CN106395904A - 一种利用含铬硫酸氢钠生产氧化铬绿的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用含铬硫酸氢钠生产氧化铬绿的方法，将硫酸法生产铬酸酐排放的含铬硫酸氢钠直接利用还原剂还原后，调整料液pH值为中性，利用压滤机压滤洗涤得到氢氧化铬的滤饼，焙烧氢氧化铬得到氧化铬绿产品。本发明代替了原有将含铬硫酸氢钠回收到铬盐生产系统用于中和和酸化的工艺，生产工艺流程短、方法简单，关键是有效消耗了废弃物含铬硫酸氢钠，一方面减轻了环保压力，另一方面能有效调节铬盐生产系统中商品红矾钠和商品铬酸酐的产能平衡，同时减轻了硫酸氢钠回收利用造成的有害杂质富集，进而影响铬盐产品红矾钠和铬酸酐产品质量的技术难题。本生产工艺具有环保、节能、增效的生产效果。

Description

一种利用含铬硫酸氢钠生产氧化铬绿的方法
技术领域
本发明涉及氧化铬绿生产领域，具体涉及一种将含铬硫酸氢钠直接生产氧化铬绿的方法，代替原有的含铬硫酸氢钠回收利用法，比较原有工艺，本发明具有更环保、节能、增效、提升铬盐产品质量的效果。
背景技术
硫酸法生产铬酸酐过程中，1吨铬酐生产约需排放1.5吨硫酸氢钠。为了提高铬酐产品质量，通常需将大量六价铬直接随硫酸氢钠排出，故外排硫酸氢钠中一般六价铬含量达到10～15％，硫酸含量达到30～35％。
目前铬盐生产行业最普遍的含铬硫酸氢钠利用方法是综合回收利用法，即将含铬硫酸氢钠回收到铬盐生产系统可代替硫酸用于铬酸钠碱性液的中和和铬酸钠溶液的酸化工艺。该工艺可有效回收硫酸氢钠中的六价铬和硫酸，但存在不足是一方面制约铬盐生产系统铬酐产品和商品红矾钠产品的产能调节，当铬酐生产量较大时，大量硫酸氢钠无法被红矾钠生产系统全部消化，造成生产被动；另一方面连续循环回收利用，容易造成系统中杂质元素如铁、铝、钒、三价铬等有害元素成分的富集，造成产品质量连续下滑，同时因需除杂，使生产线延长，能源消耗增大，生产成本提高。其它方法有含铬硫酸氢钠生产碱式硫酸铬或者铬黑，但存在不足是因硫酸氢钠杂质含量大，生产产品有害杂质成分高，故工业化能力尚不完善。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种利用含铬硫酸氢钠生产氧化铬绿的方法，将含铬硫酸氢钠直接利用还原剂在酸性条件下还原，调整料液pH为中性得到氢氧化铬浆液，过滤烘干后焙烧得到含量95％以上的氧化铬绿产品，具有环保、节能、增效的生产效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用含铬硫酸氢钠生产氧化铬绿的方法，包括如下步骤：
S1将硫酸法生产铬酸酐所产生的铬酐废渣即含铬硫酸氢钠冷却后用水稀释；
S2将步骤S1中稀释后的含铬硫酸氢钠加入到有风道抽气的搅拌罐内，并在搅拌条件下缓慢加入还原剂；
S3全部还原剂加入后，检测pH值，并加氢氧化钠调整pH值使得加入全部还原剂后的料液呈中性；
S4将步骤S3得到的呈中性的料液进行过滤，得到氢氧化铬滤饼，经高温焙烧得到氧化铬绿产品。
需要说明的是，步骤S2中加入的还原剂为硫化碱、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、蔗糖或葡萄糖。
进一步需要说明的是，当还原剂采用硫化碱、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠，分别按照下列化学反应式的比例关系，根据步骤S1中含铬硫酸氢钠中六价铬和硫酸的实际含量确定还原剂的加入量：
8Na2CrO4+6Na2S+11H2SO4+H2O＝＝8Cr(OH)3+3Na2S2O3+11Na2SO4；
2Na2CrO4+3Na2S03+3H2O＝＝2Cr(OH)3+3Na2SO4；
4Na2CrO4+3Na2S2O5+6H2O＝＝4Cr(OH)3+4Na2SO4+4.5O2。
需要说明的是，步骤S2中会产生气体SO2，气体SO2通过风道外排后经喷淋洗气塔洗涤吸收并用于铬盐生产系统中废水六价铬处理，SO2与铬盐生产系统的废水中的六价铬发生氧化还原反应，六价铬被还原为三价铬，经调整pH值为中性后，沉淀出氢氧化铬并将其加入到步骤S4中一并焙烧生产氧化铬绿。
所述铬盐生产系统废水指无钙焙烧红矾钠生产过程中产生的部分含六价铬废水，将产生的气体SO2应用于铬盐生产系统中废水六价铬的依据为：
3SO2+2Na2CrO4+2H2O＝Cr2(SO4)3+4NaOH。
需要说明的是，步骤S4中高温焙烧的温度为1000℃以上。
需要说明的是，在步骤S4中过滤得到的滤液主要包括硫酸钠，将所述滤液进行蒸发浓缩后得到元明粉，而蒸发浓缩中得到的冷凝水达标后外排。
本发明的有益效果在于:将含铬硫酸氢钠直接利用还原剂在酸性条件下还原，调整料液pH为中性得到氢氧化铬浆液，过滤烘干后焙烧得到含量95％以上的氧化铬绿产品，具有环保、节能、增效的生产效果。
本发明代替了原有将含铬硫酸氢钠回收到铬盐生产系统用于中和和酸化的工艺，生产工艺流程短、方法简单，关键是有效消耗了废弃物含铬硫酸氢钠，一方面减轻了环保压力，另一方面能有效调节铬盐生产系统中商品红矾钠和商品铬酸酐的产能平衡，同时减轻了硫酸氢钠回收利用造成的有害杂质富集，进而影响铬盐产品红矾钠和铬酸酐产品质量的技术难题。本发明的生产工艺具有环保、节能、增效的生产效果。
具体实施方式
以下将对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
一种利用含铬硫酸氢钠生产氧化铬绿的方法，包括如下步骤：
S1将硫酸法生产铬酸酐所产生的铬酐废渣即含铬硫酸氢钠冷却后用水稀释；
S2将步骤S1中稀释后的含铬硫酸氢钠加入到有风道抽气的搅拌罐内，并在搅拌条件下缓慢加入还原剂；
S3全部还原剂加入后，检测pH值，并加氢氧化钠调整pH值使得加入全部还原剂后的料液呈中性；
S4将步骤S3得到的呈中性的料液进行过滤，得到氢氧化铬滤饼，经高温焙烧得到氧化铬绿产品。
需要说明的是，步骤S2中加入的还原剂为硫化碱、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、蔗糖或葡萄糖。
进一步需要说明的是，当还原剂采用硫化碱、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠，分别按照下列化学反应式的比例关系，根据步骤S1中含铬硫酸氢钠中六价铬和硫酸的实际含量确定还原剂的加入量：
8Na2CrO4+6Na2S+11H2SO4+H2O＝＝8Cr(OH)3+3Na2S2O3+11Na2SO4；
2Na2CrO4+3Na2S03+3H2O＝＝2Cr(OH)3+3Na2SO4；
4Na2CrO4+3Na2S2O5+6H2O＝＝4Cr(OH)3+4Na2SO4+4.5O2。
需要说明的是，步骤S2中会产生气体SO2，气体SO2通过风道外排后经喷淋洗气塔洗涤吸收并用于铬盐生产系统中废水六价铬处理，SO2与铬盐生产系统的废水中的六价铬发生氧化还原反应，六价铬被还原为三价铬，经调整pH值为中性后，沉淀出氢氧化铬并将其加入到步骤S4中一并焙烧生产氧化铬绿。
所述铬盐生产系统废水指无钙焙烧红矾钠生产过程中产生的部分含六价铬废水，将产生的气体SO2应用于铬盐生产系统中废水六价铬的依据为：
3SO2+2Na2CrO4+2H2O＝Cr2(SO4)3+4NaOH。
需要说明的是，步骤S4中高温焙烧的温度为1000℃以上。
需要说明的是，在步骤S4中过滤得到的滤液主要包括硫酸钠，将所述滤液进行蒸发浓缩后得到元明粉，而蒸发浓缩中得到的冷凝水达标后外排。
实施例1
将2m3稀释后的含铬硫酸氢钠置于搪瓷反应釜中，含铬硫酸氢钠中六价铬(以Na2Cr2O7·2H2O计)含量为128g/L，H2SO4含量为306g/L，在搅拌条件和引风机启动条件下缓慢加入硫化碱120Kg，再缓慢加入氢氧化钠150Kg使料液pH值调整为中性。过滤洗涤得到氢氧化铬滤饼，烘干后在1000℃下焙烧得到氧化铬绿产品中C2O3含量为97.86％。过滤滤液经蒸发浓缩结晶得到元明粉。
实施例2
将2m3稀释后的含铬硫酸氢钠置于搪瓷反应釜中，含铬硫酸氢钠中六价铬(以Na2Cr2O7·2H2O计)含量为128g/L，H2SO4含量为306g/L，在搅拌条件和引风机启动条件下缓慢加入亚硫酸钠150Kg，再缓慢加入氢氧化钠140Kg使料液PH值调整为中性。过滤洗涤得到氢氧化铬滤饼，烘干后在1000℃下焙烧得到氧化铬绿产品中Cr2O3含量为98.05％。过滤滤液经蒸发浓缩结晶得到元明粉。
实施例3
将2m3稀释后的含铬硫酸氢钠置于搪瓷反应釜中，含铬硫酸氢钠中六价铬(以Na2Cr2O7·2H2O计)含量为128g/L，H2SO4含量为306g/L，在搅拌条件和引风机启动条件下缓慢加入焦亚硫酸钠100Kg，再缓慢加入氢氧化钠120Kg使料液pH值调整为中性。过滤洗涤得到氢氧化铬滤饼，烘干后在1000℃下焙烧得到氧化铬绿产品中Cr2O3含量为98.43％。过滤滤液经蒸发浓缩结晶得到元明粉。
实施例4
将2m3稀释后的含铬硫酸氢钠置于搪瓷反应釜中，含铬硫酸氢钠中六价铬(以Na2Cr2O7·2H2O计)含量为128g/L，H2SO4含量为306g/L，在搅拌条件和引风机启动条件下缓慢加入蔗糖或葡萄糖100Kg，再缓慢加入氢氧化钠220Kg使料液PH值调整为中性。过滤洗涤得到氢氧化铬滤饼，烘干后在1000℃下焙烧得到氧化铬绿产品中C2O3含量为98.43％。过滤滤液经蒸发浓缩结晶得到元明粉。
以上实例中对于硫化碱、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、蔗糖或葡萄糖等还原剂的加入量，是按照与铬酸钠发生氧化还原反应的理论摩尔质量的1.2-1.5倍比例过量加入，以达到完全反应的效果。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，作出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用含铬硫酸氢钠生产氧化铬绿的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1将硫酸法生产铬酸酐所产生的铬酐废渣即含铬硫酸氢钠冷却后用水稀释；
S2将步骤S1中稀释后的含铬硫酸氢钠加入到有风道抽气的搅拌罐内，并在搅拌条件下缓慢加入还原剂；
S3全部还原剂加入后，检测pH值，并加氢氧化钠调整pH值使得加入全部还原剂后的料液呈中性；
S4将步骤S3得到的呈中性的料液进行过滤，得到氢氧化铬滤饼，经高温焙烧得到氧化铬绿产品。
2.根据权利要求1所述的利用含铬硫酸氢钠生产氧化铬绿的方法，其特征在于，步骤S2中加入的还原剂为硫化碱、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、蔗糖或葡萄糖。
3.根据权利要求2所述的利用含铬硫酸氢钠生产氧化铬绿的方法，其特征在于，当还原剂采用硫化碱、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠，分别按照下列化学反应式的比例关系，根据步骤S1中含铬硫酸氢钠中六价铬和硫酸的实际含量确定还原剂的加入量：
8Na2CrO4+6Na2S+11H2SO4+H2O＝＝8Cr(OH)3+3Na2S2O3+11Na2SO4；
2Na2CrO4+3Na2S03+3H2O＝＝2Cr(OH)3+3Na2SO4；
4Na2CrO4+3Na2S2O5+6H2O＝＝4Cr(OH)3+4Na2SO4+4.5O2。
4.根据权利要求1所述的利用含铬硫酸氢钠生产氧化铬绿的方法，其特征在于，步骤S2中会产生气体SO2，气体SO2通过风道外排后经喷淋洗气塔洗涤吸收并用于铬盐生产系统中废水六价铬处理，SO2与铬盐生产系统的废水中的六价铬发生氧化还原反应，六价铬被还原为三价铬，经调整pH值为中性后，沉淀出氢氧化铬并将其加入到步骤S4中一并焙烧生产氧化铬绿。
5.根据权利要求1所述的利用含铬硫酸氢钠生产氧化铬绿的方法，其特征在于，步骤S4中高温焙烧的温度为1000℃以上。
6.根据权利要求1所述的利用含铬硫酸氢钠生产氧化铬绿的方法，其特征在于，在步骤S4中过滤得到的滤液主要包括硫酸钠，将所述滤液进行蒸发浓缩后得到元明粉，而蒸发浓缩中得到的冷凝水达标后外排。
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