[發明專利]重鉻酸鈉結晶液的連續制備方法

無效

• 申請號: 201010229432.1
• 申請日: 2010-07-14
• 公開（公告）號: CN101914779A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 董亞萍;陳美達;馮海濤;李武;史建斌;王永全
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C25B1/00
• 分類號: C25B1/00;C25B1/02;C25B1/16
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 李艷華

技術領域

本發明涉及無機鹽材料技術領域，尤其涉及重鉻酸鈉結晶液的連續制備方法。

背景技術

鉻鹽是無機鹽主要品種之一，在國民經濟和社會生活中用途極廣，主要用于電鍍、鞣革、印染、醫藥、顏料、催化劑、氧化劑、火柴及金屬緩蝕等方面。目前國內鉻鹽產量逐年遞增，但仍需進口部分鉻鹽來滿足國內市場需求。

國內生產重鉻酸鈉的方法主要為硫酸法，該生產技術存在諸多不足之處，主要表現為：主金屬鉻的利用率低，僅為75％；酸化過程產生含鉻廢水10～20立方米，含鉻芒硝0.7噸，含鉻氫氧化鋁約0.2噸，還有相當數量的鉻蒸汽及粉塵；每噸鉻酸酐產品副產含鉻硫酸氫鈉1.2～1.5噸。這一現狀不僅阻礙了鉻鹽企業自身的發展，也不利于國民經濟整體發展，迫切需要開發新的生產技術，制得優質的鉻鹽產品，滿足市場需求。

從國內外生產技術發展趨勢來看，綠色化學(Environmentally?Benign?Chemistry)是大勢所趨。其核心內涵就是把現有化學和化工生產的技術路線從“先污染、后治理”改變為“從源頭上根除污染”，即從源頭上減少或消除對生態環境有毒有害的原料、催化劑、溶劑和試劑的使用及產物、副產物的產生，力求使化學反應具有“原子經濟性”，實現廢物的“零排放”。

離子膜電解法制備重鉻酸鈉正是在綠色化學的基礎上發展的制備技術，該方法利用由陽離子交換膜、陰、陽電極構成一膜二室電解槽裝置，陽極室內通入鉻酸鈉堿性液，陰極室內通入稀的氫氧化鈉溶液，接入直流電后，陰、陽離子在電場作用下分別向陽極室和陰極室遷移；陽離子通過陽離子膜進入陰極室，在陰極室得到堿液，陽極室得到重鉻酸鈉溶液；同時在陰、陽電極上分別有氫氣和氧氣產出。反應方程式為：

Na₂CrO₄+2H₂O→Na₂Cr₂O₇+2NaOH+H₂↑+1/2O₂↑

在中國專利《離子膜電解法制備二水重鉻酸鈉的方法》(申請號200910001674.2)中公開了一種利用一膜二室電解槽裝置生產重鉻酸鈉的方法，但該電解法在生產過程中是一個間歇的過程，需通過循環電解來完成，因此，工藝具有不易操控性，還可能發生電解過量現象，既影響產品質量，又造成電力資源的浪費。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種實現連續生產、提高生產效率的重鉻酸鈉結晶液的連續制備方法。

為解決上述問題，本發明所述的一種重鉻酸鈉結晶液的連續制備方法，包括以下步驟：

(1)第一步電解：在安裝有過濾器的重鉻酸鈉結晶液的連續制備裝置中以質量濃度為20～40％的堿性鉻酸鈉溶液為陽極原料液，質量濃度為3～25％的氫氧化鈉溶液為陰極原料液，首先將所述陽極原料液和所述陰極原料液按1∶0.7～1∶1.05的重量比在70℃下加熱后置于恒溫罐中，并以3.38～27.07ml/min的流速分別通入陽極室、陰極室；通直流電，控制電流密度在1000～4000A/m²，于70℃下電解，陽極得到中性鉻酸鈉溶液及氧氣，陰極得到氫氧化鈉溶液和氫氣；所述中性鉻酸鈉溶液經過濾后得到作為第二步的陽極原料液通入下一套無過濾器的重鉻酸鈉結晶液的連續制備裝置中；同時，采用氣液分離器分別收集所述氧氣和氫氣；

(2)第二步電解：將所述步驟(1)得到的陽極原料液和作為陰極原料液的質量濃度為3～25％的氫氧化鈉溶液按1∶0.7～1∶1.1的重量比在70℃下加熱后置于恒溫罐中，并以0.84～6.75ml/min的流速分別通入陽極室、陰極室；通直流電，控制電流密度在1000～4000A/m²，于70℃下電解，陽極得到重鉻酸鈉結晶液及氧氣，陰極得到氫氧化鈉溶液和氫氣；同時，采用氣液分離器分別收集所述氧氣和氫氣。

所述堿性鉻酸鈉溶液為焙燒鉻礦的浸取液。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、由于本發明采用離子膜電解法，因此，對電解原料鉻酸鈉含量無特殊要求。在不影響正常運行的前提下，溶解工序可考慮盡量少加水，以提高鉻酸鈉堿液濃度，降低蒸發工序中蒸水量，從而降低了能耗，節約了用水。同時生產過程中無含鉻廢棄物的循環或者排放，并得到經濟價值很高的氫氧化鈉及氫氣、氧氣。

2、產品純度高。采用本發明方法電解后的陽極液僅含重鉻酸鈉，硫酸根、氯根及多價陽離子很低，因此，原料利用率近100％，所得無水重鉻酸鈉產品純度達99.1％。