[發明專利]重鉻酸銨的制備方法

無效

• 申請號: 201080061805.7
• 申請日: 2010-12-08
• 公開（公告）號: CN102712498A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 霍爾格·弗里德里克;賴納·奧特曼;馬蒂亞斯·斯騰格;馬蒂亞斯·博爾;丹尼爾·范羅伊恩;那文·卡利迪恩
• 申請（專利權）人: 朗盛德國有限責任公司
• 主分類號: C01G37/00
• 分類號: C01G37/00;C01G37/02;C01G37/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

本發明涉及一種用于從堿金屬鉻酸銨復鹽開始制備重鉻酸銨的方法。

氧化鉻(III)是一種具有廣泛應用的多用的產品。例如，它可以用作一種用于著色不同的應用介質(例如，建筑材料、塑料、涂料以及涂層、玻璃或陶瓷)的顏料。對于在此領域的用途，要求最小的水溶雜質含量。

此外，氧化鉻(III)還被用于研磨劑以及耐高溫的材料中。對于氧化鉻(III)在耐高溫材料中的應用，所希望的是最小量的堿金屬含量，以便盡可能抑制Cr(III)氧化成堿金屬鉻酸鹽，這在高溫下在堿金屬離子的存在下是有利的。

氧化鉻(III)的另一個重要的工業使用領域是用作生產鉻金屬和/或含鉻高性能合金的起始材料。在此總體上有可能僅僅使用具有低硫含量以及低碳含量特征的氧化鉻(III)。術語“低硫氧化鉻(III)”因此時常用作“用于冶金目的的氧化鉻(III)”的同義詞。

根據現有技術，氧化鉻(III)可以通過不同的方法制備。它通常從六價的鉻化合物在高溫下制備，并且可以達到不同的純度。所使用的六價鉻的起始化合物是鉻酸、鉻酸銨或堿金屬鉻酸鹽。該反應可以在加入或不加入一種還原劑的情況下進行。所使用的還原劑是有機或無機的還原劑，例如鋸屑、糖漿、纖維素廢液、乙炔、甲烷、硫以及其化合物、磷、碳、氫以及類似物。此種方法描述在許多產權文件(Schutzrechten)中。通過舉例，僅提及US1,893,761和DE-A-2030510。US?1,893,761披露了通過用有機物質還原堿金屬鉻酸鹽制備氧化鉻(III)。在使用碳或有機化合物作為還原劑的情況下，可以如下地進行該方法：使得碳酸鈉最終作為一種副產物而獲得，如已經在US1,893,761中提及的。當重鉻酸鈉是從鉻礦通過氧化堿性分解過程制備時，這可以任選地再循環到用于生產重鉻酸鈉的方法中。然而，以此方式獲得的氧化鉻(III)包含高的碳含量，這使之不適合于冶金用途。DE-A-2030510描述了一種用于通過用氫在較高的溫度下還原堿金屬鉻酸鹽來連續地制備非常純的、低硫的氧化鉻(III)的方法，以及適合于此的一種裝置。反應溫度是在1000℃-1800℃之間，有利地在1100℃-1400℃之間，并且所獲得的產物在一種堿性化的分散體的幫助下從廢氣中分離出。然而，所有這些用還原劑工作的方法的一個缺點是，使用還原劑不可避免地導致了一種必須進行分離純化的副產物。

相比之下，純的重鉻酸銨的熱分解本身并不導致產生任何顯著的不可避免的副產物，因為它理想地從約200℃的溫度根據以下反應方程(1)進行：

(NH₄)₂Cr₂O₇→Cr₂O₃+N₂+4H₂O????(1)

然而，現今用于制備重鉻酸銨的實際的工業方法是從堿金屬重鉻酸鹽(通常重鉻酸鈉)開始進行的。在這種情況下，將該重鉻酸鈉與氯化銨或硫酸銨反應以給出重鉻酸銨以及氯化鈉，或給出重鉻酸銨以及硫酸鈉。在工業上，用于冶金目的的氧化鉻(III)通常通過在一個加熱爐中將一種重鉻酸銨和氯化鈉的混合物進行煅燒而生產，該混合物通過幾乎在化學計量上等量的重鉻酸鈉與氯化銨的原位反應獲得。煅燒溫度應該是高于700℃，以便確保反應混合物具有高的氧化鉻(III)含量；然而在過高的溫度下，存在著在加熱爐中形成爐渣的增大的風險，并且因此該溫度總體上保持在低于850℃。

時常優選的是使用硫酸銨代替氯化銨，因為氯化銨由于其低升華溫度，在煅燒的過程中以NH₃和HCl的形式升華出來，并且因此可能進入廢氣中。為此原因，使用氯化銨不再具有任何經濟上的重要性。然而，使用硫酸銨的缺點是硫以此方式夾帶到生產過程中，盡管所希望的是具有最小硫含量的氧化鉻(III)。