CN110817960B - 利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法 - Google Patents

利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法，包括以下过程：将铬酸钠溶解到一定量的盐酸A中，加热至沸腾进行酸化，过滤未溶解的氯化钠，搅拌滤液的同时泵入一定比例混合均匀的盐酸B和还原剂，经反应完成后，进行蒸发浓缩，浓缩至波美度A，二次过滤掉析出的氯化钠，补加水至波美度B，并降温至温度A进行结晶，析出六水氯化铬晶体，离心得到六水氯化铬成品。本发明用盐酸进行酸化避免了传统铬酸酐工艺副产物芒硝的产生，此方法的副产物氯化钠相较于芒硝，其晶体颗粒较大易洗涤铬，此外，本发明不需要加入碱性物质调节pH来制得氢氧化铬，因此不需要消耗和洗涤碱性物质，具有综合回收价值，从而降低生产企业的生产成本。

Description

利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法
技术领域
本发明涉及铬盐化工领域，具体涉及一种利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法。
背景技术
六水氯化铬用于制作铬盐、媒染剂、镀铬、颜料、催化剂等，目前国内六水氯化铬工业生产一般以铬酸酐还原法生产，铬酸钠酸化为红矾钠、红矾钠再制成铬酸酐，因此铬酸酐生产过程中会产生大量的芒硝，含铬硫酸氢钠，以被列为危废，其利用价值低，铬酸酐生产氯化铬整体能耗消耗较大。现需一种环保、简单、节能的生产方式。
专利201410433325.9中讲述了一种铬酸钠法制备六水氯化铬以氢氧化铬法为中间载体的工艺，此工艺制取氢氧化铬的过程中需要加入碱性物质调节pH来制得氢氧化铬，后续还需洗涤，消耗碱性物质量大、还原性物质物料消耗大、工艺冗长。
本方法讲述一种直接由铬酸钠制六水氯化铬的方法，避免了将铬酸钠酸化为红矾钠、红矾钠再制成铬酸酐。用盐酸进行酸化避免了传统铬酸酐工艺副产物芒硝的产生，此方法的副产物氯化钠相较于芒硝，其晶体颗粒较大易洗涤铬，具有综合回收价值，从而降低生产企业的生产成本。
与专利201410433325.9的铬酸钠制备六水氯化铬工艺相较工艺简单、不需碱性物质调节pH，其生产成本将大幅度降低。
发明内容
针对六水氯化铬生产企业普遍使用铬酸酐生产的工艺，本发明的目的是在于提供一种工艺简单、成本低的高品质六水氯化铬的生产方法。从根本上改变铬酸酐还原制备六水氯化铬，同时此生产工艺也利于保护环境和节约能源。该工艺生产的六水氯化铬硫酸盐含量将大幅度下降，将提高氯化铬品质。
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，提供了一种利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法，包括以下过程：
将铬酸钠溶解到一定量的盐酸A中，加热至沸腾进行酸化，过滤过饱和后未溶解的氯化钠，搅拌滤液的同时泵入一定比例混合均匀的盐酸B和还原剂，经60～100℃反应完成后，进行蒸发浓缩，浓缩至波美度A，二次过滤掉析出的氯化钠，补加水至波美度B，并降温至温度A进行结晶，析出六水氯化铬晶体，离心得到六水氯化铬成品。
该反应过程的化学反应式为：
Na2CrO4+2HCl＝H2CrO4+2NaCl；
H2CrO4+CH3CH2OH+HCl+H2O→CrCl3·6H2O+CO2
优选的是，所述盐酸A的用量为将铬酸钠酸化为铬酸采用的盐酸理论质量的1～1.2倍。
优选的是，盐酸B的用量为反应所需盐酸的理论质量的0.67～0.85倍；还原剂的用量为反应所需还原剂的理论质量的1～2.5倍。
优选的是，所述还原剂为甲醇或乙醇。
优选的是，所述盐酸B和还原剂滴加的时间1～3h和反应的时间为1～3h。
优选的是，蒸发浓缩的温度为90～115℃；所述波美度A为48～51波美度；所述波美度B为45～48波美度；所述温度A为35～45℃；结晶时间为1～5h；酸化的时间为10～15min。
优选的是，酸化后将酸化液施加超声，在超声处理过程中，向酸化液中通入氮气；所述超声的频率为35～55KHz，超声采用间歇辐照，间歇辐照时的间歇时间为25～45s/10～15s；所述氮气的流速为180～200mL/min。
优选的是，所述降温至温度A进行结晶的过程中施加超声，所述超声的频率为35～55KHz，超声采用间歇辐照，间歇辐照时的间歇时间为10～30s/5～10s。
优选的是，将混合均匀的盐酸B和还原剂置于超声雾化器中，将盐酸B和还原剂超声雾化为雾化物，将雾化物通过载气通入滤液中。
优选的是，超声雾化的功率为3～8kW，频率为1.8～2.4MHz，雾化速率为100～300g/h；所述载气为惰性气体，载气流速为25～35L/min。
本发明至少包括以下有益效果：本发明采用一种直接由铬酸钠制六水氯化铬的方法，避免了将铬酸钠酸化为红矾钠、红矾钠再制成铬酸酐。用盐酸进行酸化避免了传统铬酸酐工艺副产物芒硝的产生，此方法的副产物氯化钠相较于芒硝，其晶体颗粒较大易洗涤铬，此外，本发明不需要加入碱性物质调节pH来制得氢氧化铬，因此不需要消耗和洗涤碱性物质，具有综合回收价值，从而降低生产企业的生产成本。
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。
具体实施方式：
下面结合实施例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。
实施例1：
一种利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法，包括以下步骤：
将600g铬酸钠加入556g HCl中，加热至沸腾，反应十分钟，过滤除去氯化钠，将滤液倒入反应罐内，加上冷凝装置，再将1017.76g HCl和69.20g乙醇用泵打入罐内，加上反应时间共计4小时，反应温度85℃，过滤掉未溶解的氯化钠，100℃蒸发浓缩至波美度为49波美度，过滤一次氯化钠，再补入部分水至47波美度，降温至35摄氏度，结晶4小时析出六水氯化铬，再在离心机内离心半小时，得到六水氯化铬晶体，对制备的六水氯化铬晶体进行检测，指标参数如表1所示；
表1
Figure BDA0002338399950000031
Figure BDA0002338399950000041
实施例2：
一种利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法，包括以下步骤：
将600g铬酸钠加入559g HCl中，加热至沸腾，反应十分钟，过滤除去氯化钠，将滤液倒入反应罐内，加上冷凝装置，再将881.7g HCl和69.26g乙醇用泵打入罐内，加上反应时间共计4小时，反应温度85℃，过滤掉未溶解的氯化钠，100℃蒸发浓缩至波美度为49波美度，过滤一次氯化钠，再补入部分水至47波美度，降温至35摄氏度，结晶4小时析出六水氯化铬，再在离心机内离心半小时，得到六水氯化铬晶体，对制备的六水氯化铬晶体进行检测，指标参数如表2所示；
表2
Figure BDA0002338399950000042
实施例3：
一种利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法，包括以下步骤：
将600g铬酸钠加入558g HCl中，加热至沸腾，反应十分钟，过滤除去氯化钠，将滤液倒入反应罐内，加上冷凝装置，再将892.7g HCl和40.22g乙醇用泵打入罐内，加上反应时间共计4小时，反应温度85℃，过滤掉未溶解的氯化钠，100℃蒸发浓缩至波美度为49波美度，过滤一次氯化钠，再补入部分水至47波美度，降温至35摄氏度，结晶4小时析出六水氯化铬，再在离心机内离心半小时，得到六水氯化铬晶体，对制备的六水氯化铬晶体进行检测，指标参数如表3所示；
表3
Figure BDA0002338399950000051
实施例4：
一种利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法，包括以下步骤：
将600g铬酸钠加入559g HCl中，加热至沸腾，反应十分钟，过滤除去氯化钠，将滤液倒入反应罐内，加上冷凝装置，再将894.6g HCl和40.32g乙醇用泵打入罐内，加上反应时间共计4小时，反应温度85℃，过滤掉未溶解的氯化钠，100℃蒸发浓缩至波美度为49波美度，过滤一次氯化钠，再补入部分水至47波美度，降温至35摄氏度，结晶4小时析出六水氯化铬，再在离心机内离心半小时，得到六水氯化铬晶体，对制备的六水氯化铬晶体进行检测，指标参数如表4所示；
表4
Figure BDA0002338399950000052
实施例5：
一种利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法，包括以下步骤：
将600g铬酸钠加入559g HCl中，加热至沸腾，反应十分钟，将酸化液施加超声5min，在超声处理过程中，向酸化液中通入氮气；所述超声的频率为35KHz，超声采用间歇辐照，间歇辐照时的间歇时间为45s/15s；所述氮气的流速为200mL/min；将超声后的酸化液过滤除去氯化钠，将滤液倒入反应罐内，加上冷凝装置，再将881.7g HCl和69.26g乙醇用泵打入罐内，加上反应时间共计4小时，反应温度85℃，过滤掉未溶解的氯化钠，100℃蒸发浓缩至波美度为49波美度，过滤一次氯化钠，再补入部分水至47波美度，降温至35摄氏度，结晶4小时析出六水氯化铬，再在离心机内离心半小时，得到六水氯化铬晶体；降温至35摄氏度进行结晶的过程中施加超声，所述超声的频率为35KHz，超声采用间歇辐照，间歇辐照时的间歇时间为30s/10s；对制备的六水氯化铬晶体进行检测，指标参数如表5所示；
表5
Figure BDA0002338399950000061
实施例6：
一种利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法，包括以下步骤：
将600g铬酸钠加入559g HCl中，加热至沸腾，反应十分钟，过滤除去氯化钠，将滤液倒入反应罐内，加上冷凝装置，再将881.7g HCl和69.26g乙醇置于超声雾化器中，将其超声雾化为雾化物，将雾化物通过载气通入滤液中；超声雾化的功率为8kW，频率为2MHz，雾化速率为200g/h；所述载气为惰性气体，载气流速为30L/min，雾化物通入时间和反应时间共计4小时，反应温度85℃，过滤掉未溶解的氯化钠，100℃蒸发浓缩至波美度为49波美度，过滤一次氯化钠，再补入部分水至47波美度，降温至35摄氏度，结晶4小时析出六水氯化铬，再在离心机内离心半小时，得到六水氯化铬晶体，对制备的六水氯化铬晶体进行检测，指标参数如表6所示；
表6
Figure BDA0002338399950000071
实施例7：
一种利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法，包括以下步骤：
将600g铬酸钠加入559g HCl中，加热至沸腾，反应十分钟，将酸化液施加超声5min，在超声处理过程中，向酸化液中通入氮气；所述超声的频率为35KHz，超声采用间歇辐照，间歇辐照时的间歇时间为45s/15s；所述氮气的流速为200mL/min；将超声后的酸化液过滤除去氯化钠，将滤液倒入反应罐内，加上冷凝装置，再将881.7g HCl和69.26g乙醇置于超声雾化器中，将其超声雾化为雾化物，将雾化物通过载气通入滤液中；超声雾化的功率为8kW，频率为2MHz，雾化速率为200g/h；所述载气为惰性气体，载气流速为30L/min，雾化物通入时间和反应时间共计4小时，反应温度85℃，过滤掉未溶解的氯化钠，100℃蒸发浓缩至波美度为49波美度，过滤一次氯化钠，再补入部分水至47波美度，降温至35摄氏度，结晶4小时析出六水氯化铬，再在离心机内离心半小时，得到六水氯化铬晶体，降温至35摄氏度进行结晶的过程中施加超声，所述超声的频率为35KHz，超声采用间歇辐照，间歇辐照时的间歇时间为30s/10s；对制备的六水氯化铬晶体进行检测，指标参数如表7所示；
表7
Figure BDA0002338399950000081
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实例。

Claims (2)

1.一种利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法，其特征在于，包括以下过程：
将铬酸钠溶解到一定量的盐酸A中，加热至沸腾进行酸化，过滤过饱和后未溶解的氯化钠，搅拌滤液的同时加入混合均匀的盐酸B和还原剂，经60~100℃反应完成后，进行蒸发浓缩，浓缩至波美度A，二次过滤掉析出的氯化钠，补加水至波美度B，并降温至温度A进行结晶，析出六水氯化铬晶体，离心得到六水氯化铬成品；
所述盐酸A的用量为将铬酸钠酸化为铬酸采用的盐酸理论质量的1~1.2倍；
盐酸B的用量为反应所需盐酸的理论质量的0.67~0.85倍；还原剂的用量为反应所需还原剂的理论质量的1~2.5倍；
所述还原剂为甲醇或乙醇；
将混合均匀的盐酸B和还原剂置于超声雾化器中，将盐酸B和还原剂超声雾化为雾化物，将雾化物通过载气通入滤液中；
超声雾化的功率为3~8kW，频率为1.8~2.4MHz，雾化速率为100~300g/h；所述载气为惰性气体，载气流速为25~35L/min；
酸化后将酸化液施加超声，在超声处理过程中，向酸化液中通入氮气；所述超声的频率为35~55KHz，超声采用间歇辐照，间歇辐照时的间歇时间为25~45s/10~15s；所述氮气的流速为180～200mL/min；
所述降温至温度A进行结晶的过程中施加超声，所述超声的频率为35~55KHz，超声采用间歇辐照，间歇辐照时的间歇时间为10~30s/5~10s；
所述波美度A为48~51波美度；所述波美度B为45~48波美度；所述温度A为35~45℃。
2.如权利要求1所述的利用铬酸钠制备六水氯化铬的方法，其特征在于，蒸发浓缩的温度为90~115℃；结晶时间为1~5h；酸化的时间为10~15min。
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