一种提高铬酸酐品质的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高铬酸酐品质的方法，包括以下步骤：S1.将阳离子交换树脂铺展在流化床上，从流化床底部鼓入流化气体，使得阳离子树脂处于流化状态；然后将铬酸酐粗晶溶于水中形成铬酸酐母液，并使其流过所述流化床，以充分吸附铬酸酐母液中的阳离子杂质；S2.对步骤S1得到的铬酸酐母液进行过滤，接着得到的滤液进行电渗析，以除去铬酸酐母液中的氯离子和钠离子；S3.将经步骤S2处理的铬酸酐母液在减压的条件下进行蒸发结晶，经固液分离后，得到高纯度铬酸酐晶体。本发明专利技术的方法既可以降低铬酸酐中Fe离子等杂质的含量，还可以降低三价铬和氯离子的含量，从而提高了铬酸酐的品质。从而提高了铬酸酐的品质。

【技术实现步骤摘要】
一种提高铬酸酐品质的方法


[0001]本专利技术涉及铬化工
，具体涉及一种提高铬酸酐品质的方法。

技术介绍

[0002]铬酸酐，又称为铬酐，分子式为CrO3，是一种重要的无机化工原料。铬酸酐是电镀工业的最主要原料，用作电镀铬的主要原料，大部分铬酐都消费在电镀工业中。其次，铬酸酐还是良好的氧化剂，可用于漂白、精制，还可用作染料的原料、媒染剂、鞣革剂以及有机合成反应的催化剂。此外，还用于医药、陶瓷，有色玻璃等工业中。
[0003]铬酸酐的工业制法有近十种，但从反应原理区分，只有硫酸法、电解法两种基本方法，或两者结合的技术。硫酸法分为干法和湿法两种，干法又称为熔融法，为世界各国普遍采用的方法，它是采用重铬酸钠和浓硫酸反应后生成的铬酸酐和硫酸氢钠在180～210℃处于熔融状态，利用二者不互熔的原理实现分离，此法具有反应温度高、反应产生氯化铬酰剧毒气体，反应后期铬酸酐分解生成Cr
3+
，收率低于95％，副产物难以综合利用的缺点，此外，这种方法得到片状铬酸酐，难以得到结晶颗粒的铬酸酐。湿法包括常压结晶、熔融提纯法和减压蒸发结晶、洗涤方法。常压结晶、熔融提纯法是采用过量浓硫酸与重铬酸钠反应，析出粗铬酸酐晶体，分离滤液后在熔融分离器中精制，该法仍然需要高温熔融过程。减压蒸发结晶、洗涤方法是将浓硫酸与重铬酸钠溶液混合后，在真空度为370~500mmHg下减压蒸发至铬酸酐析出，再经脱水后用铬酸酐溶液洗涤，最后经烘干而成。该法虽能得到含量在99.9％的铬酸酐晶体，但由于无法脱除溶液中的硫酸氢钠，铬酸酐收率小于50％，溶液中的硫酸氢钠和大量铬酸酐返回到铬盐生产过程中酸化工序，酸平衡无法实现，使该方法工业可实施性受到限制。
[0004]电解法以重铬酸钠或铬酸钠为原料，在二室或三室电解槽进行电解，阴极得到氢氧化钠溶液，阳极得到铬酸溶液，经蒸发结晶后得到铬酸酐晶体。电解法具有工艺简单、条件温和、后处理简单、清洁无污染等优点，因此受到业界越来越多的重视。但是，电解法生产铬酸酐时，铬酸在蒸发结晶工段会有微量的铬酸分解为三价铬，同时在电解过程中，生成的铬酸会对管道、储槽、极板涂层造成腐蚀，从而生成微量的三价铬。随着铬酸酐母液的循环使用，三价铬在母液中富集到一度程度，产品中三价铬含量超标，就会对铬酸酐品质造成影响。
[0005]由此可知，目前目前传统方法制备的铬酸酐均存在杂质含量较多，产品质量较差，应用受到限制的问题，亟需提供一种提高铬酸酐品质的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种提高铬酸酐品质的方法，该方法既可以降低铬酸酐中Fe离子等杂质的含量，还可以降低三价铬和氯离子的含量，从而提高了铬酸酐的品质。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：
本专利技术提供了一种提高铬酸酐品质的方法，包括以下步骤：S1. 将阳离子交换树脂铺展在流化床上，从流化床底部鼓入流化气体，使得阳离子树脂处于流化状态；然后将铬酸酐粗晶溶于水中形成铬酸酐母液，并使其流过所述流化床，以充分吸附铬酸酐母液中的阳离子杂质；S2. 对步骤S1得到的铬酸酐母液进行过滤，接着得到的滤液进行电渗析，以除去铬酸酐母液中的氯离子和钠离子；S3. 将经步骤S2处理的铬酸酐母液在减压的条件下进行蒸发结晶，经固液分离后，得到高纯度铬酸酐晶体。
[0008]由于通过传统方法制备的铬酸酐粗晶中一般含有铁离子、三价铬等杂质，通过阳离子交换树脂可吸附去除这些杂质离子，从而可以实现降低铬酸酐中铁离子和三价铬含量的目的。本专利技术中，将阳离子交换树脂铺展在流化床，通过鼓入流化气体使得阳离子交换树脂颗粒处于“流化”状态，再将铬酸酐母液流过所述流化床，不仅能够提高铬酸酐母液与阳离子交换树脂颗粒的接触面积，而且实现了动态吸附，从而大幅提高了树脂颗粒的离子吸附交换能力，有利于降低铬酸酐母液中铁离子和三价铬的浓度。
[0009]进一步地，步骤S1中，所述阳离子交换树脂为磺酸基阳离子交换树脂、次甲基磺酸基阳离子交换树脂或羧基阳离子交换树脂。阳离子交换树脂达到预定的吸附容量后，通过酸化脱附后可以重复利用。
[0010]进一步地，步骤S1中，所述流化气体为空气、氮气或氧气，其流动速率为2~3m/s。
[0011]进一步地，所述铬酸酐母液通过流化床的速度为：每小时通过流化床的铬酸酐母液的体积为阳离子交换树脂体积的2~5倍。
[0012]进一步地，步骤S2中，所述过滤所用的滤膜为聚四氟乙烯（PTFE）滤膜、聚偏氟乙烯（PVDF）滤膜、有机尼龙滤膜或陶瓷滤膜，优选为PTFE滤膜或陶瓷滤膜。
[0013]由于制备铬酸酐的原料中含有氯离子，在氯离子的影响下体系中会产生三价铬，从而影响铬酸酐的品质。但是氯离子采用普通的方法很难去除，特别是对低浓度的氯离子，普通方法很难起作用，并且还可能引入新的杂质。本专利技术中，采用电渗析这一方法来去除铬酸酐母液中的氯离子，不仅可以将铬酸酐母液中的氯离子的含量降低至20~30ppm，同时不会引入新的杂质。
[0014]具体的，步骤S2中，所述电渗析的过程为：将过滤后的铬酸酐母液加入到三室有机玻璃电渗析器的中室中，所述中室中设有电动搅拌器；所述电渗析器的中室与阴极室、阳极室分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜隔开；所述阴极室中设有石墨阴极，阳极室设有石墨阳极；启动所述电动搅拌器，将所述石墨阳极和石墨阴极接通直流电源，调节电流至500
‑
1200mA/m2，电渗析10~30min。在电渗析的过程中，由于电场和浓度梯度的作用下，铬酸酐母液中的氯离子透过阴离子交换膜进入到阳极室中，钠离子透过阳离子交换膜进入到阴极室中，从而实现氯离子、钠离子与铬酸酐母液的分离。同时CrO
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由于体积较大而无法通过阴离子交换膜，从而不会导致铬酸酐的损失。
[0015]进一步地，步骤S2中，所述搅拌的速率为50~150rpm，优选为100~150rpm。
[0016]经过电渗析后，对铬酸酐母液进行蒸发结晶，以使铬酸酐析出结晶。进一步地，步骤S3中，所述蒸发结晶的温度为80~100℃，减压的压强为0.1~0.5MPa。当减压蒸发至铬酸酐母液的波美度达到了55~62
°
B
é
时，向其中加入0.05~0.1wt%的铬酸酐晶种，以促进结晶物的
形成，且使结晶的大小更加均匀。加入晶种后，保温1~3h，使铬酸酐晶体析出。
[0017]由于铬酸酐在蒸发结晶的过程中，会有微量的铬酸分解为三价铬，因此为了降低产品中三价铬的含量，在优选的实施方式中，在蒸发结晶的过程中，向铬酸酐母液中持续通入臭氧，以将三价铬氧化为六价铬。通入臭氧的量优选为5~20L/min。
[0018]进一步地，步骤S3中，析出结晶后，采用离心分离的方式分离铬酸酐晶体，然后在30~50℃下烘干，得到高纯度铬酸酐晶体。
[0019]进一步地，本专利技术制备的所述高纯度铬酸酐晶体，其纯度不低于99.50%，Cl
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高铬酸酐品质的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1. 将阳离子交换树脂铺展在流化床上，从流化床底部鼓入流化气体，使得阳离子树脂处于流化状态；然后将铬酸酐粗晶溶于水中形成铬酸酐母液，并使其流过所述流化床，以充分吸附铬酸酐母液中的阳离子杂质；S2. 对步骤S1得到的铬酸酐母液进行过滤，接着得到的滤液进行电渗析，以除去铬酸酐母液中的氯离子和钠离子；S3. 将经步骤S2处理的铬酸酐母液在减压的条件下进行蒸发结晶，经固液分离后，得到高纯度铬酸酐晶体。2.根据权利要求1所述的一种提高铬酸酐品质的方法，其特征在于，步骤S1中，所述阳离子交换树脂为磺酸基阳离子交换树脂、次甲基磺酸基阳离子交换树脂或羧基阳离子交换树脂。3.根据权利要求1所述的一种提高铬酸酐品质的方法，其特征在于，步骤S1中，所述流化气体为空气、氮气或氧气，其流动速率为2~3m/s。4.根据权利要求1所述的一种提高铬酸酐品质的方法，其特征在于，步骤S1中，所述铬酸酐母液通过流化床的速度为：每小时通过流化床的铬酸酐母液的体积为阳离子交换树脂体积的2~5倍。5.根据权利要求4所述的一种提高铬酸酐品质的方法，其特征在于，步骤S2中，所述过滤所用的滤膜为聚四氟乙烯滤膜、聚偏氟乙烯滤膜、有机尼龙滤膜或陶瓷滤膜。6.根据权利要求1所述的一种提高铬酸酐品质的方法，其特征在于，步骤S2中，所述电渗析的过程为：将过滤后的铬酸酐母液加入到三室有机玻璃电渗析器的中室中，所述中室中设有电动搅拌器；所述电渗析器的阴极室、阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：李守昌，李先启，袁代林，
申请(专利权)人：白银昌元化工有限公司，
类型：发明
国别省市：