CN108103521A - 一种提高电解法制备铬酸酐品质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高电解法制备铬酸酐品质的方法,包括:在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中补加红矾钠,得到混合液,将混合液作为阳极液加入电解槽的阳极循环槽中,并将氯化钠加入到混合液中;将氢氧化钠溶液作为阴极液加入电解槽的阴极循环槽中;将阴、阳极液升温后启动电解槽循环泵,阴、阳极液分别进入对应的阴、阳极室循环,并给电解槽的阴、阳极板通直流电,开始电解,阳极循环槽中得到的电解液电经蒸发浓缩、结晶、离心,得到高品质铬酸酐;所述阴、阳极室之间用离子膜分隔。本发明可将铬酸酐母液中的三价铬含量降至80ppm以下,从而控制铬酸酐产品的三价铬在20ppm以下,对提高铬酸酸酐产品质量有明显效果。
Description
技术领域
本发明属于铬盐化工技术领域,涉及一种提高电解法制备铬酸酐品质的方法。
背景技术
国内新工艺采用电解法制备铬酸酐,红矾钠经电解,部份转变为铬酸,再经浓缩,利用红矾钠与铬酸酐溶解度差异,析出铬酸酐,而铬酸酐母液返回配料继续使用,铬酸在蒸发浓缩工段,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。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷,并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种提高电解法制备铬酸酐品质的方法,包括以下步骤:
步骤一、在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中补加红矾钠,得到混合液,将混合液作为阳极液加入电解槽的阳极循环槽中,并将氯化钠加入到混合液中;将氢氧化钠溶液作为阴极液加入电解槽的阴极循环槽中;
步骤二、将阴、阳极液升温后启动电解槽循环泵,阴、阳极液分别进入对应的阴、阳极室循环,并给电解槽的阴、阳极板通直流电,开始电解,阳极循环槽中得到的电解液电经蒸发浓缩、结晶、离心,得到高品质铬酸酐;所述阴、阳极室之间用离子膜分隔。
优选的是,所述步骤一中,所述氯化钠的加入量为:氯化钠与混合液中红矾钠的质量比为1:800~1200。
优选的是,所述步骤一中,补加红矾钠后,得到的混合液中红矾钠含量为800-1000g/L。
优选的是,所述氢氧化钠溶液的浓度为50~300g/L。
优选的是,所述直流电的电流密度为2000~3500A/m2。
优选的是,所述电解至混合液中红矾钠的转化率达到50~80%时停止电解。
优选的是,所述步骤二中,升温后的温度为65-85℃。
优选的是,所述蒸发浓缩为减压蒸发浓缩,所述减压蒸发浓缩的真空度为0.08~0.12MPa;所述减压蒸发浓缩的温度为50~85℃;所述蒸发浓缩过程中,向电解液中通入臭氧;臭氧的通气速率为10~500L/min。
优选的是,将所述步骤一中的氯化钠配制成质量分数为30~45%的氯化钠溶液,然后将氯化钠溶液超声雾化为雾化物,在电解过程中将雾化物通过载气通入步骤二中的阳极液中进行电解;所述载气为惰性气体。
优选的是,所述超声雾化的功率为5~8kW,频率为1.8~2.4MHz,雾化速率为0.5~1mL/min;载气流速为50~100L/min;所述惰性气体替换为臭氧。
在本发明中,所述电解槽为专利文献“CN201510982678.9一种萘醌残液的电解综合利用方法”中使用的的电解槽装置。
本发明至少包括以下有益效果:本发明是一种在电解法制备铬酸酐生产方法的基础上添加氯化钠降低电解液中三价铬含量,从而达到降低铬酸酐产品中三价铬的目的,本发明可将铬酸酐母液中的三价铬含量降至80ppm以下,从而控制铬酸酐产品的三价铬在20ppm以下,对提高铬酸酸酐产品质量有明显效果。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明:
图1为本发明一种提高电解法制备铬酸酐品质的方法的工艺流程图。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明以氯化钠为原料,按一定比例直接将氯化钠加入到铬酸酐母液中,氯离子经电解作用,生成氯气,再溶解到母液中生成次氯酸,次氯酸将对母酸酐母液中的三价铬离氧化为六价,或抑制其三价铬生成,从而达到降低铬酸酐母液中三价铬含量,提高铬酸酐品质的目的。
本发明使用氯化钠降低铬酸酐母液中三价铬含量,其反应机理如下:
2Cl--2e═Cl2 (式一)
Cl2+H2O═HClO+HCl (式二)
HClO+H++2e═Cl++H2O E0=1.482 (式三)
2Cr3++7H2O═Cr2O7 2-+14H++6e E0=-1.232 (式四)
实施例1:
一种提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中补加红矾钠,得到混合液,将混合液作为阳极液加入电解槽的阳极循环槽中,并将氯化钠加入到混合液中;将氢氧化钠溶液作为阴极液加入电解槽的阴极循环槽中;所述在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中包含红矾钠和未析出的铬酸酐;补加红矾钠后,得到的混合液中红矾钠含量为1000g/L;氯化钠与混合液中红矾钠的质量比为1:1000;所述氢氧化钠溶液的浓度为200g/L;
步骤二、将阴、阳极液升温至70℃后启动电解槽循环泵,阴、阳极液分别进入对应的阴、阳极室循环,并给电解槽的阴、阳极板通直流电,开始电解,阳极循环槽中得到的电解液电经蒸发浓缩、结晶、离心,得到高品质铬酸酐和铬酸酐母液;所述阴、阳极室之间用离子膜分隔;所述直流电的电流密度为3000A/m2;所述电解至混合液中红矾钠的转化率达到65%时停止电解,得到的铬酸酐经检测,三价铬和氯离子含量如表1所示;
表1
指标 | 铬酸酐 | 铬酸酐母液 |
三价铬(ppm) | 15 | 80 |
氯离子(ppm) | 35 | 70 |
实施例2:
一种提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中补加红矾钠,得到混合液,将混合液作为阳极液加入电解槽的阳极循环槽中,并将氯化钠加入到混合液中;将氢氧化钠溶液作为阴极液加入电解槽的阴极循环槽中;所述在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中包含红矾钠和未析出的铬酸酐;补加红矾钠后,得到的混合液中红矾钠含量为1000g/L;氯化钠与混合液中红矾钠的质量比为1:800;所述氢氧化钠溶液的浓度为200g/L;
步骤二、将阴、阳极液升温至70℃后启动电解槽循环泵,阴、阳极液分别进入对应的阴、阳极室循环,并给电解槽的阴、阳极板通直流电,开始电解,阳极循环槽中得到的电解液电经蒸发浓缩、结晶、离心,得到高品质铬酸酐和铬酸酐母液;所述阴、阳极室之间用离子膜分隔;所述直流电的电流密度为3000A/m2;所述电解至混合液中红矾钠的转化率达到65%时停止电解,得到的铬酸酐经检测,三价铬和氯离子含量如表2所示;
表2
指标 | 铬酸酐 | 铬酸酐母液 |
三价铬(ppm) | 13 | 65 |
氯离子(ppm) | 45 | 80 |
实施例3:
一种提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中补加红矾钠,得到混合液,将混合液作为阳极液加入电解槽的阳极循环槽中,并将氯化钠加入到混合液中;将氢氧化钠溶液作为阴极液加入电解槽的阴极循环槽中;所述在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中包含红矾钠和未析出的铬酸酐;补加红矾钠后,得到的混合液中红矾钠含量为1000g/L;氯化钠与混合液中红矾钠的质量比为1:1200;所述氢氧化钠溶液的浓度为200g/L;
步骤二、将阴、阳极液升温至70℃后启动电解槽循环泵,阴、阳极液分别进入对应的阴、阳极室循环,并给电解槽的阴、阳极板通直流电,开始电解,阳极循环槽中得到的电解液电经蒸发浓缩、结晶、离心,得到高品质铬酸酐和铬酸酐母液;所述阴、阳极室之间用离子膜分隔;所述直流电的电流密度为3000A/m2;所述电解至混合液中红矾钠的转化率达到65%时停止电解,得到的铬酸酐经检测,三价铬和氯离子含量如表3所示;
表3
指标 | 铬酸酐 | 铬酸酐母液 |
三价铬(ppm) | 18 | 90 |
氯离子(ppm) | 30 | 60 |
对比例1:
一种提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中补加红矾钠,得到混合液,将混合液作为阳极液加入电解槽的阳极循环槽中;将氢氧化钠溶液作为阴极液加入电解槽的阴极循环槽中;所述在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中包含红矾钠和未析出的铬酸酐;补加红矾钠后,得到的混合液中红矾钠含量为1000g/L;所述氢氧化钠溶液的浓度为200g/L;所述混合液中不添加氯化钠;
步骤二、将阴、阳极液升温至70℃后启动电解槽循环泵,阴、阳极液分别进入对应的阴、阳极室循环,并给电解槽的阴、阳极板通直流电,开始电解,阳极循环槽中得到的电解液电经蒸发浓缩、结晶、离心,得到高品质铬酸酐和铬酸酐母液;所述阴、阳极室之间用离子膜分隔;所述直流电的电流密度为3000A/m2;所述电解至混合液中红矾钠的转化率达到65%时停止电解,得到的铬酸酐经检测,三价铬和氯离子含量如表4所示;
表4
指标 | 铬酸酐 | 铬酸酐母液 |
三价铬(ppm) | 100 | 400 |
氯离子(ppm) | 10 | 25 |
对比例2:
一种提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中补加红矾钠,得到混合液,将混合液作为阳极液加入电解槽的阳极循环槽中,并将氯化钠加入到混合液中;将氢氧化钠溶液作为阴极液加入电解槽的阴极循环槽中;所述在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中包含红矾钠和未析出的铬酸酐;补加红矾钠后,得到的混合液中红矾钠含量为1000g/L;氯化钠与混合液中红矾钠的质量比为1:2000;所述氢氧化钠溶液的浓度为200g/L;
步骤二、将阴、阳极液升温至70℃后启动电解槽循环泵,阴、阳极液分别进入对应的阴、阳极室循环,并给电解槽的阴、阳极板通直流电,开始电解,阳极循环槽中得到的电解液电经蒸发浓缩、结晶、离心,得到高品质铬酸酐和铬酸酐母液;所述阴、阳极室之间用离子膜分隔;所述直流电的电流密度为3000A/m2;所述电解至混合液中红矾钠的转化率达到65%时停止电解,得到的铬酸酐经检测,三价铬和氯离子含量如表5所示;
表5
指标 | 铬酸酐 | 铬酸酐母液 |
三价铬(ppm) | 40 | 260 |
氯离子(ppm) | 15 | 35 |
对比例3:
一种提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中补加红矾钠,得到混合液,将混合液作为阳极液加入电解槽的阳极循环槽中,并将氯化钠加入到混合液中;将氢氧化钠溶液作为阴极液加入电解槽的阴极循环槽中;所述在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中包含红矾钠和未析出的铬酸酐;补加红矾钠后,得到的混合液中红矾钠含量为1000g/L;氯化钠与混合液中红矾钠的质量比为1.5:1000;所述氢氧化钠溶液的浓度为200g/L;
步骤二、将阴、阳极液升温至70℃后启动电解槽循环泵,阴、阳极液分别进入对应的阴、阳极室循环,并给电解槽的阴、阳极板通直流电,开始电解,阳极循环槽中得到的电解液电经蒸发浓缩、结晶、离心,得到高品质铬酸酐和铬酸酐母液;所述阴、阳极室之间用离子膜分隔;所述直流电的电流密度为3000A/m2;所述电解至混合液中红矾钠的转化率达到65%时停止电解,得到的铬酸酐经检测,三价铬和氯离子含量如表6所示;
表6
指标 | 铬酸酐 | 铬酸酐母液 |
三价铬(ppm) | 10 | 60 |
氯离子(ppm) | 65 | 100 |
对比例1~3和实施例1~3相比,如果氯化钠加入量过低(对比例1~2),达不到降低三价铬的目的,而加入量过高(对比例3),虽达到了降低三价铬的目的,但溶液中氯离子不能完全电解逸出,从而致使铬酸酐产品中氯离子含量超标。电解法制备铬酸酐企标中三价铬含量要求低于20ppm,氯离子低于50ppm。
实施例4:
所述蒸发浓缩为减压蒸发浓缩,所述减压蒸发浓缩的真空度为0.08MPa;所述减压蒸发浓缩的温度为80℃;所述蒸发浓缩过程中,向电解液中通入臭氧;臭氧的通气速率为100L/min。
其余工艺参数和过程与实施例1中的完全相同;得到的铬酸酐和铬酸酐母液经检测,三价铬和氯离子含量如表7所示;
表7
指标 | 铬酸酐 | 铬酸酐母液 |
三价铬(ppm) | 13 | 74 |
氯离子(ppm) | 32 | 73 |
实施例5:
将所述步骤一中的氯化钠配制成质量分数为40%的氯化钠溶液,然后将氯化钠溶液超声雾化为雾化物,在电解过程中将雾化物通过载气通入步骤二中的阳极液中进行电解;所述载气为惰性气体;所述超声雾化的功率为5kW,频率为2MHz,雾化速率为1mL/min;载气流速为100L/min;采用超声雾化方法能够显著提高氯离子的电解效率,进一步提高次氯酸将三价铬氧化为六价铬,降低铬酸酐中三价铬的含量;
其余工艺参数和过程与实施例1中的完全相同;得到的铬酸酐和铬酸酐母液经检测,三价铬和氯离子含量如表8所示;
表8
指标 | 铬酸酐 | 铬酸酐母液 |
三价铬(ppm) | 12 | 72 |
氯离子(ppm) | 30 | 75 |
实施例6:
将所述步骤一中的氯化钠配制成质量分数为40%的氯化钠溶液,然后将氯化钠溶液超声雾化为雾化物,在电解过程中将雾化物通过载气通入步骤二中的阳极液中进行电解;所述载气为臭氧;所述超声雾化的功率为5kW,频率为2MHz,雾化速率为1mL/min;载气流速为100L/min;采用超声雾化和臭氧相结合的方式,进一步提高次氯酸将三价铬氧化为六价铬,降低铬酸酐中三价铬的含量;
其余工艺参数和过程与实施例1中的完全相同;得到的铬酸酐和铬酸酐母液经检测,三价铬和氯离子含量如表8所示;
表8
指标 | 铬酸酐 | 铬酸酐母液 |
三价铬(ppm) | 10 | 65 |
氯离子(ppm) | 28 | 77 |
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、在红矾钠电解法制备铬酸酐过程中得到的铬酸酐母液中补加红矾钠,得到混合液,将混合液作为阳极液加入电解槽的阳极循环槽中,并将氯化钠加入到混合液中;将氢氧化钠溶液作为阴极液加入电解槽的阴极循环槽中;
步骤二、将阴、阳极液升温后启动电解槽循环泵,阴、阳极液分别进入对应的阴、阳极室循环,并给电解槽的阴、阳极板通直流电,开始电解,阳极循环槽中得到的电解液电经蒸发浓缩、结晶、离心,得到高品质铬酸酐;所述阴、阳极室之间用离子膜分隔。
2.如权利要求1所述的提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,所述步骤一中,所述氯化钠的加入量为:氯化钠与混合液中红矾钠的质量比为1:800~1200。
3.如权利要求1所述的提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,所述步骤一中,补加红矾钠后,得到的混合液中红矾钠含量为800-1000g/L。
4.如权利要求1所述的提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,所述氢氧化钠溶液的浓度为50~300g/L。
5.如权利要求1所述的提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,所述直流电的电流密度为2000~3500A/m2。
6.如权利要求1所述的提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,所述电解至混合液中红矾钠的转化率达到50~80%时停止电解。
7.如权利要求1所述的提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,所述步骤二中,升温后的温度为65-85℃。
8.如权利要求1所述的提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,所述蒸发浓缩为减压蒸发浓缩,所述减压蒸发浓缩的真空度为0.08~0.12MPa;所述减压蒸发浓缩的温度为50~85℃;所述蒸发浓缩过程中,向电解液中通入臭氧;臭氧的通气速率为10~500L/min。
9.如权利要求1所述的提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,将所述步骤一中的氯化钠配制成质量分数为30~45%的氯化钠溶液,然后将氯化钠溶液超声雾化为雾化物,在电解过程中将雾化物通过载气通入步骤二中的阳极液中进行电解;所述载气为惰性气体。
10.如权利要求9所述的提高电解法制备铬酸酐品质的方法,其特征在于,所述超声雾化的功率为5~8kW,频率为1.8~2.4MHz,雾化速率为0.5~1mL/min;载气流速为50~100L/min;所述惰性气体替换为臭氧。
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CN108103521B (zh) | 2019-10-15 |
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