專利名稱：一種氧化鉻的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化鉻的生產(chǎn)方法，具體說是涉及一種在水熱條件下利用還原 性氣體還原鉻酸鹽或重鉻酸鹽生產(chǎn)氧化鉻，同時副產(chǎn)相應(yīng)苛性堿溶液的方法。
背景技術(shù)：
氧化鉻又稱為三氧化二鉻，主要用于冶金、顏料、磨料、耐火材料、熔噴涂料 和催化劑及其載體。冶金用氧化鉻占比最大，其次是綠色顏料，主要用于涂料、油墨、 陶瓷、搪瓷、彩色水泥等產(chǎn)品。氧化鉻能類似葉綠素反射紅外線，用于配制類似綠色樹 葉簇的偽裝涂料。作為研磨劑，氧化鉻主要用于機(jī)械、儀器、儀表、鐘表及滾珠軸承的 研磨、拋光。氧化鉻還可直接用作耐火材料，或與氧化鎂、氧化鋁等制成復(fù)合耐火材 料。氧化鉻還作為熔噴涂料借助等離子體直接噴涂到金屬、陶瓷表面，賦予噴涂后產(chǎn)品 極高的耐磨性、耐蝕性和耐高溫性。此外、氧化鉻還用于制作復(fù)合氧化物以及作為原料 制取鉻的碳、氮、硼和硅化物等。最新的納米材料——納米氧化鉻更具有優(yōu)異性能和特 殊用途。氧化鉻與重鉻酸鈉、鉻酸酐、堿式硫酸鉻同為鉻化合物的四大產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計， 全球氧化鉻的總生產(chǎn)能力約10萬噸。氧化鉻的現(xiàn)行生產(chǎn)工藝有多種，例如，大規(guī)模生產(chǎn)中多用重鉻酸鈉和硫酸銨熱 分解法、氫氧化鉻法、鉻酸酐熱分解法；規(guī)模較小的方法有重鉻酸鉀硫磺還原法、重鉻 酸銨熱分解法、重鉻酸鈉炭還原法、氯化鉻氧化法等。例如美國專利US 4296076(1981)、US 4235862 (1980)、US 4040860 (1977)、 US 4067747(1978)，日本公開平 10-95620 (1998)、昭 58-1047 (1983)、昭 51-108697、昭 52-8999、日本特許昭60-3010 (1985)、昭56-125218，中國專利CN1267639A所述及的方 法，這些方法盡管各有特點，多以添加不同種類的輔助添加劑，或配方改進(jìn)，得到不同 用途的氧化鉻產(chǎn)品，但都?xì)w類于重鉻酸鈉(鉻酸鈉)和硫酸銨為主原料的熱分解方法，在 得到氧化鉻的同時不可避免地將副產(chǎn)大量的低價值硫酸鈉，而副產(chǎn)物中的鈉元素不能以 堿的形式回收，造成資源浪費，和嚴(yán)重的環(huán)保問題。對于鉻酸鈉硫磺還原法，例如中國專利ZL200610046006.8公開了一種以鉻酸 鈉堿性液和硫磺為原料制造氧化鉻的方法，在得到氧化鉻的同時將副產(chǎn)大量的硫代硫酸 鈉，其缺點與重鉻酸鈉與硫酸銨熱分解法相似。鉻酐(鉻酸酐)制備氧化鉻的方法也有較多的公開報道，例如前蘇聯(lián)專利 SU 1680737(1991)、SU 385985 (1973)、SU 3859866 (1973)、SU 1701635 (1991)、SU 1819247(1993)，俄羅斯專利 2081836 (1997)、2081835(1997)、2113449(1998)，波蘭 專利 128643(1985)、128665(1985)、125684(1984)，日本特許昭 54-15040 (1979)、昭 55-23213(1980)、日本公開昭 56-125218 (1981)、昭 63-45125 (1988)等中所述及的方 法，這些方法是以鉻酐為主要原料，工藝過程要求添加水、氧化鈣、湖泊腐泥煤、含氮 化合物以及甲醇、乙醇等低級醇為輔助劑，控制反應(yīng)條件和歷程，以得到不同特性和用途的氧化鉻。相比于前面介紹的幾種方法，以鉻酸酐為原料制備氧化鉻的方法，工藝過 程較簡單，但成本較高，且鉻酐生產(chǎn)是以重鉻酸鈉為原料，生產(chǎn)過程中鈉元素轉(zhuǎn)變?yōu)閮r 值較低的硫酸氫鈉，鈉元素亦不能以堿的形式回收。所以，以上這些方法雖然都實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)，但它們共同的缺陷是都存在污染 較嚴(yán)重的問題；另一方面，鉻酸鹽和重鉻酸鹽原料通常是堿金屬鹽，例如(重)鉻酸鈉， 上述生產(chǎn)方法中，原料(鉻酸鈉和重鉻酸鈉)中鈉元素均轉(zhuǎn)變成了低價值副產(chǎn)物，不能副 產(chǎn)價值較高的堿?；谏鲜鲅趸t生產(chǎn)中存在的缺陷和問題，出現(xiàn)了很多研究和改進(jìn)的氧化鉻制 備技術(shù)，已經(jīng)有報道的，例如中國專利 ZL01141529.0、ZL01136315.0、ZL02153523.X、ZL02153523.X、專 利申請公開CN100999335A(2006)等，這些方法均以鉻酸鹽和重鉻酸鹽為原料，或酸 化或不酸化，采用糖類、醇類、醛類、胼類、有機(jī)酸類等低分子量的有機(jī)物，或硫酸亞 鐵、硫化鈉、銨鹽類為還原劑，輔以不同的添加劑進(jìn)行酸性還原或水熱還原得到氧化鉻 產(chǎn)品，這些研究方法均沒有涉及和考慮鉻酸鹽和重鉻酸鹽還原過程如何同時副產(chǎn)堿的問 題。另外，中國專利公開CN101200307A(2006)、ZL200610018981.8、 CN101239741A(2007)等公開的制造方法均以鉻酐為原料，以醇類、醛類、酮類、脂肪醇 聚氧乙烯醚、聚乙二醇、淀粉等為助劑在低溫下制得前驅(qū)物，再在高溫下煅燒，得到氧 化鉻產(chǎn)品。這些方法同樣需要采用價格昂貴的鉻酐為原料，導(dǎo)致制造成本較高。除了以上技術(shù)方案外，中國專利ZL200510089010.8、美國專利USP 4052225、 USP3723611、英國專利GB1498300、比利時專利BE768724中還述及以鉻酸鹽和重鉻酸 鹽為原料，在高溫下以氫氣為還原劑制備氧化鉻的方法。這些方法需要控制比較高的還 原反應(yīng)溫度，一般在1000°C左右，而且這些方法的氫氣利用率較低。這些方法仍沒有述 及在生產(chǎn)氧化鉻的同時副產(chǎn)堿的方案。綜上，作為一種用途廣泛的化工原料，氧化鉻的生產(chǎn)方法盡管已經(jīng)有很多研 究，但是，在節(jié)能、減排、清潔生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品附加值、提高資源利用 率、提高生產(chǎn)效率等方面，仍存在廣闊的開發(fā)和探索的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的主要技術(shù)問題在于針對目前氧化鉻生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種生 產(chǎn)氧化鉻的方法，通過對工藝條件的控制，利用常規(guī)的反應(yīng)釜對六價鉻鹽實施水熱條件 下的還原，在得到氧化鉻的同時還副產(chǎn)相應(yīng)的苛性堿產(chǎn)品，是一種高效、節(jié)能、清潔的 氧化鉻生產(chǎn)方法。本發(fā)明提供了一種氧化鉻的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟將鉻酸和/或重鉻酸的堿金屬鹽溶于水，配制反應(yīng)初始液；將所述反應(yīng)初始液加入反應(yīng)釜中，并向反應(yīng)釜內(nèi)通入含氫氣的還原性氣體，控 制反應(yīng)釜內(nèi)的溫度250°C 350°C，操作壓力6MP 22MP進(jìn)行還原反應(yīng)，得到反應(yīng)完成 液；優(yōu)選的，控制反應(yīng)時間30 240min ；對反應(yīng)完成液實施固液分離，得到水合氧化鉻和相應(yīng)的苛性堿溶液。
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本發(fā)明的目的在于克服制備氧化鉻的現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和在研技術(shù)中存在的缺陷， 提出了易于規(guī)模生產(chǎn)和行之有效的技術(shù)解決方案，以氫氣為還原劑在水熱條件下使鉻酸 鹽或重鉻酸鹽被還原得到水合氧化鉻，同時副產(chǎn)苛性堿產(chǎn)品，優(yōu)點是實現(xiàn)了短流程、低 消耗、低成本、節(jié)能型清潔生產(chǎn)和堿金屬資源的循環(huán)利用，并且生產(chǎn)只需采用常規(guī)的耐 溫耐壓的反應(yīng)釜即可。本發(fā)明工藝所依據(jù)的反應(yīng)機(jī)理是2M2Cr04+3H2+xH20 = = = = Cr2O3 · xH20+4M0H+H20M2Cr207+3H2+xH20 = = = = Cr2O3 · xH20+2M0H+2H20式中M為 Na、K、Li 元素；χ = 1.5 2.5?；谝陨蠙C(jī)理，本發(fā)明采用鉻酸鹽和/或重鉻酸鹽晶體產(chǎn)品或液體產(chǎn)品為原 料，在高溫、高壓水熱條件下實現(xiàn)六價鉻的還原，同時得到水合氧化鉻產(chǎn)品和相應(yīng)苛性 堿溶液，例如NaOH、KOH、LiOH等，還原產(chǎn)物經(jīng)固液分離，收集固體為水合氧化鉻， 可進(jìn)一步通過常規(guī)方法制作氧化鉻系列產(chǎn)品；液體相則為苛性堿溶液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮可得 到苛性堿固體或不同濃度的液體產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，所述的反應(yīng)初始液中鉻離子濃度優(yōu)選控制為 0.5mol/l 4.5mol/l。本發(fā)明采用的還原反應(yīng)中控制溫度為250°C 350°C，操作壓力6MP 22MP， 優(yōu)選反應(yīng)溫度為250°C 320°C，操作壓力為8MP 16MP，利用常規(guī)的高溫高壓反應(yīng)釜 即可，當(dāng)高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)溫度和壓力過低時，反應(yīng)速度極慢，而溫度和壓力高 于上述定義時，所需設(shè)備的制造成本較高，安全生產(chǎn)要求高，不易實現(xiàn)工業(yè)控制。本發(fā)明工藝的還原反應(yīng)中，所述含氫氣的還原性氣體可以選自氫氣、水煤氣和 氮氫混合氣中的一種或幾種。該還原反應(yīng)的具體實施中，可以控制還原性氣體中氫氣的 配入量為理論量的80% 130%，更優(yōu)選控制氫氣的配入量基本上為理論量的100% 130%。本發(fā)明的制備氧化鉻工藝過程可以具體說明如下一種氧化鉻的生產(chǎn)方法，采用鉻酸鹽或重鉻酸鹽被氫氣還原的反應(yīng)體系，是將 鉻酸或重鉻酸的鈉鹽、鉀鹽和鋰鹽中的一種或幾種在高溫高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行還原反應(yīng)， 反應(yīng)產(chǎn)物固液分離后，得到水合氧化鉻和相應(yīng)的苛性堿溶液，該方法包括以下步驟(1)將鉻酸鹽或重鉻酸鹽的鈉鹽、鉀鹽和鋰鹽中的一種或幾種溶于水，或者采用 這些鹽的晶體或液體形式，配制反應(yīng)初始液，鉻離子濃度優(yōu)選為0.5mol/l 4.5mol/l ；(2)將步驟(1)配制好的反應(yīng)初始液，加入高溫高壓反應(yīng)釜，并向反應(yīng)釜內(nèi)通入 含氫氣的還原性氣體，控制操作溫度為250°C 350°C，操作壓力為6MP 22MP的高溫 高壓條件下進(jìn)行還原反應(yīng)，得到反應(yīng)完成液；(3)將步驟⑵的反應(yīng)完成液降溫減壓，固液分離，得到水合氧化鉻和相應(yīng)的苛 性堿溶液的混合體系，該水合氧化鉻經(jīng)洗滌，洗去殘留鉻酸鹽和堿，用于制備氧化鉻系 列產(chǎn)品；可以是按照常規(guī)工藝?yán)缤ㄟ^簡單的煅燒等得到氧化鉻產(chǎn)品；(4)將步驟(3)得到的苛性堿溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮可得到苛性堿固體或不同濃度的液 體產(chǎn)品，也可直接用于例如鉻鹽生產(chǎn)的氧化工序或其它需要的工序。反應(yīng)完成液經(jīng)固液分離后，得到的苛性堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀和/或氫氧化鋰溶液，該溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮可得到氫氧化鈉、氫氧化鉀和/或氫氧化鋰的固體或不同濃 度的液體產(chǎn)品。本發(fā)明提出了一種可實現(xiàn)高效、節(jié)能、清潔地生產(chǎn)氧化鉻的方法，具有如下的 優(yōu)點和積極效果本發(fā)明的原料較之鉻酸酐原材料價格較低；本發(fā)明優(yōu)選控制反應(yīng)初始液中鉻離子濃度為0.5mol/l 4.5mol/l，該濃度范圍對 設(shè)備材質(zhì)要求較低，也利于反應(yīng)在要求時間內(nèi)完成；利用含氫氣還原性氣體，例如純氫氣，氫氣參與反應(yīng)，反應(yīng)氣體較為純凈，生 產(chǎn)控制較易實現(xiàn)；還原反應(yīng)的產(chǎn)物除氧化鉻外，還有苛性堿，即，鈉、鉀、鋰的氫氧化物，實現(xiàn) 了對原料的循環(huán)利用；反應(yīng)過程中可以實現(xiàn)熱源的循環(huán)，從而降低了生產(chǎn)的成本和能耗。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。該工藝流程中，洗滌固相水合氧化鉻的排出液可循環(huán)用于反應(yīng)初始液的配制， 而反應(yīng)體系降溫減壓時所排出的蒸汽也可作為反應(yīng)熱源。
具體實施方案以下結(jié)合具體實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實施以及所產(chǎn)生的有益效果，以幫助閱 讀者更好地理解本發(fā)明的方案，但不能理解為對本發(fā)明可實施范圍的任何限定。以下實施例中的“鉻轉(zhuǎn)化率”=[(反應(yīng)初始液中六價鉻的量-反應(yīng)產(chǎn)物中六價 鉻的量)/反應(yīng)初始產(chǎn)物中六價鉻的量]X 100%。實施例1請結(jié)合參見圖1所示，本實施例的方法包括配制濃度1.85mol/l的鉻酸鈉溶 液IOOOml成為反應(yīng)初始液，置于3000ml反應(yīng)釜中，充氫壓3.1MP(約為理論配氫量的 100%)?？刂粕郎仉妷?80v，攪拌速度450rpm，使反應(yīng)體系升溫反應(yīng)。體系最高壓力 16.5MP,在350°C保溫反應(yīng)120min得到反應(yīng)完成液，然后自然降溫至室溫后出料。反應(yīng) 完成液中鉻轉(zhuǎn)化率采用GB/T 1611-2003中所述方法檢測，鉻轉(zhuǎn)化率為81.58% (計算氫氣 的利用率為81.58%)，對產(chǎn)物實施固液分離，固體為水合氧化鉻。該水合氧化鉻煅燒冷 卻后物料采用HG/T2775-1996標(biāo)準(zhǔn)檢測，氧化鉻含量99.87%。固液分離的液相產(chǎn)物主 要是含氫氧化鈉的溶液，采用GB 209-2006標(biāo)準(zhǔn)檢測，氫氧化鈉含量3.03mol/l。實施例2配制濃度2.47mol/l的鉻酸鈉溶液IOOOml成為反應(yīng)初始液，置于3000ml反應(yīng)釜 中，充氫壓4.9MP (約為理論配氫量的119%)?？刂粕郎仉妷?80v，攪拌速度500rpm， 使反應(yīng)體系升溫反應(yīng)。體系最高壓力12.0MP，在300°C保溫反應(yīng)120min得到反應(yīng)完成 液，然后自然降溫至室溫后出料。反應(yīng)完成液中鉻轉(zhuǎn)化率采用GB/T 1611-2003中所述方 法檢測，鉻轉(zhuǎn)化率為75.75% (氫氣的利用率為63.66%)，對產(chǎn)物實施固液分離，固體為 水合氧化鉻。煅燒冷卻后物料，采用HG/T2775-1996標(biāo)準(zhǔn)檢測，氧化鉻含量99.96%。固液分離的液相產(chǎn)物主要是含氫氧化鈉的溶液，采用GB 209-2006標(biāo)準(zhǔn)檢測，氫氧化鈉 含量 3.74mol/l。實施例3配制濃度3.09mol/l的鉻酸鈉溶液IOOOml成為反應(yīng)初始液，置于3000ml反應(yīng)釜 中，充氫壓6.8MP (約為理論配氫量的131%)?？刂粕郎仉妷?80v，攪拌速度400rpm， 使反應(yīng)體系升溫反應(yīng)。體系最高壓力16.5MP，在350°C保溫反應(yīng)60min得到反應(yīng)完成 液，然后自然降溫至室溫出料。反應(yīng)完成液中鉻轉(zhuǎn)化率采用GB/T 1611-2003中所述方法 檢測，鉻轉(zhuǎn)化率為90.36% (氫氣的利用率為68.98% )，對產(chǎn)物實施固液分離，固體為水 合氧化鉻。煅燒冷卻后物料，采用HG/T2775-1996標(biāo)準(zhǔn)檢測，氧化鉻含量99.92%，固 液分離的液相產(chǎn)物主要是含氫氧化鈉的溶液，采用GB 209-2006標(biāo)準(zhǔn)檢測，氫氧化鈉含 量 5.58mol/l。實施例4配制濃度2.47mol/l的鉻酸鈉溶液IOOOml成為反應(yīng)初始液，置于3000ml反應(yīng)釜 中，充氫壓4.1MP (約為理論配氫量的100%)?？刂粕郎仉妷?80v，攪拌速度350rpm， 使反應(yīng)體系升溫反應(yīng)。體系最高壓力16.5MP，在350°C保溫反應(yīng)240min得到反應(yīng)完成 液，然后自然降溫至室溫后出料。反應(yīng)完成液中鉻轉(zhuǎn)化率采用GB/T 1611-2003中所述 方法檢測，鉻轉(zhuǎn)化率為99.96% (氫氣的利用率為99.96%)，對產(chǎn)物實施固液分離，固體 為水合氧化鉻，煅燒冷卻后物料，采用HG/T2775-1996標(biāo)準(zhǔn)檢測，氧化鉻含量99.89%。 固液分離的液相產(chǎn)物主要是含氫氧化鈉的溶液，采用GB 209-2006標(biāo)準(zhǔn)檢測，氫氧化鈉 含量 4.94mol/l。實施例5配制濃度2.16mol/l的鉻酸鈉溶液IOOOml成為反應(yīng)初始液，置于3000ml反應(yīng)釜 中，充氫壓3.9MP(約為理論配氫量的108%)。控制升溫電壓180v，攪拌速度500rpm， 使反應(yīng)體系升溫反應(yīng)體系最高壓力16.5MP。在350°C保溫反應(yīng)ISOmin得到反應(yīng)完成液， 然后自然降溫至室溫出料。反應(yīng)完成液中鉻轉(zhuǎn)化率采用GB/T 1611-2003中所述方法檢 測，鉻轉(zhuǎn)化率為86.20% (氫氣的利用率為79.81%)，對產(chǎn)物實施固液分離，固體為水合 氧化鉻，煅燒冷卻后物料，采用HG/T2775-1996標(biāo)準(zhǔn)檢測，氧化鉻含量99.99%。固液 分離的液相產(chǎn)物主要是含氫氧化鈉的溶液，采用GB 209-2006標(biāo)準(zhǔn)檢測，氫氧化鈉含量 3.72mol/l。實施例6配制濃度2.16mol/l的鉻酸鈉溶液IOOOml成為反應(yīng)初始液，置于3000ml反應(yīng)釜 中，充氫壓4.7MP (約為理論配氫量的130%)?？刂粕郎仉妷?80v，攪拌速度450rpm， 使反應(yīng)體系升溫反應(yīng)。體系最高壓力10.1MP，在250°C保溫反應(yīng)240min得到反應(yīng)完成 液，然后常壓自然降溫至室溫出料。反應(yīng)完成液中鉻轉(zhuǎn)化率采用GB/T 1611-2003中所 述方法檢測，鉻轉(zhuǎn)化率為62.49% (氫氣的利用率為48.07)，對產(chǎn)物實施固液分離，固體 為水合氧化鉻，煅燒冷卻后物料，采用HG/T2775-1996標(biāo)準(zhǔn)檢測，氧化鉻含量99.79%。 固液分離的液相產(chǎn)物主要是含氫氧化鈉的溶液，采用GB 209-2006標(biāo)準(zhǔn)檢測，氫氧化鈉 含量 2.70mol/l。實施例7
配制濃度2.57mol/l的鉻酸鋰溶液IOOOml成為反應(yīng)初始液，置于3000ml反應(yīng)釜 中，充氫壓5.2MP(約為理論配氫量的121%)?？刂粕郎仉妷?80v，攪拌速度500rpm， 使反應(yīng)體系升溫反應(yīng)。體系最高壓力14.2MP，在320°C保溫反應(yīng)120min得到反應(yīng)完成 液，然后自然降溫至室溫后出料。反應(yīng)完成液中鉻轉(zhuǎn)化率采用GB/T 1611-2003中所述方 法檢測，鉻轉(zhuǎn)化率為85.75% (氫氣的利用率為70.87%)，對產(chǎn)物實施固液分離，固體為 水合氧化鉻。煅燒冷卻后物料，采用HG/T2775-1996標(biāo)準(zhǔn)檢測，氧化鉻含量99.93%。 固液分離的液相產(chǎn)物主要是含氫氧化鋰的溶液，采用GB/T11064.2-1989標(biāo)準(zhǔn)檢測，氫氧 化鋰含量4.41mol/l。實施例8配制濃度2.35mol/l的鉻酸鉀溶液IOOOml成為反應(yīng)初始液，置于3000ml反應(yīng)釜 中，充氫壓4.7MP (約為理論配氫量的119%)?？刂粕郎仉妷?80v，攪拌速度500rpm， 使反應(yīng)體系升溫反應(yīng)。體系最高壓力12.5MP，在320°C保溫反應(yīng)120min得到反應(yīng)完成 液，然后自然降溫至室溫后出料。反應(yīng)完成液中鉻轉(zhuǎn)化率采用GB/T 1611-2003中所述方 法檢測，鉻轉(zhuǎn)化率為90.26% (氫氣的利用率為75.85%)，對產(chǎn)物實施固液分離，固體為 水合氧化鉻。煅燒冷卻后物料，采用HG/T2775-1996標(biāo)準(zhǔn)檢測，氧化鉻含量99.92%。 固液分離的液相產(chǎn)物主要是含氫氧化鉀的溶液，采用GB/T1919-2000標(biāo)準(zhǔn)檢測，氫氧化 鉀含量 4.24mol/l。實施例9配制濃度0.5mol/l的重鉻酸鈉溶液IOOOml成為反應(yīng)初始液，置于3000ml反應(yīng)釜 中，充氫壓1.7MP(約為理論配氫量的100%)?？刂粕郎仉妷?80v，攪拌速度450rpm， 使反應(yīng)體系升溫反應(yīng)。體系最高壓力12.5MP，在320°C保溫反應(yīng)240min得到反應(yīng)完成 液，然后常壓自然降溫至室溫出料。反應(yīng)完成液中鉻轉(zhuǎn)化率采用GB/T 1611-2003中所述 方法檢測，鉻轉(zhuǎn)化率為99.50% (氫氣的利用率為98.51%)，對產(chǎn)物實施固液分離，固體 為水合氧化鉻，煅燒冷卻后物料，采用HG/T2775-1996標(biāo)準(zhǔn)檢測，氧化鉻含量99.92%。 固液分離的液相產(chǎn)物主要是含氫氧化鈉的溶液，采用GB 209-2006標(biāo)準(zhǔn)檢測，氫氧化鈉 含量 0.99mol/l。實施例10配制濃度1.5mol/l的重鉻酸鈉溶液IOOOml成為反應(yīng)初始液，置于3000ml反應(yīng)釜 中，充氫壓6.2MP (約為理論配氫量的123%)?？刂粕郎仉妷?80v，攪拌速度450rpm， 使反應(yīng)體系升溫反應(yīng)。體系最高壓力10.5MP，在300°C保溫反應(yīng)30min得到反應(yīng)完成 液，然后自然降溫至室溫出料。反應(yīng)完成液中鉻轉(zhuǎn)化率采用GB/T 1611-2003中所述方法 檢測，鉻轉(zhuǎn)化率為65.62% (氫氣的利用率為53.35%)，對產(chǎn)物實施固液分離，固體為水 合氧化鉻，煅燒冷卻后物料，采用HG/T2775-1996標(biāo)準(zhǔn)檢測，氧化鉻含量99.84%。固 液分離的液相產(chǎn)物主要是含氫氧化鈉的溶液，采用GB 209-2006標(biāo)準(zhǔn)檢測，氫氧化鈉含 量 2.20mol/l。
權(quán)利要求
1.一種氧化鉻的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟將鉻酸和/或重鉻酸的堿金屬鹽溶于水，配制反應(yīng)初始液；將所述反應(yīng)初始液加入反應(yīng)釜中，并向反應(yīng)釜內(nèi)通入含氫氣的還原性氣體，控制反 應(yīng)釜內(nèi)的溫度為250°C 350°C，操作壓力為6MP 22MP條件下進(jìn)行還原反應(yīng)，控制反 應(yīng)時間30 240min，得到反應(yīng)完成液；對反應(yīng)完成液實施固液分離，得到水合氧化鉻和相應(yīng)的苛性堿溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鉻的生產(chǎn)方法，其中，所述的反應(yīng)初始液中鉻離子濃度 為 0.5mol/l 4.5mol/l。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鉻的生產(chǎn)方法，其中，所述的鉻酸或重鉻酸的堿金屬鹽 為鈉鹽、鉀鹽或鋰鹽中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的氧化鉻的生產(chǎn)方法，其中，所述鉻酸或重鉻酸的堿金屬 鹽溶液為相應(yīng)的晶體或液體配制成的溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鉻的生產(chǎn)方法，其中，所述含氫氣的還原性氣體選自氫 氣、水煤氣和氮氫混合氣中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或5所述的氧化鉻的生產(chǎn)方法，其中，還原反應(yīng)中，控制氫 氣的配入量為理論量的100% 130%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氧化鉻的生產(chǎn)方法，其中，還原反應(yīng)中，控制氫氣的配入量 為理論量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鉻的生產(chǎn)方法，其中，所述的反應(yīng)釜內(nèi)的操作溫度為 250°C 320°C，操作壓力為8MP 16MP。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的氧化鉻的生產(chǎn)方法，該方法還包括，對反應(yīng)完成液 實施固液分離后，對水合氧化鉻進(jìn)行進(jìn)行煅燒生產(chǎn)氧化鉻產(chǎn)品，對苛性堿溶液進(jìn)行濃縮 處理得到苛性堿產(chǎn)物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鉻的生產(chǎn)方法，其中，還原反應(yīng)后的反應(yīng)完成液先降 溫減壓后再實施固液分離。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氧化鉻的生產(chǎn)方法，該方法包括采用鉻酸或重鉻酸的堿金屬鹽為原料，在高溫高壓反應(yīng)釜中通入含氫氣的還原性氣體進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)完成液經(jīng)降溫降壓，固液分離，獲得水合氧化鉻和相應(yīng)的苛性堿溶液。本發(fā)明提供的工藝方法在生產(chǎn)水合氧化鉻的同時得到相應(yīng)的苛性堿產(chǎn)品，且水合氧化鉻可進(jìn)一步通過改性生產(chǎn)氧化鉻系列產(chǎn)品。本發(fā)明的方法采用高溫高壓反應(yīng)釜作為反應(yīng)器，可提高反應(yīng)效率，同時利用體系反應(yīng)熱實現(xiàn)自熱反應(yīng)，達(dá)到節(jié)能和降低碳排量的目的。本發(fā)明工藝在生產(chǎn)氧化鉻和苛性堿產(chǎn)品的過程中沒有廢水、廢渣、廢氣產(chǎn)生，從而實現(xiàn)高效、節(jié)能和清潔地生產(chǎn)氧化鉻。
文檔編號C01G37/02GK102010005SQ201010530220
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者宋衛(wèi)國, 尹新建, 張忠, 楊永飚, 梅海軍, 王勁松, 王愛山 申請人:天津派森科技有限責(zé)任公司