手機掃碼訪問本站
微信咨詢
鉻酸酐是無機鹽中鉻鹽系列的主要產(chǎn)品之一，是重要的無機化工原料，廣泛應(yīng)用于電鍍、金屬鈍化、制造化肥用催化劑、醫(yī)藥、鉻黃顏料、氧化鉻綠以及媒染劑等行業(yè)，在國民經(jīng)濟中起著重要的作用。
目前，世界各國生產(chǎn)工業(yè)鉻酸酐均以紅礬鈉為原料，生產(chǎn)工藝有結(jié)晶法、電解法和熔融法。結(jié)晶法屬于清潔工藝，是世界上公認的最先進的生產(chǎn)方法，但該技術(shù)只有英國一家公司擁有，其技術(shù)方案至今未公開。電解法也屬于清潔工藝，目前只有國外兩個鉻鹽廠使用，但由于耗電量太大，成本高，難以被其他廠家接受?，F(xiàn)世界上包括我國在內(nèi)生產(chǎn)鉻酸酐的方法均為熔融法，熔融法的不足之處在于：a.反應(yīng)過程溫度高，不僅有含鉻水蒸汽和氯化氫逸出，而且還由于紅礬鈉中的雜質(zhì)氯化鈉參與反應(yīng)生成劇毒的紅棕色氣體氯化鉻酰，腐蝕生產(chǎn)裝置，損害工人健康，污染環(huán)境。b.由于反應(yīng)過程的后期(包括澄清、分層、分離)，物料溫度(200℃)高于鉻酸的分解溫度(190℃)，致使鉻酸酐分解為Cr3+，并隨溫度上升加劇，既降低了收率(通常為92％)，又影響了質(zhì)量，造成產(chǎn)品質(zhì)量不均一。c.副產(chǎn)物硫酸氫鈉含有相當高的水溶Cr3+和水不溶物，難以綜合利用，即使將其回用于鉻酸鈉的中和或酸化時，又產(chǎn)生新的含鉻廢渣，只能堆存，另外，硫酸氫鈉排放量大，加重了環(huán)境污染。
本發(fā)明的目的是提供一種無環(huán)境污染、成本低、收率高和副產(chǎn)物硫酸氫鈉不含水溶Cr3+和水不溶物的鉻酸酐的制備方法。
本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：該制備方法首先將濃硫酸與紅礬鈉溶液按1.8～2.4摩爾比送反應(yīng)器混合反應(yīng)，后在真空狀態(tài)下減壓蒸發(fā)至鉻酸酐晶體析出，再經(jīng)脫水后用鉻酸酐溶液洗滌，最后經(jīng)烘干而成。
本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：紅礬鈉溶液的濃度以65～75％為優(yōu)選，濃硫酸與紅礬鈉溶液按2.1～2.2摩爾比配制為優(yōu)選，所述的混合反應(yīng)是在攪拌下反應(yīng)2～3小時，蒸發(fā)溫度為105～125℃，所述的脫水采用離心分離方式，所述的脫水溫度為80～95℃，所述的鉻酸酐溶液以飽和鉻酸酐溶液為優(yōu)選，所述的鉻酸酐溶液溫度為85～95℃，所述的烘干溫度為100～105℃，烘干時間為2～3小時。
本發(fā)明在真空狀態(tài)下減壓蒸發(fā)所產(chǎn)生的CI2、HCI、CrO2Cl2氣體送堿水吸收，離心分離后的含鉻NaHSO4溶液直接用于中和或酸化，鉻酸酐溶液洗滌后的洗液送減壓蒸發(fā)工序。為了確保鉻酸酐不分解，保證產(chǎn)品質(zhì)量且能將含鉻氣體回收，采用在真空狀態(tài)下蒸發(fā)。蒸發(fā)溫度的高低視真空度的大小而定，當真空度大時，蒸發(fā)溫度低；當真空度小時，蒸發(fā)溫度高。通常根據(jù)蒸發(fā)溶液的粘稠度選擇與真空度相對應(yīng)的蒸發(fā)溫度，一般真空度為370～500mmHg時，對應(yīng)終點溫度為120～125℃。濃硫酸與紅礬鈉溶液在反應(yīng)器混合反應(yīng)生成鉻酸酐(CrO3)和硫酸氫鈉(NaHSO4)混合液體，減壓蒸發(fā)液體中的水份，使溶液中大部分CrO3結(jié)晶，同時使NaHSO4的濃度接近但低于NaHSO4晶體開始形成的濃度，再從溶液中分離出晶體CrO3，由于NaHSO4主要存在于CrO3晶體表面，用飽和鉻酸酐溶液洗滌提純，再經(jīng)烘干，即得粒狀鉻酸酐制品。該制品含鉻酸酐≥99.90％，含水不溶物≤0.005％，含硫酸鹽(以SO42-計)≤0.005％，含鈉≤0.01％。
本發(fā)明由于蒸發(fā)后的漿液含結(jié)晶CrO3和溶解的NaHSO4，為防止NaHSO4析出，分離溫度一般控制在85℃以上為好。為了確保鉻酸酐顆粒盡可能少的溶解，提高產(chǎn)率，洗滌時采用的近飽和鉻酸酐溶液的溫度一般控制在和濾餅溫度基本相同。
本發(fā)明反應(yīng)溫度低并始終在水溶液中進行，反應(yīng)及蒸發(fā)均在減壓及密閉條件進行，不產(chǎn)生氯化鉻酰，含鉻霧滴及氯化氫均可回收，無環(huán)境污染；制備過程中的鉻酸酐不分解，收率高，產(chǎn)品純度高，質(zhì)量均一，粒狀晶體流動性好；副產(chǎn)硫酸氫鈉不含水溶Cr3+及水不溶物，可直接返回前工序，代替硫酸用于鉻酸鈉酸化；工藝簡單，成本低。
先將濃度為95％的濃硫酸與濃度為70％的紅礬鈉溶液按2.2摩爾比加入到反應(yīng)器中，在加熱電壓為170V和慢速攪拌下混合反應(yīng)2小時，后在真空狀態(tài)下減壓蒸發(fā)(控制蒸發(fā)溫度為120℃)至鉻酸酐晶體大部分析出后，再利用離心機在85℃溫控下甩干，濾餅用近飽和的溫度為87℃的鉻酸酐溶液洗滌，最后在102℃下烘干3小時，自然冷卻后進行包裝。