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【背景及概述】[1][2][3]
鉻鹽工業(yè)是無機(jī)鹽工業(yè)的重要分支，鉻酸鉀廣泛應(yīng)用于搪瓷、電鍍、鞣革、染料、分析 試劑和防腐蝕等領(lǐng)域，鉻酸鉀還可作為鉻酐和氧化鉻系列化工產(chǎn)品的原料。鉻酸鉀化學(xué)式K2CrO4，其中鉻的氧化數(shù)為+Ⅵ。俗名鉻鉀石，為黃色晶體。相對密度為2.732，熔點(diǎn)為968℃，有毒。易溶于水，溶解后鉻酸根離子水解溶液呈堿性。向黃色的鉻酸鉀溶液中加入酸，溶液變?yōu)槌壬?，這是重鉻酸根的顏色。向鉻酸鉀溶液中加酸時，平衡向生成重鉻酸鉀的方向移動，向重鉻酸鉀溶液中加堿時，平衡向生成鉻酸鉀的方向移動。
鉻酸鉀具有氧化性，在堿性介質(zhì)中它與還原劑反應(yīng)本身被還原為四羥基合鉻 (Ⅲ) 離子Cr(OH)-4 (即亞鉻酸根離子CrO-2)。向鉻酸鉀溶液中分別加入含有鋇離子、鉛離子及銀離子的溶液，可生成相應(yīng)的難溶鉻酸鹽： 鉻酸鋇BaCrO4 (黃色)，鉻酸鉛pbCrO4(黃色)，鉻酸銀Ag2CrO4(磚紅色)?？赏ㄟ^這些難溶鉻酸鹽的特征顏色，證明鉻酸根離子的存在。鉻酸鉀可用做分析試劑、氧化劑、媒染劑、金屬防銹劑，還可用于鞣革、醫(yī)藥等方面。用鉻鐵礦Fe(CrO2)2粉為原料，與氫氧化鉀、石灰石 (白云石) 一起在空氣中煅燒，再用硫酸鉀溶液萃取，便可制得鉻酸鉀。
【應(yīng)用】[2][3]
鉻酸鉀廣泛應(yīng)用于搪瓷、電鍍、鞣革、染料、分析 試劑和防腐蝕等領(lǐng)域，鉻酸鉀還可作為鉻酐和氧化鉻系列化工產(chǎn)品的原料。其應(yīng)用舉例如下：
1. 由鉻酸鉀制備鉻酸酐。鉻酸酐是鉻鹽系列的主要產(chǎn)品之一，是重要的無機(jī)化工原料，是制造氧化鉻綠、鋅鉻黃的原料；是生產(chǎn)高低溫變換催化劑以及高壓甲醇合成催化劑的原料；在化工、印染等行業(yè)作氧化劑使用；可用于木材防腐、電解拋光、電解制造金屬鉻，在國民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用。所述的方法包括以下步驟：
1) 將鉻酸鉀溶解并進(jìn)行酸化，得到飽和重鉻酸鉀溶液；
2) 將濃硫酸加入到步驟1)中的重鉻酸鉀溶液，使重鉻酸鉀和濃硫酸的摩爾比為1∶1～7，攪拌，在溫度20～150℃下反應(yīng)0.5～2h，析出鉻酸酐晶體，過濾，得到鉻酸酐粗晶和母液；
3) 將步驟2)中的母液部分40％～60％返回到步驟1)中用于鉻酸鉀的酸化，剩余部分通過結(jié)晶、還原制備氧化鉻；
4) 將步驟2)中鉻酸酐粗晶用鉻酸酐飽和溶液進(jìn)行漂洗、過濾，得到鉻酸酐晶體和濾液，將濾液循環(huán)用于鉻酸酐粗晶的漂洗，將得到的鉻酸酐晶體干燥，包裝得到鉻酸酐。
2.制備氧化鉻。氧化鉻又稱為三氧化二鉻或氧化鉻綠，是鉻鹽工業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品之一， 其廣泛地用作綠色顏料、冶煉金屬鉻的原料及有機(jī)合成中的催化劑，其 生產(chǎn)的目的也主要是圍繞這兩方面用途而進(jìn)行的。做為顏料，對氧化鉻的粒度與晶型有較高的要求，而對純度的要求要差一點(diǎn)，有時為了改善其顏料性能如著色力還需引入其他物質(zhì)；而做為冶金原料用的氧化鉻，則對其純度有較高的要求，其中尤以硫的含量要求最嚴(yán)。在冶金工業(yè)中氧化鉻用作冶煉金屬鉻的原料，金屬鉻用于生產(chǎn)超耐熱合金，而硫的存在對合金性能有嚴(yán)重的危害，因此，商家對氧化鉻中硫含量的要求是越低越好，甚至不含硫。采用預(yù)碳酸化濕法還原鉻酸鉀或鉻酸鈉制備氧化鉻的方法，該方法的步驟為：
(1) 配制鉻酸鉀或鉻酸鈉的水溶液，其濃度分別為20-45wt％；
(2) 將鉻酸鉀或鉻酸鈉水溶液與還原劑置于熱壓反應(yīng)釜中，通入 CO2氣體進(jìn)行碳酸化，其中，按化學(xué)計量比，還原劑用量是鉻酸鉀或鉻酸 鈉的100-150摩爾％；
(3) 將碳酸化后得到的混合溶液的溫度加熱至180-220℃進(jìn)行反 應(yīng)，得到氧化鉻水合物料漿；
(4) 將氧化鉻水合物料漿過濾分離得到氧化鉻水合物的濾餅；
(5) 氧化鉻水合物的濾餅于110-150℃進(jìn)行干燥，得到氧化鉻水合物；
(6) 在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行氧化鉻水合物高溫煅燒，煅燒溫度為 700-1100℃；
(7) 將步驟(6)得到的煅燒后物料，經(jīng)逆流水洗后干燥至恒重， 即得到三氧化二鉻產(chǎn)品。
【制備】[4]
一種鉻鐵礦加壓浸出制備鉻酸鉀的新工藝，原理是在高壓釜中一定濃度的KOH溶液中鉻鐵礦與氧化性氣體反應(yīng)，在 200℃～400℃下使鉻鐵礦中鉻從尖晶石中溶出氧化成六價鉻酸鉀，其中涉及的化學(xué)反應(yīng)有：
包括以下幾個步驟：
1）、鉻鐵礦在KOH溶液中與氧化性氣體進(jìn)行氧化性反應(yīng)，反應(yīng)后得到含K2CrO4、KOH及富鐵尾渣的混合反應(yīng)產(chǎn)物；
2）、用清水或后續(xù)工序返回的富鐵尾渣洗渣液或兩者混合液對步驟1）得到的混合反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行稀釋溶解，使反應(yīng)生成的鉻酸鉀全部進(jìn)入液相，得到含K2CrO4、KOH及富鐵尾渣的稀釋料漿；
3）、將步驟2）得到的稀釋料漿進(jìn)行固液分離，分別得到富鐵尾渣和含K2CrO4、KOH及水溶性雜質(zhì)組分的稀釋溶液；
4）、向步驟3）得到的稀釋溶液中加入氧化鈣除雜，并經(jīng)固液分離后得到含鉻酸鉀的凈化液和含鈣廢渣；
5）、將步驟4）得到的含鉻酸鉀的凈化液蒸發(fā)結(jié)晶，得到鉻酸鉀晶體與結(jié)晶母液，固液分離后鉻酸鉀晶體用飽和鉻酸鉀溶液淋洗，經(jīng)干燥后即可得合格的鉻酸鉀產(chǎn)品。
【主要參考資料】
[1] 中國中學(xué)教學(xué)百科全書·化學(xué)卷
[2] 徐紅彬；張懿；李慧慧；李平；肖清貴；尤海俠；徐誠；王世君；郭慶華.一種由鉻酸鉀制備鉻酸酐的方法.CN201010622887.X，申請日2010-12-29
[3] 姚芝茂；張懿；李佐虎.采用預(yù)碳酸化濕法還原鉻酸鉀或鉻酸鈉制備氧化鉻的方法. CN01136315.0，申請日2001-10-09
[4] 鄭詩禮；陳剛；王曉輝；杜浩；王少娜；張懿.一種鉻鐵礦加壓浸出制備鉻酸鉀的新工藝. CN201310316632.4