来制备分散、不粘结的重铬酸铵与硫酸钠混合料更为合适。CN108675353A公开了一种高端颜料氧化铬绿的生产方法，以重铬酸钠以及硫酸铵或碳酸铵为原料，首先通过结晶工艺生产出重铬酸铵和硫酸钠或重铬酸铵和碳酸钠的混合结晶体，再添加焙烧添加剂在回转窑内高温焙烧，最后经水洗除杂、烘干、粉碎得到氧化铬绿产品，但该方法并未实现对混合结晶体中组分比例及颗粒大小的控制，无法保证氧化铬绿颜料的性能。综上所述，在氧化铬绿生产过程中，重铬酸铵与硫酸钠混合料的制备还需要寻求能够准确控制两者比例、粒度均一性及粘结性的措施，以提高氧化铬绿颜料产品的性能。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种重铬酸铵和硫酸钠混合晶体及其制备方法和用途，本专利技术以饱和盐溶液作为反应底液，通过对反应物加入方式和配比、反应及后处理工艺的控制，制备得到粒径均匀、分散、不粘结的混合晶体，避免了其他无机盐的生成，保证混合晶体的组成符合要求，从而有助于进一步制备高性能的氧化铬绿颜料。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种重铬酸铵和硫酸钠混合晶体的制备方法，所述制备方法包括：(1)将重铬酸钠与硫酸铵的混合溶液升温后冷却结晶，得到饱和盐溶液；(2)将步骤(1)得到的饱和盐溶液升温后先加入硫酸铵，然后加入重铬酸钠，其中重铬酸钠与硫酸铵的摩尔比为1:(0.9～1.1)，搅拌反应后冷却结晶，得到混合晶体和结晶母液，所述结晶母液返回步骤(1)。本专利技术中，首先配置饱和盐溶液，该饱和溶液是钠离子、铵根、重铬酸根、硫酸根共存的溶液体系，由溶质溶解后经过升温、冷却结晶过程得到的；所述饱和盐溶液作为进一步反应的底液，有助于避免反应及结晶过程中复盐NaNH4SO4·2H2O的生成，进而有助于控制得到重铬酸铵和硫酸钠摩尔比；同时可以省去蒸发浓缩步骤，提高结晶产物的收率，也有助于调控结晶过程中的晶浆浓度。本专利技术中，所述重铬酸铵和硫酸钠混合晶体的制备与原料的加入顺序相关，采用先加入硫酸铵，再加入重铬酸钠的方式，可以有效避免反应及结晶过程中复盐NaNH4SO4·2H2O的生成，从而有助于控制产物重铬酸铵和硫酸钠的摩尔比，而原料重铬酸钠与硫酸铵摩尔比的控制为1:(0.9～1.1)，例如1:0.9、1:0.95、1:1、1:1.05或1:1.1等，也是为了产物中两者的比例，使得所得产物更加适合制备高性能的氧化铬绿颜料。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述混合溶液中还包括硫酸钠。优选地，步骤(1)所述混合溶液中重铬酸钠、硫酸铵和硫酸钠均为饱和状态。其中，所述混合溶液为室温(约20℃)条件下的饱和溶液。优选地，步骤(1)所述混合溶液升温至40～90℃，例如40℃、50℃、60℃、70℃、80℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(1)所述冷却结晶后固液分离，得到饱和盐溶液。本专利技术中，饱和盐溶液的配制，溶质的选择中还包括硫酸钠，主要是因为重铬酸钠和硫酸铵溶解后会影响硫酸钠的溶解度，只靠两者反应生成的硫酸钠并不足以达到饱和程度，提前加入硫酸钠可以保证得到饱和盐溶液作为反应介质，使得结晶析出的重铬酸铵和硫酸钠的摩尔比更好地维持在要求范围内；而且本专利技术并非直接选择室温下的饱和溶液，而是先经过升温、冷却结晶的过程，可以消除反应过程中的升温和冷却操作对饱和溶液溶解度的影响。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述饱和盐溶液升温至40～90℃，例如40℃、50℃、60℃、70℃、80℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(2)加入硫酸铵的量使得溶液中硫酸铵的质量分数不大于14wt％，例如14wt％、12wt％、10wt％、8wt％、6wt％或5wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(2)所述重铬酸钠以溶液的形式加入。优选地，所述重铬酸钠以步骤(1)所述饱和盐溶液来溶解，优选为采用升温至40～90℃的饱和盐溶液来溶解。优选地，所述重铬酸钠溶解后溶液中重铬酸钠的质量分数不大于40wt％，例如40wt％、36wt％、32wt％、30wt％、27wt％、24wt％或20wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，上述表述相当于是硫酸铵和重铬酸钠分别先单独用步骤(1)得到的饱和盐溶液溶解，分别达到所需的浓度，然后将重铬酸钠溶液加入到硫酸铵溶液中。本专利技术中，硫酸铵及重铬酸钠质量浓度的选择，有助于调控冷却结晶时的晶浆浓度，保证反应生成的混合晶体粒度均一、颗粒松散，便于固液分离设备的选型。优选地，步骤(2)所述重铬酸钠在搅拌条件下加入。本专利技术中，重铬酸钠以溶液形式加入，加入的同时也进行搅拌，均是为了重铬酸钠和硫酸铵能够快速均匀混合，避免因重铬酸钠局部过量生成其他产物而影响产物的组成。另外，本申请中一般采用先加入硫酸铵，再加入重铬酸钠的加料方式，若先加重铬酸钠，再加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重铬酸铵和硫酸钠混合晶体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：/n(1)将重铬酸钠与硫酸铵的混合溶液升温后冷却结晶，得到饱和盐溶液；/n(2)将步骤(1)得到的饱和盐溶液升温后先加入硫酸铵，然后加入重铬酸钠，其中重铬酸钠与硫酸铵的摩尔比为1:(0.9～1.1)，搅拌反应后冷却结晶，得到混合晶体和结晶母液，所述结晶母液返回步骤(1)。/n

【技术特征摘要】
1.一种重铬酸铵和硫酸钠混合晶体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将重铬酸钠与硫酸铵的混合溶液升温后冷却结晶，得到饱和盐溶液；
(2)将步骤(1)得到的饱和盐溶液升温后先加入硫酸铵，然后加入重铬酸钠，其中重铬酸钠与硫酸铵的摩尔比为1:(0.9～1.1)，搅拌反应后冷却结晶，得到混合晶体和结晶母液，所述结晶母液返回步骤(1)。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合溶液中还包括硫酸钠；
优选地，步骤(1)所述混合溶液中重铬酸钠、硫酸铵和硫酸钠均为饱和状态；
优选地，步骤(1)所述混合溶液升温至40～90℃；
优选地，步骤(1)所述冷却结晶后固液分离，得到饱和盐溶液。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述饱和盐溶液升温至40～90℃；
优选地，步骤(2)加入硫酸铵的量使得溶液中硫酸铵的质量分数不大于14wt％；
优选地，步骤(2)所述重铬酸钠以溶液的形式加入；
优选地，所述重铬酸钠以步骤(1)所述饱和盐溶液来溶解，优选为采用升温至40～90℃的饱和盐溶液来溶解；
优选地，所述重铬酸钠溶解后溶液中重铬酸钠的质量分数不大于40wt％；
优选地，步骤(2)所述重铬酸钠在搅拌条件下加入。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌反应的温度为40～90℃；
优选地，步骤(2)所述搅拌反应的时间为0.5～3h。


5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述冷却结晶的降温速率不...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红玲，张忠元，张笛，陈荣，雒敏婷，谢希智，庆朋辉，孔红霞，裴丽丽，徐红彬，张懿，
申请(专利权)人：甘肃锦世化工有限责任公司，中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62