CN116144951A - 一种金属铬的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)第一混合碱式硫酸铬与第一部分碳粉，在保护性气氛下进行反应并冷却，得到混合物；(2)步骤(1)所述混合物依次经研磨、洗涤和干燥，得到洗涤后混合物；(3)第二混合第二部分碳粉和步骤(2)所述洗涤后混合物，并经真空加热，得到金属铬。本发明中以碱式硫酸铬为原料，通过两段反应，制备高纯度金属铬，物相均一；所述方法流程短、能耗及成本低，条件温和，清洁高效，易于实现规模化生产，经济效益高。
Description
技术领域
本发明涉及金属制备技术领域，尤其涉及一种金属铬的制备方法。
背景技术
金属铬作为重要的工业原料，其具有硬度高、耐高温、耐磨和抗腐蚀等优点，广泛应用于硬质合金、高温合金和表面处理等领域。传统金属铬主要生产工艺有：电解法、铝热法、碳还原法。
电解法可以生产纯度较高的金属铬，如CN105624436A公开了高纯金属铬的生产方法，所述方法包括按重量比将配料放入干式拌粉机里搅，拌匀后的混合原料放至压坯机内制坯，再将坯块加入到真空电弧炉的料仓内得到大块的金属铬块；将烧制好的金属铬块取出、冷却；将冷却后的金属铬块送至喷丸室，得到金属块；对金属块进行锤破至100mm块状；将锤破块状物再送至颚式破碎机破碎至国家标准块状的金属铬碎块；将破碎后的金属铬碎块放置在石墨盒内，在真空度10Pa，1300℃下进行脱气，即成。但现有工艺流程复杂，能耗及成本较高，存在污染问题，电流效率低。
铝热法可生产金属铬块，产量较大、效率高，CN109868375A公开了一种金属铬的生产方法，该生产方法包括以下步骤：步骤一、将三氧化二铬与铝粉均匀混合，得到混合物料；步骤二、将电极插入冶炼炉内，然后将部分混合物料投入冶炼炉内；步骤三、对电极进行通电加热，使冶炼炉内温度迅速上升并进行铝热还原反应；步骤四、冶炼炉内达到指定冶炼温度后，将剩余部分混合物料投入冶炼炉内进行铝热还原反应，并恒定一定时间保证反应完全；步骤五、对电极进行断电，停止加热，并从冶炼炉内抽出电极；步骤六、对冶炼炉进行冷却、清渣、精整、破碎，得到金属铬产品。但工艺消耗价格较高的铝粉，易引入如铁、硅、铝等有害杂质，产品纯度较低。生产过程产生大量废渣与粉尘，与可持续生产方式相异。
传统碳还原法使用氧化铬为原料，如CN1542148A公开了一种金属铬的生产方法，按氧化铬中氧含量的99％-101％配入碳粉，进行研磨混料，压块成型，然后在真空炉中进行还原处理，真空炉内还原过程分为两个阶段，第一阶段将真空炉内的真空度控制为200-300Pa，升温至1460-1600℃，保温处理3-10小时，保温过程中同时抽真空，当真空度达到200Pa时，还原进入第二阶段，将炉内温度降至1400-1450℃，真空度控制为5-30Pa，保温处理3-10小时，降温冷却后出炉得到金属铬产品。但该还原方法采用氧化铬为原料，成本较高。
因此，开发一种生产成本低的金属铬的生产方法是十分有价值的。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种金属铬的制备方法，即提供一种低成本金属铬的生产方法，所述方法以价廉易得的三价铬化合物—碱式硫酸铬为原料，通过两段反应，制备金属铬。所述方法易与铬盐工业实现上下游衔接，流程短，工艺简单，清洁环保，易实现大规模生产。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)第一混合碱式硫酸铬与第一部分碳粉，在保护性气氛下进行反应并冷却，得到混合物；
(2)步骤(1)所述混合物依次经研磨、洗涤和干燥，得到洗涤后混合物；
(3)第二混合第二部分碳粉和步骤(2)所述洗涤后混合物，并经真空加热，得到金属铬。
本发明以碱式硫酸铬为原料，相较于三氧化二铬，原料易得，价格较低，更易与铬盐工业实现上下游衔接。
本发明通过对碱式硫酸铬的预先碳化，防止了碱式硫酸铬全部分解为三氧化二铬后，高温反应速率较慢的情况。本发明选用碱式硫酸铬为原料，先在较低温度进行碳化生成碳化铬和氧化铬，随后，将碳化铬和氧化铬的混合物作为后续还原反应的原料。其中的碳化铬一方面可以作为制备金属铬的原料，另一方面可以作为氧化铬的脱氧剂，效率高于单纯的碳粉还原氧化铬，可以在更短的时间内完成还原。此外，因为碳化铬和氧化铬均为碱式硫酸铬低温处理时反应生成，活性较高，更利于步骤(3)的还原反应。
优选地，步骤(1)中所述碱式硫酸铬分子式为Cr(OH)n(SO4)0.5(3-n)，其中n为1～2，例如可以是1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1～1.1。
优选地，步骤(1)中所述碱式硫酸铬与第一部分碳粉的摩尔比为1:(0.8～2)，优选为1:(1.3～1.5)，例如可以是1:0.8、1:1.0、1:1.3、1:1.32、1:1.34、1:1.35、1:1.36、1:1.38、1:1.40、1:1.41、1:1.45、1:1.48、1:1.5、1:1.6、1:1.8或1:2.0等，进一步优选为1:1.38～1.42。
本发明优选碱式硫酸铬与第一部分碳粉的摩尔比在上述范围，更有利于碱式硫酸铬充分碳化，当碳粉加入量大于上述范围，由于温度未达到还原反应发生温度，未参与碳化的碳粉全部剩余，易在洗涤步骤产生堵塞，碳粉加入量少，则碱式硫酸铬未碳化部分较多，洗涤损失较大。
优选地，步骤(1)中所述反应的温度为400～700℃，例如可以是400℃、430℃、460℃、500℃、530℃、560℃、600℃、630℃、660℃或700℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为410～600℃，进一步优选为590～600℃。
优选地，所述反应之前的升温速率为1～15℃/min，例如可以是1℃/min、2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min、10℃/min、11℃/min、12℃/min、14℃/min或15℃/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述反应的时间为0.5～16h，例如可以是0.5h、2.5h、4h、5.0h、7.0h、9.0h、10.0h、12.5h、14.5h或16h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为6～10h，进一步优选为9～10h。
本发明所述反应的时间是指达到反应的温度之后的保温时间，不计达到反应的温度之前的升温时间。
优选地，步骤(1)中所述保护性气氛包括氮气、氦气、氖气或氩气中任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为氮气和氦气的组合，氦气和氩气的组合，氩气和氦气的组合，氖气和氩气的组合，优选为氮气。
优选地，所述反应的装置包括真空气氛炉或气氛炉中任意一种，包括单不限于管式炉、回转窑、流化反应炉等。
优选地，步骤(2)中所述研磨包括球磨。
本发明所述方法，步骤(2)所述研磨包括球磨。本发明在步骤(1)低温反应后，采用球磨的办法对混合物进行处理，一方面有利于洗涤脱除碳化铬、氧化铬以外的杂质相，另一方面可实现混合物的细化，进而降低步骤(3)进行还原时的传质阻力。
优选地，所述球磨的转速为50～300r/min，例如可以是50r/min、70r/min、100r/min、130r/min、160r/min、180r/min、210r/min、240r/min、270r/min或300r/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述球磨的时间为1～20h，例如可以是1h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h或20h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)中所述洗涤包括水洗和/或醇洗，优选为水洗。
本发明将步骤(1)低温反应后并破碎的混合物进行洗涤，一方面可以有效去除残余的硫酸铬，降低金属铬产品的硫含量；另一方面可以有效脱除混合物中可能含有的各种可溶性杂质。
本发明步骤(2)中的干燥没有特殊限制，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于干燥的装置和方式，也可根据实际工艺进行调整，例如可以是风干、真空干燥或烘干等方式，也可以是不同方式的结合。优选地，所述干燥包括真空干燥、烘干或鼓风干燥中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为真空干燥和烘干的组合，真空干燥和鼓风干燥的组合，鼓风干燥和烘干的组合，优选为真空干燥。
优选地，步骤(3)中所述第二部分碳粉和所述洗涤后混合物中氧的摩尔比为(1～3):1，例如可以是1:1、1.3:1、1.5:1、1.7:1、1.9:1、2.2:1、2.4:1、2.6:1、2.8:1或3:1等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为(1～2):1。
本发明优选将第二部分碳粉和所述洗涤后混合物中氧的摩尔比为(1～3):1，具有反应充分，原料利用率高，节约碳粉，降低反应难度的优势，如碳粉含量过低则有部分氧化铬无法参与反应，产物杂质含量过高，如碳粉含量过高则阻止了碳化铬与氧化铬的充分接触，会使碳化铬在反应后大量剩余，同时过多的碳粉无法充分反应，后续也较难从产物中分离，使产物杂质含量升高。
优选地，步骤(3)中所述包括升温阶段和保温反应阶段。
优选地，所述升温阶段的升温速率为10～35℃/min，例如可以是10℃/min、11℃/min、12℃/min、13℃/min、14℃/min、15℃/min、18℃/min、20℃/min、2℃2/min、23℃/min、25℃/min、28℃/min、30℃/min或35℃/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述升温阶段的终温为1500～1600℃，例如可以是1500℃、1510℃、1520℃、1530℃、1540℃、1550℃、1560℃、1570℃、1580℃、1590℃或1600℃等，优选为1550～1600℃。
优选地，所述保温反应阶段的温度为1500～1600℃，例如可以是1500℃、1510℃、1520℃、1530℃、1540℃、1550℃、1560℃、1570℃、1580℃、1590℃或1600℃等，优选为1550～1600℃。
优选地，所述保温反应阶段的时间为10～12h，例如可以是10h、10.3h、10.5h、10.7h、10.9h、11.2h、11.4h、11.6h、11.8h或12h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述真空加热的表压真空度为40～240Pa，例如可以是40Pa、63Pa、85Pa、107Pa、129Pa、152Pa、174Pa、196Pa、218Pa或240Pa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按摩尔比1:(1.3～1.5)第一混合分子式为Cr(OH)n(SO4)0.5(3-n)且n为1～2的碱式硫酸铬与第一部分碳粉，通入氮气并以1～15℃/min升温至410～600℃，保持气氛不变进行反应6～10h后随炉冷却，得到混合物；
(2)步骤(1)所述混合物依次经球磨、洗涤和干燥，得到洗涤后混合物；
(3)第二混合第二部分碳粉和步骤(2)所述洗涤后混合物，所述第二部分碳粉和所述洗涤后混合物中氧的摩尔比为(1～3):1，并在真空度为40～240Pa条件下以10～35℃/min升温至1500～1600℃并保温反应10～12h，得到金属铬。
本发明对上述工艺中的第一混合和第二混合的方式没有特殊限制，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于混合的装置和方式，也可根据实际工艺进行调整，例如可以是搅拌混合或球磨混合等。
优选地，所述金属铬的纯度在96％以上。
优选地，所述金属铬中杂质包括硫化物、Fe或水不溶物等。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的金属铬的制备方法以碱式硫酸铬为原料，相较于三氧化铬而言，成本低廉；
(2)本发明提供的金属铬的制备方法仅通过两段反应，即可制备高纯度金属铬，金属铬的纯度优选在80％以上，进一步优选在96％以上，物相均一，而且流程短、能耗及成本低，条件温和，清洁高效，易于与铬盐工业实现上下游衔接，而且金属铬的收率优选在95％以上，实现规模化生产，经济效益高；
(3)本发明提供的金属铬的制备方法无需采用电解等工艺，能耗相对较低且无需消耗成本更高的铝，整体成本较低；
(4)本发明提供的金属铬的制备方法先将碱式硫酸铬进行同步碳化及热分解，得到碳化铬和氧化铬的混合物，再以该混合物为原料，补充加入合适比例的碳粉后进行高温还原反应得到金属铬，该混合物在真空还原过程中相较传统氧化铬更易发生反应，有效提升了反应速率。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例1
本实施例提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按摩尔比1:1.38第一混合分子式为Cr(OH)n(SO4)0.5(3-n)且n为1，即分子式为Cr(OH)SO4的碱式硫酸铬与第一部分碳粉，通入氮气并以5℃/min升温至600℃，保持气氛不变进行反应10h后随炉冷却，得到混合物；
(2)步骤(1)所述混合物经100r/min球磨5h、采用水洗涤至中性和真空干燥10h，得到洗涤后混合物；
(3)第二混合第二部分碳粉和步骤(2)所述洗涤后混合物，所述第二部分碳粉和所述洗涤后混合物中氧的摩尔比为1.4:1，并在真空度为230Pa真空炉中20℃/min升温至1600℃的条件下保温反应12h，得到金属铬。
实施例2
本实施例提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按摩尔比1:1.2第一混合分子式为Cr(OH)n(SO4)0.5(3-n)且n为2，即分子式为Cr(OH)2(SO4)0.5的碱式硫酸铬与第一部分碳粉，通入氮气并以15℃/min升温至590℃，保持气氛不变进行反应6h后随炉冷却，得到混合物；
(2)步骤(1)所述混合物经50r/min球磨15h、采用水洗涤至中性和真空干燥10h，得到洗涤后混合物；
(3)第二混合第二部分碳粉和步骤(2)所述洗涤后混合物，所述第二部分碳粉和所述洗涤后混合物中氧的摩尔比为1.7:1，并在真空度为230Pa真空炉中35℃/min升温至1550℃的条件下保温反应10h，得到金属铬。
实施例3
本实施例提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按摩尔比1:1.4第一混合分子式为Cr(OH)n(SO4)0.5(3-n)且n为2，即分子式为Cr(OH)2(SO4)0.5的碱式硫酸铬与第一部分碳粉，通入氮气并以1℃/min升温至595℃，保持气氛不变进行反应8h后随炉冷却，得到混合物；
(2)步骤(1)所述混合物经300r/min球磨1h、先采用乙醇洗涤、再采用水洗涤至中性和烘干20h，得到洗涤后混合物；
(3)第二混合第二部分碳粉和步骤(2)所述洗涤后混合物，所述第二部分碳粉和所述洗涤后混合物中氧的摩尔比为1.9:1，并在真空度为230Pa真空炉中10℃/min升温至1500℃的条件下保温反应12h，得到金属铬。
实施例4
本实施例提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法除步骤(3)中升温至1400℃外，其余均与实施例3相同。
实施例5
本实施例提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法除步骤(3)中升温至1700℃外，其余均与实施例3相同。
实施例6
本实施例提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法除步骤(1)中按摩尔比1:0.5混合碱式硫酸铬和第一部分碳粉外，其余均与实施例3相同。
实施例7
本实施例提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法除步骤(1)中按摩尔比1:2.5混合碱式硫酸铬和第一部分碳粉外，其余均与实施例3相同。
实施例8
本实施例提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法除步骤(3)中第二部分碳粉和所述洗涤后混合物中氧的摩尔比为0.5:1外，其余均与实施例3相同。
实施例9
本实施例提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法除步骤(3)中第二部分碳粉和所述洗涤后混合物中氧的摩尔比为5:1外，其余均与实施例3相同。
对比例1
本对比例提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法除步骤(3)中未混合第二部分碳粉，直接将洗涤后混合物在真空度为230Pa真空炉中10℃/min升温至1500℃的条件下保温反应12h外，其余均与实施例3相同。
对比例2
本对比例提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法除步骤(2)未经洗涤外，其余均与实施例3相同。
对比例3
本对比例提供一种金属铬的制备方法，所述制备方法除将步骤(3)中的第二部分碳粉一起加入至步骤(1)，并在步骤(3)中不再加入碳粉外，其余均与实施例3相同。
测试方法：采用GB/T 28908-2012标准方法测试金属铬的纯度，并计算金属铬的收率，采用YS/T 422.1-2000及HG/T 2775-1996标准方法测试混合物中碳化铬和氧化铬的含量。
以上实施例和对比例的测试结果如表1所示。
表1
从表1可以看出如下几点：
(1)综合实施例1～3可以看出，本发明提供的金属铬的制备方法虽然以碱式硫酸铬为原料，仍然能制得纯度高的金属铬，其纯度在96％以上，金属铬的收率在95％以上，易于与铬盐工业实现上下游衔接，实现规模化生产，经济效益高；
(2)综合实施例3和对比例1～3可以看出，实施例3中将碳粉分两步加入并在之间设置洗涤步骤，相较于对比例1第二步不混合碳粉，对比例2不进行洗涤，对比例3将所有碳粉均设置在第一步而言，实施例3中金属铬的纯度高达98％，收率高达96％，而对比例1中反应结束后，由于碳含量不足，反应进行不彻底，大量氧化铬未发生反应，作为杂质剩余，导致其产品纯度仅为65％，收率仅为38％，对比例2中由于未经洗涤，步骤(2)洗涤后混合物含有原料碱式硫酸铬的杂质，影响了最终产物的纯度，纯度仅为78％，收率也有所下降；对比例3中由于碳粉全部在第一步加入，第一步反应后有大量的碳粉残余，洗涤过程中极易发生堵塞，在进行第二步反应前无法进行分离，大量碳粉易覆盖在第一步产物表面，阻止了第二步反应的进行，导致第二步的碳粉总量过高，纯度降低，最终对比例3中产品的纯度仅为79％，收率也下降至86％，由此表明，本发明提供的金属铬的制备方法选择两步加入碳粉以及中间设置洗涤的步骤，各步骤之间环环相扣，能够以碱式硫酸铬作为原料制得高纯金属铬；
(3)综合实施例3和实施例4～5可以看出，实施例3中保温反应的温度为1500℃，相较于实施例4～5中分别为1400℃和1700℃而言，实施例3中金属铬的纯度和收率均较高，而实施例4中反应结束后，由于反应温度过低，推动力不足，物相未发生改变，无金属铬生成。实施例5中由于反应温度高，反应速度快，碳化铬和碳粉进行还原反应的速度不同，导致各原料发生了不均相反应，有碳粉沉积在产物底部，金属铬产品的纯度较低，产品纯度仅为84％，由此表明，本发明中保温反应温度的选择对于最终产品的纯度和收率具有较大的影响，通过将温度优选在特定范围，能提高反应效果；
(4)综合实施例3和实施例6～7可以看出，相较于实施例6～7中碱式硫酸铬和第一部分碳粉的摩尔比分别为1:0.5和1:2.5，相较于实施例3中为1:1.4而言，实施例6中由于碳粉添加量少于优选范围，碳化程度较低，碱式硫酸铬未能较好地转化为水不溶产物，洗涤损失大，金属铬的收率仅为72％，且纯度下降至84％。实施例7中由于碳粉加入量多于所选范围，反应温度低于碳粉还原反应发生温度，因该步残余碳粉，第二部分混合后总碳粉量过多，反应后有大量的碳粉残余，洗涤过程中极易发生堵塞。最终实施例7中纯度下降至83％，收率仅为85％，由此表明，本发明优选控制碱式硫酸铬和第一部分碳粉的摩尔比，能够进一步提升金属铬的纯度和收率；
(5)综合实施例3和实施例8～9可以看出，实施例8中由于第二步的碳粉加入量偏低，碳粉还原部分反应发生不完全，大量氧化物保持原有结构，金属铬产率较低，杂质较高，且难以分离，产品纯度由实施例3中的98％下降至45％；实施例9中由于第二步碳粉加入量偏高，阻碍了碳化物与氧化物的接触，使部分碳化物未能参与反应，作为杂质剩余，未反应的碳粉也作为杂质剩余，对产物的分离提纯造成困难，对原料造成浪费；最终实施例9中产品纯度由实施例3中的98％下降至87％，收率也由96％显著下降至87％。由此表明，本发明通过优选第二部分碳粉和所述洗涤后混合物中氧的摩尔比，能够更好地提高金属铬的纯度和收率。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种金属铬的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)第一混合碱式硫酸铬与第一部分碳粉，在保护性气氛下进行反应并冷却，得到混合物；
(2)步骤(1)所述混合物依次经研磨、洗涤和干燥，得到洗涤后混合物；
(3)第二混合第二部分碳粉和步骤(2)所述洗涤后混合物，并经真空加热，得到金属铬。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述碱式硫酸铬分子式为Cr(OH)n(SO4)0.5(3-n)，其中n为1～2，优选为1～1.1。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述碱式硫酸铬与第一部分碳粉的摩尔比为1:(0.8～2)，优选为1:(1.3～1.5)。
4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述反应的温度为400～700℃，优选为410～600℃；
优选地，所述反应之前的升温速率为1～15℃/min；
优选地，所述反应的时间为0.5～16h，优选为6～10h。
5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述保护性气氛包括氮气、氦气、氖气或氩气中任意一种或至少两种的组合，优选为氮气。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述研磨包括球磨；
优选地，所述球磨的转速为50～300r/min；
优选地，所述球磨的时间为1～20h。
7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述洗涤包括水洗和/或醇洗，优选为水洗。
8.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述第二部分碳粉和所述洗涤后混合物中氧的摩尔比为(1～3):1，优选为(1～2):1。
9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述真空加热包括升温阶段和保温反应阶段；
优选地，所述升温阶段的升温速率为10～35℃/min；
优选地，所述升温阶段的终温为1500～1600℃，优选为1550～1600℃；
优选地，所述保温反应阶段的温度为1500～1600℃，优选为1550～1600℃；
优选地，所述保温反应阶段的时间为10～12h；
优选地，所述真空加热的表压真空度为40～240Pa。
10.根据权利要求1～9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按摩尔比1:(0.8～2)第一混合分子式为Cr(OH)n(SO4)0.5(3-n)且n为1～2的碱式硫酸铬与第一部分碳粉，通入氮气并以1～15℃/min升温至410～600℃，保持气氛不变进行反应6～10h后随炉冷却，得到混合物；
(2)步骤(1)所述混合物依次经球磨、洗涤和干燥，得到洗涤后混合物；
(3)第二混合第二部分碳粉和步骤(2)所述洗涤后混合物，所述第二部分碳粉和所述洗涤后混合物中氧的摩尔比为(1～3):1，并在真空度为40～240Pa条件下以10～35℃/min升温至1500～1600℃并保温反应10～12h，得到金属铬。
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