專利名稱：含有鉻(Ⅲ)源的水溶液的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無機酸鉻(III)水溶液或有機酸鉻(III)水溶液等含有鉻(III) 源的水溶液的制造方法。
背景技術(shù)：
無機酸鉻(III)或有機酸鉻(III)(另外，以下的說明中只要無特別聲明，則提及 鉻時是指三價鉻)的水溶液是作為鍍鉻用的溶液而被用于各種金屬的表面處理。另外，也 被用于鍍鋅或鍍錫等三價鉻化成(chemical conversion)處理。以前，關(guān)于無機酸鉻的制造方法，例如已知以下方法在對礦石進行堿性氧化焙燒 所得的重鉻酸鈉溶液中添加硫酸，并利用有機物進行還原而形成硫酸鉻溶液，向其中添加 苛性鈉或蘇打灰而生成氫氧化鉻或碳酸鉻的沉淀，過濾、水洗后添加鹽酸、硝酸、磷酸等無 機酸加以溶解。另外，關(guān)于作為無機酸鉻的一種的硝酸鉻，也已知依序進行以下階段的方法在三 氧化鉻(氧化鉻(VI))中調(diào)配硝酸鉻的生成當量以上的硝酸，準備三氧化鉻-硝酸混合溶 液；以及在通過所述階段而獲得的三氧化鉻-硝酸混合溶液中，過剩地混合以由選自單糖 類、二糖類或淀粉類中的碳水化合物所衍生的醇、醛、羧酸或它們的混合物構(gòu)成的有機還原 劑，將三氧化鉻還原而生成硝酸鉻(參照專利文獻1)。另外，也提出了以下方法在鉻酸(VI)水溶液中添加無機酸及有機還原劑，將鉻 (VI)還原成鉻(III)，制造硝酸鉻或氯化鉻等無機酸鉻水溶液(參照專利文獻2)。另一方面，關(guān)于有機酸鉻的制造方法，例如草酸鉻的制造方法已知以下方法(參 照非專利文獻1)。首先，在硫酸鉻、硝酸鉻、氯化鉻等無機的三價鉻鹽水溶液中添加氫氧化 鈉溶液或氨水溶液進行中和，獲得氫氧化鉻的沉淀。使該沉淀溶解在草酸溶液中。通過將 該液體濃縮而獲得草酸鉻。另外，也提出了以下的有機酸鉻(III)水溶液的制造方法將有機酸及有機還原 劑的混合水溶液與鉻酸(VI)水溶液混合，將鉻(VI)還原成鉻(III)(參照專利文獻3)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本專利特開2002-339082號公報專利文獻2 美國專利申請案公開第2007/86938號說明書專利文獻3 日本專利特開2008-19172號公報非專利文獻非專利文獻1 化學大辭典4，縮印版第14印次，共立出版株式會社，1972年9月 15日，第636頁

發(fā)明內(nèi)容
利用無機酸將氫氧化鉻溶解來制造無機酸鉻的方法有以下問題在硫酸鉻中添加苛性鈉或蘇打灰而獲得的氫氧化鉻沉淀的水洗非常困難，無法將氫氧化鉻中的鈉或硫酸鹽 等雜質(zhì)除去。專利文獻1記載的方法中，例如在三氧化鉻中混合硝酸鉻當量以上的硝酸對于減 少六價鉻來說有效。但是，視條件不同，有時所添加的還原劑不與三氧化鉻而與硝酸反應， 結(jié)果產(chǎn)生NOx。因此，不僅需要脫NOx的裝置，有時也因反應急劇而成為危險狀態(tài)。將利用非專利文獻1所記載的方法獲得的草酸鉻(III)溶解在水中的液體由于其 起始原料而含有Na或!^e等的金屬離子及Cl_、SO廣、N03_等陰離子作為微量雜質(zhì)。只要采 用所述方法作為草酸鉻(III)水溶液的制造方法，這些微量雜質(zhì)便無法避免。另外，氫氧化鉻通常在水中為不溶性，在酸性水溶液中溶解性也低。因此，將氫氧 化鉻溶解在無機酸或有機酸中的方法效率低，并且所得水溶液中的無機酸鉻或有機酸鉻的 濃度也受限。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種效率佳且容易地制造適于金屬的表面處理或三 價鉻化成處理等的無機酸鉻水溶液或有機酸鉻水溶液等含有鉻(III)源的水溶液的方法。本發(fā)明者們進行了努力研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過采用在無機堿水溶液中添加含有三 價鉻的水溶液的順序，可以獲得在酸性水溶液中的溶解性高的氫氧化鉻。本發(fā)明是基于所述見解而成，提供一種含有鉻(III)源的水溶液的制造方法，其 特征在于在反應液溫為0°C以上且低于50°C的條件下，在無機堿水溶液中以三價鉻的量 相對于堿的量不局部過剩的方式添加含有三價鉻的水溶液，生成氫氧化鉻后，將該氫氧化 鉻溶解在酸水溶液中。
具體實施例方式以下，對本發(fā)明根據(jù)其優(yōu)選實施形態(tài)進行詳細說明。利用本發(fā)明的制造方法而獲得的含有鉻(III)源的水溶液是無機酸鉻(III)、有 機酸鉻(III)、或與鉻結(jié)合的酸的種類為兩種以上的復合鉻(III)鹽溶解在水中而成的水 溶液。無機酸鉻可以列舉鹽酸鉻、硝酸鉻、磷酸鉻、硫酸鉻、氟化鉻等。這些無機酸鉻也 可以是堿性鹽。例如硝酸鉻是由組成式Cr(OH)χ(NO3)y(式中，0彡χ彡2，1彡y彡3，x+y =3)所表示的化合物，該化合物中，除了作為Cr(NO3)3所表示的正鹽的硝酸鉻以外，也包 括 Cr (OH)a5 (NO3) 2.5、Cr (OH) (NO3) 2、Cr (OH) 2 (NO3)等堿性硝酸鉻。鹽酸鉻是由組成式 Cr (OH) xCly(式中，0= 所表示，包括作為正鹽的CrCl3以及作為堿性 鹽的 Cr (OH) Q.5C12 5、Cr (OH) Cl2、Cr (OH)2Cl 等。另外，磷酸鉻是由組成式Cr(H3_3/nP04)n(式中，2彡η ^ 3)所表示的化合物，除了 Cr (H2PO4) 3 以夕卜，也包括 CHHl5PO4)^ Cr (Hl8PO4)2.5 等。硫酸鉻是由組成式 Cr (OH) χ (SO4) y(式中，0 彡 χ < 3，0 < y 彡 1. 5，x+2y = 3)所表示，包括 Cr (OH) SO4 等。有機酸鉻是由通式Crm (Ax) n所表示的化合物。所述通式中，A表示從有機酸中去掉 質(zhì)子的殘基。A具有負電荷。χ表示A的電荷(負電荷)。m及η分別表示滿足3m+Xn = 0 的整數(shù)。有機酸鉻中的有機酸是由R(COOH)yK表示。式中，R表示有機基、氫原子或單鍵 或者雙鍵。y表示有機酸中的羧基的數(shù)量，其為1以上的整數(shù)，優(yōu)選1 3。所述通式中的A是由R(COCT)y所表示。當R為有機基時，該有機基優(yōu)選碳數(shù)1 10、特別是碳數(shù)1 5的 脂肪族基。該脂肪族基可以被其他官能基、例如羥基取代。脂肪族基可以使用飽和脂肪族 基及不飽和脂肪族基的任一種。與鉻結(jié)合的酸的種類為兩種以上的復合鉻(III)鹽是由下述通式所表示。
權(quán)利要求
1.一種含有鉻(III)源的水溶液的制造方法，其特征在于在反應液溫為o°c以上且低 于50°C的條件下，在無機堿水溶液中以三價鉻的量相對于堿的量不局部過剩的方式添加含 有三價鉻的水溶液，生成氫氧化鉻后，將該氫氧化鉻溶解在酸水溶液中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述酸水溶液是溶解了有機酸或無 機酸的水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述酸水溶液是溶解了兩種以上的 酸的水溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于在生成所述氫氧化鉻后進行過濾，并 進行水洗直到濾液的導電率達到5mS/cm以下為止。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的制造方法，其特征在于所述氫氧化鉻具有由 通過粒度分布測定裝置測定的體積平均粒徑MV、與根據(jù)掃描式電子顯微鏡圖像所測定的平 均粒徑D之比MV/D所表示的凝聚度為10以上且小于70，以及平均粒徑D為40nm 200nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的制造方法，其特征在于溶解在所述酸水溶液 中的所述氫氧化鉻成為懸浮在水中的漿料的狀態(tài)，該漿料實質(zhì)上不含雜質(zhì)離子。
7.一種含有鉻(III)源的水溶液，其特征在于其是利用根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一 項所述的制造方法而獲得，并且用于金屬的表面處理或三價鉻化成處理。
全文摘要
本發(fā)明的含有鉻(III)源的水溶液的制造方法中，在反應液溫為0℃以上且低于50℃的條件下，在無機堿水溶液中以三價鉻的量相對于堿的量不局部過剩的方式添加含有三價鉻的水溶液，生成氫氧化鉻后，將該氫氧化鉻溶解在酸水溶液中，獲得含有鉻(III)源的水溶液。優(yōu)選的是在氫氧化鉻的生成后進行過濾，并進行水洗直到濾液的導電率達到5mS/cm以下為止。
文檔編號C01G37/00GK102143915SQ20098013466
公開日2011年8月3日 申請日期2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日
發(fā)明者星野重夫, 田中保之, 真保良吉 申請人:日本化學工業(yè)株式會社