一种利用电解法制备铬酸钾溶液的方法，包括以下步骤：提供电解装置，包括电解槽、电源、工业铬铁、阴极及隔膜；将工业铬铁与阴极间隔设置在电解槽中，所述工业铬铁与电源的正极电连接，所述阴极与电源的负极电连接；将电解质溶液容置于电解槽中，所述电解质溶液为钾盐溶液或钾碱溶液；接通电源，进行电解反应后，在电解槽中得到固液混合浆料，分离后得到铬酸钾溶液。另，提供一种利用电解法制备铬酸钾溶液的装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铬盐的制备方法，尤其涉及。
技术介绍
铬盐产品在国民经济和人民生活中起着相当重要的不可替代的作用，铬盐工业是世界上最具有竞争力的资源性原材料工业之一。铬酸盐作为铬盐的母系产品是国民经济发展中不可或缺的重要的化工原料。以铬酸盐为原料的铬盐产品有:重铬酸盐、铬酸酐、氧化铬、铬黄和铬盐精(碱式硫酸铬)等。这些产品广泛应用于冶金、颜料、制革、染料、香料、金属表面处理、电焊条、造币、催化剂、印染、医药等工业中，据统计，市场上的商品中有10%与铬盐有关。我国的铬盐工业自1958年开始起步，发展到2012年的生产能力300kt/a，已成为全球铬盐产量最大的国家。铬盐产品种类繁多，品种不下100种，我国生产30余种。红矾钠、铬酸酐、铬酸精(碱式硫酸铬)和氧化铬是铬盐消费量最大的四种产品。此外还有红矾钾、氯化铬、硝酸铬、氟化铬、铬砷酸铜、铬酸钠、二氧化铬、红矾铵、醋酸铬及其它多种含铬试剂，诸多的铬盐产品系列都是以铬酸盐为基本原料生产加工制得。目前，工业上生产铬酸盐的传统工艺是使用回转窑填充石灰质的焙烧法，按石灰质填充量多少分为有钙焙烧、少钙焙烧和无钙焙烧三种。我国铬酸盐企业大多采用有钙焙烧工艺，即以铬铁矿粉与纯碱混合，添加矿量两倍以上的防烧结含钙辅料，在回转窑内高温氧化，熟料浸取后得铬酸钠溶液。有钙焙烧法在得到铬酸盐溶液的同时排出大量含铬废渣，该生产工艺中每产一吨铬酸钠要排出铬渣`2.5~3吨，同时还要产生大量的含铬废水、废气，这些三废物尤其是含铬废渣是首要的重金属(Cr6+)污染源，铬盐行业也因此被列为重污染行业之首。为了降低有钙焙烧法中的铬排放，发展出无钙焙烧工艺，该工艺在生产铬酸盐的过程中不添加含钙辅料，每产一吨铬酸钠要排出铬渣0.6~1.0吨，渣中Cr6+含量由3%~6%降至0.2%以下，不含铬酸钙易解毒，得到的铬酸盐再加工成红矾钠后，红矾钠的综合成本明显降低。另外，中国科学院过程工程研究所专利技术了一种生产铬酸钾的新工艺，即钾碱液相氧化法，也称亚熔盐氧化法或碱熔法。该方法使用理论量数倍的氢氧化钾与铬铁矿进行反应，控制反应温度在320°C左右，氢氧化钾熔融形成液相，并与铬铁矿和空气形成悬浮体系，从而制备得到铬酸钾溶液。此外，天津派森科技有限公司专利技术了一种生产铬酸钠的新工艺，即水热碱溶氧化技术，利用高碳铬铁水热氧化法制备铬酸钠技术。例如将铬铁粉、氢氧化钠以及水在反应釜中混合、加热升温至110°C -130°c左右，向反应釜通入氧气，维持一定的反应温度、压力，持续反应预定时间后，自然降至室温，从而得到铬酸钠溶液。当前业内的各种制备铬酸盐的方法，在一定程度上降低或减少了铬渣中Cr6+的排放量，然而，为使铬盐工业趋于绿色、环保方向发展，铬酸盐的制备技术一直被作为业内不断研究开发的热点课题之一。
技术实现思路
有鉴于此，提供实属必要。一种利用电解法制备铬酸钾溶液的方法，包括以下步骤:提供电解装置，包括电解槽、电源、工业铬铁、阴极及隔膜；将工业铬铁与阴极间隔设置在电解槽中，所述工业铬铁与电源的正极电连接，所述阴极与电源的负极电连接；将电解质溶液容置于电解槽中，所述电解质溶液为可溶性钾盐溶液或可溶性钾碱溶液；接通电源，进行电解反应后，在电解槽中得到固液混合浆料，分离后得到铬酸钾溶液。一种利用电解法制备铬酸钾溶液的装置,其包括:电解槽 ，容置有电解质溶液，该电解质溶液为可溶性钾盐或可溶性钾碱溶液；阴极，设置于电解槽中，该阴极材质为不锈钢或镍；阳极，设置于电解槽中，该阳极为工业铬铁；隔膜，设置于电解槽中且位于阴极和阳极之间，用以将阴极和阳极产生的气体分隔;搅拌系统，设置于电解槽中，用以保持电解液的浓度均匀、温度均匀；温控系统，用以控制电解槽的温度；以及电源，所述电源的正极与工业铬铁电连接，所述电源的负极与阴极电连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:首先，本专利技术以工业铬铁为阳极材料，采用电解法进行铬酸钾溶液的制备，电解过程中产生无污染的氢气，渣相不含六价铬，不产生铬污染。其次，整个电解反应过程均在常温常压设备中进行，反应温度小于100°C，压力约为latm，无需高温、高压设备，降低能耗同时降低了设备投资。再次，电化学反应选择性高，铬的回收率比较高，得到的铬酸钾溶液中杂质含量极低。特别是，在以氢氧化钾、碳酸钾作为电解质溶液的某些实施例中，铬的总回收率可以达到98%以上，铬的电溶出速率达到0.2g/A.h。最后，反应过程可实现自动化连续控制。可根据实际情况及时开启或关闭反应，灵活操控。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方案，对本专利技术进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方案仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种利用电解法制备铬酸钾溶液的方法，具体流程详述如下。首先，提供一种电解装置。如图1所示，电解法制备铬酸钾溶液的装置包括:电解槽1、电解质溶液2、阴极3、阳极4、隔膜5、搅拌器6、温控系统7以及电源8。电解质溶液2容置在电解槽I中，该电解质溶液2为可溶性钾盐溶液或可溶性钾碱溶液。阴极3和阳极4间隔的设置在电解槽I中。阴极3的材质可以为不锈钢或镍，阳极4为工业铬铁，为了使得工业铬铁稳固的放置于电解槽I中，利用夹具9对工业铬铁进行固定，本专利技术中夹具9为导电金属，阳极4和电源8可通过夹具9电连接，即，只要将电源8和夹具9电连接便可。隔膜5，设置于电解槽I中且位于阴极3和阳极4之间，用以将阴极区域和阳极区域产生的气体分隔。搅拌器6，设置于电解槽I中，用以保持电解质溶液的浓度均匀、温度均匀。温控系统7，用以控制电解槽I的温度，本专利技术实施中采用循环水浴，将电解槽I设置在循环水浴中加热，维持电解质溶液2的温度在60~100°C范围内。电源8的正极与阳极4 (工业铬铁)电连接，电源8的负极与阴极3电连接。另外，电解槽I的底部设置过滤结构10，以便电解结束后，可直接利用电解槽I进行固液分离。过滤结构10与电解槽I为一体结构，例如电解槽I底部本身设置为可以控制的滤网结构，在电解过程中，滤网结构处于关闭状态；当需要固液分离时，打开滤网结构，电解槽I本身变成一个过滤器，从而将固体和溶液进行分离。其次，接通电源8进行电解反应，电解反应后，在电解槽2中得到固液混合浆料。固液混合浆料包括固相和液相，电解反应过程中，工业铬铁中的铬在电氧化过程中以可溶性的铬酸盐形式进入液相，工业铬铁中的非铬元素则以难溶物形态进入固相。电解质溶液2选用钾盐体系时，以氯化钾、硫酸钾为例，电解总反应式如下:本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用电解法制备铬酸钾溶液的方法，包括以下步骤：提供电解装置，包括电解槽、电源、工业铬铁、阴极及隔膜；将工业铬铁与阴极间隔设置在电解槽中，所述工业铬铁与电源的正极电连接，所述阴极与电源的负极电连接；将电解质溶液容置于电解槽中，所述电解质溶液为可溶性钾盐溶液或可溶性钾碱溶液；接通电源，进行电解反应后，在电解槽中得到固液混合浆料，分离后得到铬酸钾溶液。
【技术特征摘要】
1.一种利用电解法制备铬酸钾溶液的方法，包括以下步骤: 提供电解装置，包括电解槽、电源、工业铬铁、阴极及隔膜； 将工业铬铁与阴极间隔设置在电解槽中，所述工业铬铁与电源的正极电连接，所述阴极与电源的负极电连接； 将电解质溶液容置于电解槽中，所述电解质溶液为可溶性钾盐溶液或可溶性钾碱溶液； 接通电源，进行电解反应后，在电解槽中得到固液混合浆料，分离后得到铬酸钾溶液。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述电解反应后得到的固液混合浆料包括固相和液相，所述工业铬铁中的铬在电氧化过程中以可溶性的铬酸盐形式进入液相，所述铬铁中的非铬元素以难容物形态进入固相。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于:所述电解质溶液为可溶性钾盐溶液时，固液混合浆料中的液相中还包括铁离子，电解反应后对固液混合浆料先进行除铁处理，然后固液分离得到铬酸钾溶液。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述电解质溶液为可溶性钾碱溶液时，固液混合浆料中的液相为铬酸钾溶液，电解反应后对固液混合浆料直接进行固液分离得到铬酸钾溶液。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述可溶性钾盐溶液为氯化钾溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯海涛，李波，董亚萍，郑竹林，梁建，李武，史建斌，王永全，史海琴，陈林明，李海聪，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，青海省博鸿化工科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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