一种改善氧化铬绿色泽的方法技术

本发明专利技术提供了一种改善氧化铬绿色泽的方法，所述方法包括：将重铬酸盐与还原剂混合后在氧化性气氛中焙烧，得到焙烧尾气和氧化铬绿产品，焙烧过程中控制焙烧尾气中氧气的浓度不低于11vol.％。本发明专利技术所述方法基于重铬酸盐还原法制备氧化铬绿的生产工艺，通过进一步控制焙烧气氛，即可得到高性能颜料级氧化铬绿产品；本发明专利技术所述方法操作简单，不影响设备产能，对生产成本的影响也较小，有利于工业化规模生产，具有较好的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种改善氧化铬绿色泽的方法
本专利技术属于材料制备
，具体涉及一种改善氧化铬绿色泽的方法。
技术介绍
氧化铬绿是一种重要的工业原料，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、水泥等领域，以及化妆品、磁带、食品、粘合剂、静电复印等方面。氧化铬绿独一无二的近似于植物叶绿素的色泽，使其可用于配制类似绿色树叶簇的伪装材料，也曾用于武器的伪装涂层。随着全球经济的增长，市场对高性能颜料级氧化铬绿产品的需求逐年增加，对颜料级氧化铬绿产品质量的要求越来越高，因此开发一种提高其颜色性能的方法，成为当前迫切需要解决的问题。氧化铬绿的生产方法主要包括铬酸酐热分解法和六价铬酸盐还原法。铬酸酐热分解法是以铬酸酐为原料，在高温下煅烧制备氧化铬绿的方法；六价铬酸盐还原法是以硫磺、硫化物或硫酸盐为还原剂，经湿法或干法还原六价铬酸盐制备氧化铬绿的方法，主要有重铬酸钠/钾硫磺还原法、铬酸钠碱性液硫磺或硫化钠还原法以及重铬酸钠硫酸铵还原法等。其中，铬酸酐热分解法是国内氧化铬绿颜料的主要制备方法，其工艺简单，但得到的氧化铬绿产品色度偏暗、偏蓝。硫酸铵-红矾钠热分解法是国外氧化铬绿颜料的主要制备方法，该法得到的氧化铬绿产品比铬酸酐热分解法得到的产品色度更绿、更黄，但国内尚未实现工业化应用。目前国内主要借助重铬酸钠硫磺还原法来生产偏黄相氧化铬绿，但所得产品的色度较国外产品仍偏红、偏蓝。CN104445408A公开了一种黄绿色调氧化铬绿颜料的制备方法，包括以下步骤：以重铬酸盐和铵盐为原料，辅以少量添加剂，经湿法混料后，于900～1200℃煅烧0.3h以上，再经洗涤、干燥、破碎后，得到黄绿色调氧化铬绿颜料产品。该方法采用湿拌物料，容易混合不均匀，导致工业生产差值较大；且由于物料中水分大，在工业化生产中，一方面严重浪费能源，另一方面物料极易结块，不便于工业化投料，使其无法实现大规模工业化生产。CN102557136A公开了一种改善氧化铬绿色泽的方法，包括以下步骤：1)以铬酸酐质量的2～5％加入添加剂并与铬酸酐混合均匀，投入回转窑中进行热分解反应，添加剂为氯化铵、氟化钾或者氟化钠中的一种；2)控制回转窑高温带温度为1050～1100℃，投料于回转窑中焙烧时间为3～4h；3)将焙烧得到的氧化铬绿粉碎至600目。该方法焙烧温度较高，能耗大，且原料毒性强，其制备方法也较为复杂。综上所述，如何提供一种氧化铬绿色泽的调控方法，以满足市场对高性能颜料级氧化铬绿产品的需求，成为当前亟待解决的问题。
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改善氧化铬绿色泽的方法，所述方法对采用重铬酸盐为原料来制备氧化铬绿，通过控制焙烧气氛，显著改善了氧化铬绿产品的色泽，使得到的产品颜色更黄或更绿，色饱和度更高，所述方法操作简便，具有较好的工业应用前景。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种改善氧化铬绿色泽的方法，所述方法包括以下步骤：将重铬酸盐与还原剂混合后在氧化性气氛中焙烧，得到焙烧尾气和氧化铬绿产品，焙烧过程中控制焙烧尾气中氧气的浓度不低于11vol.％，例如11vol.％、12vol.％、13vol.％、14vol.％、15vol.％、16vol.％、17vol.％、20vol.％或23vol.％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，通过控制焙烧过程中焙烧尾气中的氧气浓度，进而调控氧化铬绿晶体成核与长大的动力学过程和氧化铬绿晶体表面氧缺陷，从而得到晶形完整、表面富氧结构的氧化铬绿产品；氧化铬绿的呈色与其对600～700nm和400～500nm波长可见光中的红光和蓝紫光吸收有关，完整地晶形可提高表面对可见光的反射，提高色饱和度；表面富氧结构可使其对可见光的吸收峰向蓝光偏移，显著改善其色泽。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，所述重铬酸盐包括重铬酸钠和/或重铬酸钾，优选为重铬酸钠。优选地，所述还原剂包括铵盐和/或硫磺。优选地，所述铵盐为硫酸铵、氯化铵、碳酸铵或碳酸氢铵中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：硫酸铵和氯化铵的组合，硫酸铵和碳酸铵的组合，碳酸铵和碳酸氢铵的组合等。优选地，所述还原剂的添加量为与重铬酸盐完全反应所需理论量的1～2倍，例如1倍、1.05倍、1.1倍、1.3倍、1.5倍、1.6倍、1.8倍或2倍等，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，优选为1.2～1.5倍。本专利技术中，针对以重铬酸盐为原料经还原剂还原生产氧化铬绿的工艺，为确保六价铬的还原率，在配料过程中可加入过量的还原剂以保证铬的收率。作为本专利技术优选的技术方案，所述氧化性气氛包括氧气和/或空气，优选为氧气。优选地，所述氧化性气氛选择氧气时，所述氧气的通入体积与重铬酸盐的质量比为18.6～121m3/t，例如18.6m3/t、35m3/t、50m3/t、76m3/t、100m3/t、110m3/t、115m3/t或121m3/t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，优选为35～76m3/t。优选地，所述氧化性气氛选择空气时，所述空气的通入体积与重铬酸盐的质量比为165～2520m3/t，例如165m3/t、180m3/t、240m3/t、400m3/t、600m3/t、800m3/t、1000m3/t、1300m3/t、1500m3/t、1800m3/t、2000m3/t、2300m3/t或2520m3/t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，优选为316～1580m3/t。本专利技术中，气体的体积是以标准状态下计量的。本专利技术中，确保焙烧炉内的氧气浓度对制备得到色度更绿或更黄的氧化铬绿产品至关重要。针对以重铬酸盐为原料经还原剂还原生产氧化铬绿的工艺，氧化铬绿晶粒形成的环境与空气气氛相比为偏还原性气氛，例如，当采用硫磺为还原剂时，过量的硫磺在升华和燃烧过程中会产生二氧化硫，使气氛为还原性气氛；当使用铵盐反应时，过量的铵盐产生的氮气也会降低其中的氧气浓度。在上述气氛条件下，氧化铬绿表面的氧原子容易析出，造成氧化铬绿表面氧空位增加。因此，在焙烧过程中引入氧化性气体来调节氧化铬绿晶粒形成过程中的氧气浓度，可降低氧化铬绿表面的氧空位浓度，从而制备得到颜色更绿或更黄的氧化铬绿产品。作为本专利技术优选的技术方案，所述焙烧过程中控制焙烧尾气中的氧气的浓度为11～17vol.％，例如11vol.％、12vol.％、13vol.％、14vol.％、15vol.％、16vol.％或17vol.％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，当尾气中氧气的浓度大于17vol.％时，一方面不利于六价铬的还原反应，导致铬的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善氧化铬绿色泽的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n将重铬酸盐与还原剂混合后在氧化性气氛中焙烧，得到焙烧尾气和氧化铬绿产品，焙烧过程中控制焙烧尾气中氧气的浓度不低于11vol.％。/n

【技术特征摘要】
1.一种改善氧化铬绿色泽的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将重铬酸盐与还原剂混合后在氧化性气氛中焙烧，得到焙烧尾气和氧化铬绿产品，焙烧过程中控制焙烧尾气中氧气的浓度不低于11vol.％。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重铬酸盐包括重铬酸钠和/或重铬酸钾，优选为重铬酸钠；
优选地，所述还原剂包括铵盐和/或硫磺；
优选地，所述铵盐包括硫酸铵、氯化铵、碳酸铵或碳酸氢铵中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述还原剂的添加量为与重铬酸盐完全反应所需理论量的1～2倍，优选为1.2～1.5倍。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述氧化性气氛包括氧气和/或空气，优选为氧气；
优选地，所述氧化性气氛选择氧气时，所述氧气的通入体积与重铬酸盐的质量比为18.6～121m3/t，优选为35～76m3/t；
优选地，所述氧化性气氛选择空气时，所述空气的通入体积与重铬酸盐的质量比为165～2520m3/t，优选为316～1580m3/t。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述焙烧过程中控制焙烧尾气中的氧气的浓度为11～17vol.％。


5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述焙烧的原料还包括色泽改良剂；
优选地，所述色泽改良剂包括硼酸、硼砂、淀粉、葡萄糖、尿素、硫酸盐或氟化物中的任意一种或至少两种的组合，优选为硼酸、淀粉、尿素、硫酸盐或氟化物中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述硫酸盐包括硫酸铵、硫酸钾或硫酸钠中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述氟化物包括氟化钠和/氟化钾；
优选地，所述色泽改良剂的添加量为重铬酸盐的0～7wt％，优选为0.5～5wt％。


6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述焙烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：雒敏婷，张忠元，张红玲，谢希智，张笛，陈荣，周鹏，孔红侠，徐红彬，
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