專利名稱：一種紅礬鈉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種采用碳化法制備紅礬鈉的方法。
背景技術(shù)：
紅礬鈉是ー種基本的無機化工原料，主要用于制造鉻酸酐、鹽基性硫酸鉻、氧化鉻綠等鉻鹽產(chǎn)品，廣泛地應(yīng)用于印染、電鍍等行業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。目前，國內(nèi)紅礬鈉生產(chǎn)的主要方法有硫酸法、硫酸氫鈉法和電解法，其中硫酸法是主要采用的生產(chǎn)エ藝。但硫酸法酸堿消耗量大，鈉離子利用率低且生產(chǎn)過程中排放大量含鉻硫酸鈉，環(huán)境污染嚴(yán)重。硫酸氫鈉法采用鉻酸酐生產(chǎn)的廢渣硫酸氫鈉代替硫酸酸化鉻酸鈉，但該法使紅礬鈉生產(chǎn)過程中的水分蒸發(fā)量大，并且廢渣排出量大。電解法生產(chǎn)紅礬鈉的產(chǎn)品質(zhì)量較高，但其耗電量大，生產(chǎn)成本高，難于推廣應(yīng)用。碳化法生產(chǎn)紅礬鈉是以ニ氧化碳代替硫酸酸化鉻酸鈉。ニ氧化碳在壓カ增加時，水溶液中二氧化碳濃度增加，ニ氧化碳與水生成碳酸并電離，使得氫離子增加，提供的酸性條件使得鉻酸根離子變?yōu)橹劂t酸根離子，從而代替硫酸起到酸化作用。其主要優(yōu)點有I、節(jié)約硫酸及純堿。硫酸法副產(chǎn)品為硫酸鈉；碳化法用ニ氧化碳代替硫酸，副產(chǎn)品
為碳酸氫鈉，后者可以代替純堿循環(huán)利用，化學(xué)反應(yīng)式如下
2Na2Cr04+2C03+H20 ^ Na2Cr207+2NaHC03
2NaHC03 ^ Na2CO3+C〇2+H3〇
Cra03+2Na2C0j+1.502 # 21STaaCrO4 +2CO22、提高質(zhì)量。成品紅礬鈉所含氯化物主要來自純堿，碳化法因節(jié)約純堿而使成品中氯化物含量下降。碳化法不用硫酸，成品中硫酸鹽含量必然降低。3、不產(chǎn)生含鉻芒硝。由于生產(chǎn)流程中無硫酸根離子加入，因此不產(chǎn)生含鉻芒硝，減輕環(huán)保壓力。附產(chǎn)的碳酸氫鈉可循環(huán)利用。4、改善設(shè)備腐蝕。碳化法不用硫酸，設(shè)備腐蝕降低。5、可減少ニ氧化碳排放。中國專利申請公開CN 1070892采用AlPO4或CrPO4為晶種，使用磷酸鈉或磷酸和含鉻硫酸氫鈉進行酸化，將鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉。該方法也存在含鉻芒硝和廢渣對環(huán)境的污染問題，并且引入磷酸鹽對產(chǎn)品質(zhì)量有一定影響。中國專利申請公開CN 1037495采用硫酸和含鉻硫酸氫鈉將鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉，該生產(chǎn)過程中排放大量含鉻芒硝和廢渣，環(huán)境污染嚴(yán)重。中國專利申請公開CN 101892490A采用離子膜電解法制備重鉻酸鈉，在該方法中，在電場作用下陰、陽離子分別向陽極和陰極遷移，陽極室得到重鉻酸鈉酸化液，將 重鉻酸鈉酸化液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，得到紅礬鈉產(chǎn)品。該方法エ藝流程控制復(fù)雜、生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)狀況，本發(fā)明的發(fā)明人在紅礬鈉制備領(lǐng)域進行了廣泛深入的研究，以期發(fā)現(xiàn)ー種具有高碳化率、低能耗的清潔化生產(chǎn)紅礬鈉的方法，該方法所得紅礬鈉純度高。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在碳化法制備紅礬鈉的過程中，在特定反應(yīng)液濃度、ニ氧化碳分壓、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間條件下進行碳化以使鉻酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橹劂t酸鈉可實現(xiàn)前述目的。本發(fā)明人正是基于上述發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的目的是提供ー種具有高碳化率、低能耗的清潔化生產(chǎn)紅礬鈉的方法，并且該方法所得紅礬鈉可具有高純度。在該方法中，通過使用ニ氧化碳代替硫酸或 硫酸氫鈉，可以實現(xiàn)低能耗和清潔化生產(chǎn)，通過對反應(yīng)器中料液濃度、反應(yīng)溫度、ニ氧化碳分壓以及碳化時間的控制，使得反應(yīng)液中鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉的最終轉(zhuǎn)化率可達(dá)到95-100%。因此，通過本發(fā)明方法，解決了紅礬鈉生產(chǎn)過程中含鉻芒硝和廢渣對環(huán)境的污染問題，而且副產(chǎn)的碳酸氫鈉可循環(huán)使用，降低了生產(chǎn)成本，生產(chǎn)的紅礬鈉質(zhì)量高，硫酸鹽含量在0. I重量以下。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案可以概括如下I、一種碳化法制備紅礬鈉的方法，包括如下步驟(I)將含有鉻酸鈉的水溶液加入碳化反應(yīng)器中，該水溶液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為700-1350g じ1 ；(2)向碳化反應(yīng)器中連續(xù)供入ニ氧化碳進行碳化，控制碳化反應(yīng)器中二氧化碳分壓為0. 01-1. 5MPa，優(yōu)選為0. 1-1. 2MPa，更優(yōu)選為0. 6-1. 2MPa，反應(yīng)溫度為15_105°C，優(yōu)選為15-95°C，更優(yōu)選為15-45°C，以及反應(yīng)時間為0. 5-8. 0h，優(yōu)選為I. 0-4. Oh ；(3)將步驟(2)得到的經(jīng)碳化的料液固液分離，得到碳化液和碳酸氫鈉晶體，該碳化液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為700_1350g じ1 ;以及(4)將步驟(3)中所得碳化液進行結(jié)晶、脫水，得到紅礬鈉。2.根據(jù)第I項所述的方法，其中步驟(2)的碳化在碳酸氫鈉晶種存在下進行。3.根據(jù)第2項所述的方法，其中碳酸氫鈉晶種的添加量為步驟(2)中碳化反應(yīng)器中料液量的0. 5-20重量％。4.根據(jù)第2或3項所述的方法，其中所述碳酸氫鈉晶種的平均粒徑為0. 001—0. 09mm。5.根據(jù)第2-4項中任一項所述的方法，其中碳酸氫鈉晶種來自步驟(3)中所得碳酸氫鈉晶體。6、根據(jù)第1-5項中任一項所述的方法，其中在步驟(2)中，以ニ氧化碳濃度為1-100體積％的氣體供入ニ氧化碳。7、根據(jù)第1-6項中任一項所述的方法，其中碳化反應(yīng)器為單個反應(yīng)器或多個串聯(lián)連接的反應(yīng)器，例如2-5個串聯(lián)連接的反應(yīng)器。8、根據(jù)第1-7項中任一項所述的方法，其中步驟(3)中的固液分離采用板框壓濾機如自動立式板框壓濾機、隔膜壓濾機、廂式壓濾機、真空帯式過濾機或離心機進行。9.根據(jù)第1-8項中任一項所述的方法，其中步驟(I)中含有鉻酸鈉的水溶液是由鉻酸鈉和水配制的水溶液，或者是將鉻鐵礦和/或鉻鐵焙燒制鉻酸鈉エ藝中得到的鉻酸鈉堿性液經(jīng)中和去鋁得到的水溶液。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明，提供了一種碳化法制備紅礬鈉的方法，包括如下步驟(I)將含有鉻酸鈉的水溶液加入碳化反應(yīng)器中，該水溶液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為700-1350g じ1 ；(2)向碳化反應(yīng)器中連續(xù)供入ニ氧化碳進行碳化，控制碳化反應(yīng)器中二氧化碳分壓為0. 01-1. 5MPa，反應(yīng)溫度為15-105°c，以及反應(yīng)時間為0. 5-8. Oh ；(3)將步驟⑵得到的經(jīng)碳化的料液固液分離，得到碳化液和碳酸氫鈉晶體，該碳 化液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為700_1350g じ1 ;以及(4)將步驟(3)中所得碳化液進行結(jié)晶、脫水，得到紅礬鈉。對于鉻酸鈉的水溶液，當(dāng)鉻酸鈉濃度處于低范圍時，鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉的轉(zhuǎn)化率隨鉻酸鈉濃度的増加而增加，但當(dāng)鉻酸鈉濃度處于高范圍時，隨鉻酸鈉濃度的增加鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉的轉(zhuǎn)化率增長緩慢，并且過高的鉻酸鈉濃度將使得料液粘度増大不利于固液分離，結(jié)果造成固液分離得到的碳酸氫鈉固體中的紅礬鈉帶損高和料液中總鉻損失增加。此外，鉻酸鈉的水溶液的濃度越高，ニ氧化碳在其中的溶解度會越低，不利于碳化反應(yīng)。因此，在本發(fā)明方法中，步驟(I)中使用的含有鉻酸鈉的水溶液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度通常為700-1350g じ1，優(yōu)選為750-1300g じ1。用于本發(fā)明方法步驟(I)的含有鉻酸鈉的水溶液可以使用任何含有鉻酸鈉的水溶液，它既可以是例如由鉻酸鈉和水配成的水溶液，也可以是將鉻鐵礦和/或鉻鐵焙燒制鉻酸鈉エ藝中得到的鉻酸鈉堿性液經(jīng)中和去鋁得到的水溶液。通常，在鉻鐵礦和/或鉻鐵焙燒制鉻酸鈉的エ藝中，先將鉻鐵礦和/或鉻鐵進行氧化焙燒得到鉻酸鈉熟料，然后用水浸濾該熟料，得到含鉻酸鈉的堿性液，該堿性液經(jīng)中和去鋁，例如用ニ氧化碳、硫酸或重鉻酸鈉母液中和去鋁，即得到含鉻酸鈉的水溶液。含鉻酸鈉的水溶液例如是通過中國專利申請201110153029. X獲得的提純的鉻酸鈉水溶液。在本發(fā)明方法中，作為碳化反應(yīng)器，即可以使用單個反應(yīng)器，也可以使用多個串聯(lián)連接的反應(yīng)器，例如2-5個串聯(lián)連接的反應(yīng)器。在本發(fā)明方法中，步驟(2)中碳化反應(yīng)溫度對碳化反應(yīng)具有較大影響。由于碳酸氫鈉的溶解度隨溫度降低而下降，ニ氧化碳的溶解度隨溫度降低而增加，因此，碳化反應(yīng)溫度越低越有利于碳化反應(yīng)的進行；然而，從反應(yīng)動力學(xué)角度看，反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)進行得越快，反應(yīng)溫度越低，反應(yīng)進行得越慢。因此，在本發(fā)明方法的步驟(2)中，碳化反應(yīng)的反應(yīng)溫度通常為15-105°C，優(yōu)選該反應(yīng)溫度為15-95°C，更優(yōu)選該反應(yīng)溫度為15-45°C。在本發(fā)明方法的步驟(2)中，碳化反應(yīng)器內(nèi)ニ氧化碳?xì)怏w的分壓增加，能夠促進碳化反應(yīng)的進行，但碳化反應(yīng)器內(nèi)ニ氧化碳?xì)怏w的分壓過高，對反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響不大。因此，在本發(fā)明方法的步驟(2)中，碳化反應(yīng)器內(nèi)ニ氧化碳分壓通?？刂茷?.01-1. 5MPa，優(yōu)選ニ氧化碳分壓為0. 1-1. 2MPa，更優(yōu)選ニ氧化碳分壓為0. 6-1. 2MPa。在本發(fā)明方法的步驟(2)中，碳化時間越長，鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉的轉(zhuǎn)化率就越高，但反應(yīng)時間過長，其后期轉(zhuǎn)化率增長緩慢。因此，在本發(fā)明方法的步驟(2)中，碳化反應(yīng)時間通常為0. 5-8. 0h，優(yōu)選反應(yīng)時間為I. 0-4. Oh。
對本發(fā)明方法有利的是，步驟(2)的碳化在碳酸氫鈉晶種存在下進行，以利于碳酸氫鈉從碳化液中結(jié)晶析出，進而有利于鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉。對此，碳酸氫鈉晶種可在步驟(I)中在添加含鉻酸鈉的水溶液之前、同時或之后加入。作為選擇，碳酸氫鈉晶種也可在步驟(2)中向反應(yīng)液中供入ニ氧化碳之前或供入ニ氧化碳的同時加入。無論在什么時候加入，碳酸氫鈉晶種的添加量應(yīng)有利地為步驟(2)中碳化反應(yīng)器中料液量的0. 5-20重量％。還有利的是，碳酸氫鈉晶種的平均粒徑為0. 001-0. 09_。更有利的是，碳酸氫鈉晶種是通過本發(fā)明方法得到的碳酸氫鈉晶體，即步驟(3)中固液分離得到的碳酸氫鈉晶體。在本發(fā)明方法中，對于步驟(2)中鉻酸鈉的碳化，ニ氧化碳的濃度越高越有利于ニ氧化碳?xì)怏w在反應(yīng)液中溶解，從而越有利于碳化反應(yīng)的進行。因此優(yōu)選的是，在本發(fā)明方法的步驟(2)中，以ニ氧化碳濃度為1-100體積％的氣體向碳化反應(yīng)器中供入ニ氧化碳。作為該含ニ氧化碳的氣體，通?？梢蕴峒凹儱搜趸?，ニ氧化碳與氮氣的混合氣，ニ氧化碳與 空氣的混合氣，エ業(yè)ニ氧化碳，エ業(yè)ニ氧化碳與空氣的混合氣體，或エ業(yè)窯爐尾氣，如石灰窯尾氣、水泥窯尾氣等。在將含有鉻酸鈉的水溶液碳化后，其中的鉻酸鈉轉(zhuǎn)化成重鉻酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉由于溶解度相對較小，故從碳化反應(yīng)液中結(jié)晶出來。因此，經(jīng)本發(fā)明方法步驟⑵碳化得到的料液為固-液混合物，經(jīng)固液分離后，得到碳化液和碳酸氫鈉晶體。為了實現(xiàn)該固液分離，可以使用任何常規(guī)用于此目的的設(shè)備，但是優(yōu)選采用板框壓濾機例如自動立式板框壓濾機、隔膜壓濾機、廂式壓濾機、真空帯式過濾機或離心機進行。對于分離得到的碳酸氫鈉晶體，其可以用作本發(fā)明方法步驟(2)中碳化優(yōu)選要求存在的碳酸氫鈉晶種，尤其是將該碳酸氫鈉晶體篩分，收集平均粒徑為0. 001-0. 09mm的那些作為本發(fā)明方法的晶種。對于本發(fā)明方法步驟(3)中分離得到的碳化液，應(yīng)當(dāng)理解，該碳化液含有大量紅礬鈉。該碳化液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度仍舊為700_1350g じ1，優(yōu)選750-1300g T10通過本發(fā)明方法步驟(2)的碳化處理，在所得碳化液中，鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為紅磯鈉的轉(zhuǎn)化率可高達(dá)95-100%。之后，將該碳化液進行結(jié)晶，例如通過蒸發(fā)或冷卻結(jié)晶，析出紅礬鈉晶體，然后脫水，例如通過離心脫除，得到紅礬鈉。通過本發(fā)明方法制備紅礬鈉，不僅使鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉的最終轉(zhuǎn)化率可達(dá)到95-100%，而且生產(chǎn)的紅礬鈉質(zhì)量高，硫酸鹽含量在0. I重量％以下。實施例以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例I①將0. 5m3以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為750g じ1的含有鉻酸鈉的水溶液加入單個的碳化反應(yīng)器中，所述水溶液是將エ業(yè)上鉻鐵礦焙燒制鉻酸鈉エ藝中得到的鉻酸鈉堿性液經(jīng)ニ氧化碳中和去鋁得到的含鉻酸鈉的水溶液；②向碳化反應(yīng)器中連續(xù)通入含80體積％ニ氧化碳和20體積％空氣的混合氣體，控制碳化反應(yīng)器中二氧化碳分壓為I. 2MPa和反應(yīng)溫度為95°C，并在此條件下保持7. 5h ；③將步驟②得到的經(jīng)碳化的料液使用真空帶式過濾機進行固液分離，得到碳化液和碳酸氫鈉晶體，該碳化液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為750g じ1，并且該碳化液中鉻酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橹劂t酸鈉的轉(zhuǎn)化率為95. 26% ;以及
④將步驟③中所得碳化液進行蒸發(fā)結(jié)晶、離心脫水，得到紅礬鈉成品，該成品中硫酸鹽含量為0. 08重量％。實施例2①將0. 5m3以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為1300g じ1的含有鉻酸鈉的水溶液加入3個串聯(lián)的碳化反應(yīng)器中，所述水溶液是將エ業(yè)上鉻鐵礦焙燒制鉻酸鈉エ藝中得到的鉻酸鈉堿性液經(jīng)ニ氧化碳中和去鋁得到的含鉻酸鈉的水溶液；②向碳化反應(yīng)器中連續(xù)通入含85體積％ニ氧化碳和15體積％空氣的混合氣體，控制三個反應(yīng)器中二氧化碳分壓均為I. OMPa和反應(yīng)溫度均為30°C，并在此條件下保持I. Oh,即從進入第一個反應(yīng)器到流出第三個反應(yīng)器的總停留時間為Ih ；③將步驟②得到的經(jīng)碳化的料液采用真空帶式過濾機進行固液分離，得到碳化液和碳酸氫鈉晶體，該碳化液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為1300g じ1，并且該碳化液中鉻酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橹劂t酸鈉的轉(zhuǎn)化率為98. 69% ;以及④將步驟③中所得碳化液進行蒸發(fā)結(jié)晶、離心脫水，得到紅礬鈉成品，該成品中硫酸鹽含量為0. 07重量％。實施例3①將0. 5m3以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為950g じ1的含有鉻酸鈉的水溶液和45kg碳酸氫鈉晶種加入單個的碳化反應(yīng)器中，所述水溶液是將エ業(yè)上鉻鐵礦焙燒制鉻酸鈉エ藝中得到的鉻酸鈉堿性液經(jīng)ニ氧化碳中和去鋁得到的含鉻酸鈉的水溶液；②向碳化反應(yīng)器中連續(xù)通入含10體積％ニ氧化碳和90體積％空氣的混合氣體，控制碳化反應(yīng)器中二氧化碳分壓為0. IMPa和反應(yīng)溫度為15°C，并在此條件下保持8. Oh ；③將步驟②得到的經(jīng)碳化的料液采用隔膜壓濾機進行固液分離，得到碳化液和碳酸氫鈉晶體，該碳化液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為950g じ1，并且該碳化液中鉻酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橹劂t酸鈉的轉(zhuǎn)化率為95. 20% ;以及④將步驟③中所得碳化液進行蒸發(fā)結(jié)晶、離心脫水，得到紅礬鈉成品，該成品中硫酸鹽含量為0. 08重量％。實施例4 ①將0. 5m3以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為965g じ1的含有鉻酸鈉的水溶液加入單個的碳化反應(yīng)器中，所述水溶液是將エ業(yè)上鉻鐵礦焙燒制鉻酸鈉エ藝中得到的鉻酸鈉堿性液經(jīng)ニ氧化碳中和去鋁得到的含鉻酸鈉的水溶液；②向碳化反應(yīng)器中連續(xù)通入含95體積％ニ氧化碳和5體積％空氣的混合氣體，控制碳化反應(yīng)器中二氧化碳分壓為0. OlMPa和反應(yīng)溫度為15°C，并在此條件下保持8. Oh ；③將步驟②得到的經(jīng)碳化的料液采用隔膜壓濾機進行固液分離，得到碳化液和碳酸氫鈉晶體，該碳化液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為965g じ1，并且該碳化液中鉻酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橹劂t酸鈉的轉(zhuǎn)化率為95. 83. % ;以及④將步驟③中所得碳化液進行蒸發(fā)結(jié)晶、離心脫水，得到紅礬鈉成品，該成品中硫酸鹽含量為0. 08重量％。實施例5①將0. 5m3以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為1150g じ1的含有鉻酸鈉的水溶液加入單個的碳化反應(yīng)器中，所述水溶液是將エ業(yè)上鉻鐵礦焙燒制鉻酸鈉エ藝中得到的鉻酸鈉堿性液經(jīng)ニ氧化碳中和去鋁得到的含鉻酸鈉的水溶液；②向碳化反應(yīng)器中連續(xù)通入含99體積％ニ氧化碳和I體積％空氣的混合氣體，控制碳化反應(yīng)器中二氧化碳分壓為I. 4MPa和反應(yīng)溫度為15°C，并在此條件下保持0. 5h ；③將步驟②得到的經(jīng)碳化的料液采用真空帶式過濾機進行固液分離，得到碳化液和碳酸氫鈉晶體，該碳化液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為1150g じ1，并且該碳化液中鉻酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橹劂t酸鈉的轉(zhuǎn)化率為97. 32% ;以及④將步驟③中所得碳化液進行蒸發(fā)結(jié)晶、離心脫水，得到紅礬鈉成品，該成品中硫酸鹽含量為0. 08重量％。
對比例6重復(fù)實施例1，不同之處在于步驟①所用含有鉻酸鈉的水溶液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為450g じ1，而不是750g じ1。結(jié)果，步驟③獲得的碳化液中鉻酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橹劂t酸鈉的轉(zhuǎn)化率僅僅為63. 12%，并且步驟④獲得的紅礬鈉成品含0. 15重量％的硫酸鹽。對比例7重復(fù)實施例2，不同之處在于步驟①所用含有鉻酸鈉的水溶液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為1800g じ1，而不是1300g じ1。結(jié)果，步驟③獲得的碳化液中鉻酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橹劂t酸鈉的轉(zhuǎn)化率僅僅為72. 36%，并且步驟④獲得的紅礬鈉成品含0. 2重量％的硫酸鹽。對比例8重復(fù)實施例3，不同之處在于步驟②的反應(yīng)溫度為150°C，而不是15°C。結(jié)果，步驟③獲得的碳化液中鉻酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橹劂t酸鈉的轉(zhuǎn)化率僅僅為68. 35%，并且步驟④中獲得的紅礬鈉成品含0. 12重量％的硫酸鹽。對比例9重復(fù)實施例1，不同之處在于步驟②的反應(yīng)時間為0.3h，而不是7. 5h。結(jié)果，步驟③獲得的碳化液中鉻酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橹劂t酸鈉的轉(zhuǎn)化率僅僅為45. 91%，并且步驟④中獲得的紅礬鈉成品含0. 2重量％的硫酸鹽。對比例10重復(fù)實施例1，不同之處在于步驟②的ニ氧化碳分壓為0. 005MPa，而不是I. OMPa。結(jié)果，步驟③獲得的碳化液中鉻酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橹劂t酸鈉的轉(zhuǎn)化率僅僅為32. 40%，并且步驟④獲得的紅礬鈉成品含0. 15重量％的硫酸鹽。
權(quán)利要求
1.一種碳化法制備紅礬鈉的方法，包括如下步驟 (1)將含有鉻酸鈉的水溶液加入碳化反應(yīng)器中，該水溶液以Na2Cr2O7*2H20計的鉻化合物濃度為 700-1350g L-1 ； (2)向碳化反應(yīng)器中連續(xù)供入二氧化碳進行碳化，控制碳化反應(yīng)器中二氧化碳分壓為0. 01-1. 5MPa，優(yōu)選為0. 1-1. 2MPa，更優(yōu)選為0. 6-1. 2MPa，反應(yīng)溫度為15_105°C，優(yōu)選為15-95°C，更優(yōu)選為15-45°C，以及反應(yīng)時間為0. 5-8. 0h，優(yōu)選為I. 0-4. Oh ； (3)將步驟(2)得到的經(jīng)碳化的料液固液分離，得到碳化液和碳酸氫鈉晶體，該碳化液以Na2Cr2O7 2H20計的鉻化合物濃度為700_1350g L—1 ;以及 (4)將步驟(3)中所得碳化液進行結(jié)晶、脫水，得到紅礬鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中步驟(2)的碳化在碳酸氫鈉晶種存在下進行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中碳酸氫鈉晶種的添加量為步驟(2)中碳化反應(yīng)器中料液量的0. 5-20重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中所述碳酸氫鈉晶種的平均粒徑為0.001-0. 09mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項所述的方法，其中碳酸氫鈉晶種來自步驟(3)中所得碳酸氫鈉晶體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其中在步驟(2)中，以二氧化碳濃度為1-100體積％的氣體供入二氧化碳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其中碳化反應(yīng)器為單個反應(yīng)器或多個串聯(lián)連接的反應(yīng)器，例如2-5個串聯(lián)連接的反應(yīng)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法，其中步驟(3)中的固液分離采用板框壓濾機如自動立式板框壓濾機、隔膜壓濾機、廂式壓濾機、真空帶式過濾機或離心機進行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法，其中步驟(I)中含有鉻酸鈉的水溶液是由鉻酸鈉和水配制的水溶液，或者是將鉻鐵礦和/或鉻鐵焙燒制鉻酸鈉工藝中得到的鉻酸鈉堿性液經(jīng)中和去鋁得到的水溶液。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種紅礬鈉制備方法，包括(1)將鉻化合物以Na2Cr2O7·2H2O計為700-1350g·L-1的鉻酸鈉中性液加入碳化反應(yīng)器中；(2)向碳化反應(yīng)器中連續(xù)供入二氧化碳，控制二氧化碳分壓為0.01-1.5MPa，反應(yīng)溫度為15-105℃和反應(yīng)時間為0.5-8.0h；(3)將步驟(2)所得經(jīng)碳化的料液分離，得到碳化液和碳酸氫鈉晶體，該碳化液中鉻化合物濃度以Na2Cr2O7·2H2O計為700-1350g·L-1；和(4)將所得碳化液結(jié)晶、脫水得到紅礬鈉。通過本發(fā)明制備紅礬鈉，不僅鉻酸鈉到重鉻酸鈉的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到95-100％，而且紅礬鈉質(zhì)量高，硫酸鹽含量低于0.1重量％。
文檔編號C01G37/14GK102649584SQ20111024096
公開日2012年8月29日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者張國慶, 李先榮, 王方兵, 鄭遠(yuǎn)川, 陳寧 申請人:四川省安縣銀河建化(集團)有限公司