專利名稱：一種制造三氧化二鉻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造三氧化二鉻的方法，屬金屬氧化物制造技術(shù)領(lǐng)域。
三氧化二鉻又稱鉻綠，為綠色粉末。由于穩(wěn)定性好，而成為優(yōu)良的綠色顏料，廣泛用于油漆工業(yè)；也是鉻鐵及各種鎳鉻不銹鋼、耐火材料的主要原料。又因其硬度大，而被用作研磨材料，亦用于陶瓷、搪瓷、玻璃、造紙、彩繪等的著色劑。三氧化二鉻的傳統(tǒng)制造可分為濕法及干法。濕法是將鉻酸鈉與硫黃或硫化鈉在水溶液中還原，將六價(jià)鉻還原成含水三氧化二鉻(Cr2O3·nH2O)及硫代硫酸鹽，再經(jīng)過濾、洗滌、煅燒成三氧化二鉻。特點(diǎn)是原料易得，但技術(shù)條件復(fù)雜，工序多，設(shè)備龐大，投資大。干法是重鉻酸鉀與硫黃高溫焙燒，或用鉻酐為原料直接高溫煅燒分解成三氧化二鉻；或用重鉻酸鈉制成重鉻酸銨再低溫分解成三氧化二鉻。干法的工藝流程雖然較短，操作較簡單，但所用原料皆為鉻酸鈉的深加工產(chǎn)品，所以成本高。
本發(fā)明的目的是，提供一種工藝簡單，用重鉻酸鈉或鉻酸鈉、無機(jī)酸、含氮化合物等成本較低的原料制造三氧化二鉻的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來達(dá)到的。這種方法的特殊之處是，它包括混合1，熱分解2，水浸3，過濾4，洗滌5，高溫煅燒6，冷卻粉碎7諸工序。在混合1中所用原料及原料的量是，1份重鉻酸鈉，0.15-0.4份無機(jī)酸，0.15-0.5份含氮化合物。在分解2中，反應(yīng)溫度為170℃-300℃。在高溫煅燒6中，煅燒溫度為950℃-1200℃。
在混合1中，所用的無機(jī)酸為硫酸，所用的含氮化合物為硫酸銨、氫氧化氨、尿素中的一種或它們的混合物。這里的混合物是指硫酸銨、氫氧化氨、尿素中的任兩種或它們?nèi)N的混合物。
在混合1中，所用的無機(jī)酸為鹽酸，所用的含氮化合物為氯化銨、氫氧化氨、尿素中的一種或它們的混合物。同樣，這里的混合物是指氯化銨、氫氧化氨、尿素中的任兩種或它們?nèi)N的混合物。
在洗滌5中增加適量硫酸或鹽酸。這樣有利于洗去含固體物質(zhì)溶液中的鈉鹽及其它可溶性物質(zhì)。
在過濾4、洗滌5之后設(shè)一回收工序8，這樣既能節(jié)水、節(jié)酸，又能減少污染。
本發(fā)明的第二種技術(shù)解決方案是，它與第一種技術(shù)解決方案基本相同，區(qū)別有兩點(diǎn)①將混合工序中的重鉻酸鈉原料換成了鉻酸鈉原料，其它原料和工序不變。②原料之間的份數(shù)發(fā)生了變化，這時(shí)1份鉻酸鈉與0.25-0.5份無機(jī)酸、0.25-0.5份含氮化合物混合。
在混合1中，所用的無機(jī)酸為硫酸，所用含氮化合物為硫酸銨、氫氧化銨、尿素中的一種或它們的混合物。含氮化合物的混合物是指硫酸銨、氫氧化銨、尿素中的任兩種或它們?nèi)N的混合物。
在混合1中，所用的無機(jī)酸為鹽酸，所用含氮化合物為氯化銨、氫氧化銨、尿素中的一種或它們的混合物。含氮化合物的混合物是指氯化銨、氫氧化銨、尿素中的任兩種或它們?nèi)N的混合物。
在洗滌5中又增加了適量的硫酸或鹽酸。這樣有利于洗去含固體物質(zhì)溶液中的鈉鹽及其它可溶性物質(zhì)。
在過濾4、洗滌5之后，設(shè)一回收工序8，這樣既能節(jié)水、節(jié)酸，又能減少污染。
各道工序的操作過程是在混合1中，是將重鉻酸鈉或鉻酸鈉先與含氮化合物混合，在攪拌狀態(tài)下，緩慢加入無機(jī)酸，充分?jǐn)嚢杈癁闈{狀物。
在熱分解2中，首先將混合的漿狀物間歇或連續(xù)投入反應(yīng)器中，再蒸發(fā)掉水份，并逐漸使反應(yīng)器內(nèi)物料的溫度升高，直致達(dá)到其分解溫度范圍(170℃-300℃)。一旦物料中的某一點(diǎn)達(dá)到觸發(fā)分解溫度，則物料迅速分解膨脹，體積呈發(fā)泡式迅速增大，此時(shí)，靠自身放出的熱量鏈鎖式自發(fā)繼續(xù)分解，直致全部完成。在熱分解中，各反應(yīng)物混合后發(fā)生反應(yīng)，并生成鈉鹽和鉻的化合物，其反應(yīng)機(jī)理如下(均以重鉻酸鈉為例進(jìn)行說明)1、重鉻酸鈉與硫酸、氫氧化銨混合后發(fā)生反應(yīng)的機(jī)理2、重鉻酸鈉與硫酸、硫酸銨混合后的反應(yīng)機(jī)理3、重鉻酸鈉與鹽酸、氯化銨混合后的反應(yīng)機(jī)理4、重鉻酸鈉與硫酸、尿素混合后的反應(yīng)機(jī)理在水浸3中，趁熱，將生成的物質(zhì)量放入水中水浸，洗去混合物中的可溶性鹽。也可以先進(jìn)行研磨，然后放入水中浸，達(dá)到更多的鹽溶于水中。
在過濾4中，將溶液與固體物質(zhì)分離。
在洗滌5中，將固體物質(zhì)用清水洗滌，進(jìn)一步除去混雜在其內(nèi)的可溶性鹽。
在高溫煅燒6中，先將物料烘干，再將溫度升高到950-1200℃的溫度，然后煅燒0.5-1小時(shí)，除去燒失物質(zhì)，從而得到三氧化二鉻。
需說明的是，在混合1中所用的無機(jī)酸，也可以是硝酸，含氮化合物也可以是硝酸銨。但因硝酸較硫酸、鹽酸成本高；硝酸銨比硫酸銨、氯化銨成本高，所以一般不用這兩種物質(zhì)，而用硫酸、鹽酸及對應(yīng)的鹽類替代。
由于本發(fā)明所用原料為重鉻酸鈉(或鉻酸鈉)，無機(jī)酸和含氮化合物，這些原料來源廣，成本低，而且在低溫下分解，反應(yīng)條件容易達(dá)到，且控制方便。與目前干法生產(chǎn)三氧化二鉻的方法相比，省略了用重鉻酸鈉制造鉻酐或重鉻酸鉀或重鉻酸銨等工藝的加工過程，而直接用重鉻酸鈉或鉻酸鈉及其它成本低的原料制造三氧化二鉻。因此，具有工序少，生產(chǎn)設(shè)備大大簡化，條件易控制，成本低等優(yōu)點(diǎn)，僅原料費(fèi)每噸成品節(jié)省近萬元。與鉻酸鈉與硫黃濕洗蒸煮工藝相比，僅工序就減少了12個(gè)，按每年生產(chǎn)1000噸規(guī)模來計(jì)算，僅設(shè)備投資減少約50萬元，正常生產(chǎn)中的材料消耗及用電量也大大降低。
附圖及圖面說明

圖1-本發(fā)明的一種工藝流程2-本發(fā)明的第二種工藝流程圖下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的實(shí)施例，用來進(jìn)一步說明技術(shù)解決方案。
實(shí)施例1，參考圖1。在混合1中，取10份重鉻酸鈉，2份硫酸銨，倒入容器中，讓其充分混合，然后緩緩加入3份硫酸，充分?jǐn)嚢铻闈{狀物；再將漿狀物倒入反應(yīng)器中，進(jìn)入熱分解2。在該工序中，先加熱反應(yīng)器，反應(yīng)器中物料的水份先蒸發(fā)掉，待溫度達(dá)到170℃時(shí)，反應(yīng)物中的某一點(diǎn)觸發(fā)分解，物料迅速分解膨脹，體積象發(fā)泡式迅速增大，并靠自身放出的熱量鏈鎖式自發(fā)繼續(xù)分解，直至全部完成，生成含鉻的黑色沉淀物。將生成的物料趁熱放入盛水的容器中進(jìn)行水浸，從而進(jìn)入水浸工序3，在這里，鈉鹽等可溶性物質(zhì)溶于水，其它不溶性物質(zhì)沉淀。在過濾4中，用壓慮設(shè)備使溶液與固體物質(zhì)分離，然后進(jìn)入洗滌5，在這里進(jìn)一步除去固體物質(zhì)所粘附的可溶性物質(zhì)。在高溫煅燒6中，將固體物質(zhì)放入高溫煅燒爐中，先進(jìn)行烘干，再將溫度至少加熱到950℃，并煅燒1小時(shí)，即可得到三氧化二鉻。然后將三氧化二鉻進(jìn)行冷卻、粉碎，進(jìn)入了冷卻粉碎7。冷卻粉碎后的三氧化二鉻進(jìn)行包裝即可。所得到的三氧化二鉻含量為95％，六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻的轉(zhuǎn)化率為98.7％。
實(shí)施例2，參考圖2。本實(shí)施例的制造方法與實(shí)施例1基本相同。不同處有以下幾點(diǎn)1、過濾4和洗滌5之后增加了回收8，也就是對經(jīng)過濾后的濾液和洗滌后的濾液都進(jìn)行回收，回收后再將濾液引到水浸工序3中加以利用；2、在洗滌工序5中加入適量的硫酸，以便使固體物質(zhì)中的可溶性成份能充分溶解在洗滌液中；3、在混合1中的原料為重鉻酸鈉10份，硫酸1.5份，氫氧化銨1.5份；4、熱分解2時(shí)的溫度為200℃，高溫煅燒6時(shí)的溫度為1000℃。其它部分的加工過程與實(shí)施例1相同。與實(shí)施例1相比，硫酸和氫氧化銨的用量較少，成本較低，熱分解溫度和煅燒溫度更加適宜，反應(yīng)速度加快。在過濾4和洗滌5之后增加了回收8，既節(jié)約了用水，又回收利用了在濾液中的有用組分，降低了成本，減少了環(huán)境污染。在洗滌5中，增加硫酸后，使固體物質(zhì)中包含的可溶性物質(zhì)全部溶解在洗滌液中，提高了三氧化二鉻的質(zhì)量和收率。
實(shí)施例3，參考圖2。本實(shí)施例的制造方法與實(shí)施例2基本相同，不同點(diǎn)是1、在混合1中，所用的原料為重鉻酸鈉10份，硫酸4份，尿素3份；2、在熱分解2中，加熱溫度為195℃；3、在高溫煅燒6中，加熱溫度為1050℃。其它部分的加工過程與實(shí)施例2相同。與實(shí)施例2相比，硫酸和尿素用量較多，重鉻酸鈉與另兩種物質(zhì)反應(yīng)更加充分，反應(yīng)速度加快。產(chǎn)品質(zhì)量與實(shí)施例2相仿。
實(shí)施例4，參考圖2。本實(shí)施例的制造方法與實(shí)施例2基本相同，不同點(diǎn)是1、在混合1中，所用的原料為重鉻酸鈉10份，鹽酸2份，氯化銨4份；2、在熱分解2中，加熱溫度為205℃；3、在高溫煅燒6中，加熱溫度為1100℃；4、在洗滌5中，注入的酸為鹽酸。其它部分的加工過程與實(shí)施例2相同。由于用鹽酸代替了硫酸，用氯化銨代替了硫酸銨，成本有所降低。產(chǎn)品質(zhì)量與實(shí)施例2相仿。
實(shí)施例5，參考圖2。本實(shí)施例的制造方法與實(shí)施例2基本相同，不同點(diǎn)是1、在混合1中，所用的原料為重鉻酸鈉10份，硫酸3份，氫氧化銨2份，尿素1份；2、在熱分解2中，加熱溫度為250℃；3、在高溫煅燒6中，加熱溫度為1200℃。其它部分的加工過程與實(shí)施例2相同。產(chǎn)品質(zhì)量也類似。由于在加熱分解、高溫煅燒中的溫度普遍較高，因此，反應(yīng)速度較快。
實(shí)施例6，參考圖2。同樣，本實(shí)施例的制造方法與實(shí)施例2基本相同。不同點(diǎn)是1、在混合1中，所用原料為鉻酸鈉10份，硫酸3份，硫酸銨2.5份；2、在加熱分解2中，加熱溫度為270℃；3、高溫煅燒6中，加熱溫度為1150℃。其它部分的加工過程與實(shí)施例2相同。由于用鉻酸鈉代替了重鉻酸鈉，而鉻酸鈉的成本比重鉻酸鈉低，所以生產(chǎn)成本大大降低。用鉻酸鈉代替重鉻酸鈉，所用酸量相對增加，以便使鉻酸鈉處于酸性環(huán)境中。
實(shí)施例7，參考圖2。本實(shí)施例的制造方法與實(shí)施例6基本相同。不同點(diǎn)是1、在混合1中，所用原料為鉻酸鈉10份，硫酸5份，氫氧化銨3份，尿素0.5份 2、在加熱分解2中，加熱溫度為280℃；3、在高溫煅燒6中，加熱溫度為1100℃，用氫氧化銨和尿素代替了硫酸銨。生產(chǎn)成本降低，產(chǎn)品質(zhì)量提高。
實(shí)施例8，參考圖2。同樣，本實(shí)施例的制造方法也與實(shí)施例6基本相同。不同點(diǎn)是1、在混合1中，所用原料為鉻酸鈉10份，鹽酸2.5份，氯化銨為3份 2、在加熱分解2中，加熱溫度為300℃；3、在高溫煅燒6中，加熱溫度為1000℃；4、在洗滌5中，加入的酸為鹽酸。其它部分的加工過程與實(shí)施例6相同。與實(shí)施例6相比，成本略低。
實(shí)施例9，參考圖2。本實(shí)施例的制造方法與實(shí)施例6基本相同。不同點(diǎn)是1、在混合1中，所用原料為鉻酸鈉10份，鹽酸4份，氫氧化銨3份，尿素1份；2、在加熱分解2中，加熱溫度為290℃；3、在高溫煅燒6中，煅燒溫度為1100℃；4、在洗滌5中所加酸為鹽酸。其它部分的加工過程與實(shí)施例6相同。產(chǎn)品質(zhì)量較高。
同理，根據(jù)權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍和所給定的技術(shù)解決方案，還可以給出，含氮化合物為氫氧化銨、尿素、硫酸銨混和物為一體的實(shí)施例；或含氮化合物為氫氧化銨、尿素、氯化銨混合為一體的實(shí)施例。這都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種制造三氧化二鉻的方法，其特征是，它包括混合(1)，熱分解(2)，水浸(3)，過濾(4)，洗滌(5)，高溫煅燒(6)，冷卻粉碎(7)諸工序，在混合(1)中，所用原料及原料的量是1份重鉻酸鈉，0.15-0.4份無機(jī)酸，0.15-0.5份含氮化合物，在熱分解(2)中，反應(yīng)溫度為170℃-300℃，在高溫煅燒(6)中，煅燒溫度為950℃-1200℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造三氧化二鉻的方法，其特征是，所述的無機(jī)酸為硫酸，所述的含氮化合物為硫酸銨、氫氧化銨、尿素中的一種或它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造三氧化二鉻的方法，其特征是，所述的無機(jī)酸為鹽酸，所述含氮化合物為氯化銨、氫氧化銨、尿素中的一種或它們的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造三氧化二鉻的方法，其特征是，在洗滌(5)中增加了硫酸或鹽酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種制造三氧化二鉻的方法，其特征是，在過濾(4)、洗滌(5)之后設(shè)一回收工序(8)。
6.一種制造三氧化二鉻的方法，其特征是，它包括混合(1)，熱分解(2)，水浸(3)，過濾(4)，洗滌(5)，高溫煅燒(6)，冷卻粉碎(7)諸工序，在混合(1)中，所用原料及原料的量是，1份鉻酸鈉，0.25-0.5份無機(jī)酸，0.25-0.5份含氮化合物，在熱分解(2)中，反應(yīng)溫度為170℃-300℃，在高溫煅燒(6)中，煅燒溫度為950℃-1200℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制造三氧化二鉻的方法，其特征是，所述的無機(jī)酸為硫酸，所述的含氮化合物為硫酸銨，氫氧化銨、尿素中的一種或它們的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制造三氧化二鉻的方法，其特征是，所述的無機(jī)酸為鹽酸，所述的含氮化合物為氯化銨，氫氧化氨、尿素中的一種或它們的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制造三氧化二鉻的方法，其特征是，在洗滌(5)中，增加了硫酸或鹽酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種制造三氧化二鉻的方法，其特征是，在過濾(4)、洗滌(5)之后設(shè)一回收工序(8)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造三氧化二鉻的方法,屬無機(jī)鹽制造技術(shù)領(lǐng)域,它以重鉻酸鈉或鉻酸鈉,無機(jī)酸、含氮化合物為原料經(jīng)混合1,熱分解2,水浸3,過濾4,洗滌5,高溫煅燒6,冷卻粉碎7諸工序而制得。熱分解溫度為170℃－300℃,高溫煅燒溫度為950℃－1200℃。與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有工藝簡單,所用原料易得,成本低,投資少,生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01G37/02GK1267639SQ9811032
公開日2000年9月27日 申請日期1998年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月29日
發(fā)明者張志禮, 馬貴宦, 韓惠田, 孫忠壽 申請人:龍口市明光化工廠