[發明專利]碳素鉻鐵液相法制取鉻酸酐和重鉻酸鹽工藝

有效

• 申請號: 201410378365.8
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN105314679B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 唐翔
• 申請（專利權）人: 唐翔
• 主分類號: C01G37/033
• 分類號: C01G37/033;C01G37/14;C01G37/08;C01G37/02;C01G37/04;C01B3/08;C01B33/021;C01B32/05;C07C333/16;C07C55/07;C07C51/41;C01C3/12;C01G49/02
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1.一種碳素鉻鐵液相法制取鉻酸酐和重鉻酸鹽工藝，其特征在于：將碳素鉻鐵磨成細粉，放入反應釜中，加酸溶解鉻鐵，加入特種物質加溫反應，制成產品，鉻化物：鉻酸酐、重鉻酸鹽、硫酸鉻、氯化鉻、氧化鉻、氫氧化鉻、鉻銨礬，鐵系顏料：草酸亞鐵、氫氧化鐵、鐵藍、鐵銨礬、福美鐵，硅、碳，氫氣。

(1).所述鉻鐵為高碳鉻鐵、中碳鉻鐵、低碳鉻鐵、鉻鐵礦或三價鉻化合物及混合物，磨成50目以上細粉，放入反應釜中，加入足量的鹽酸或硫酸，酸的用量為理論用量的110％-120％，固液比為：1∶4-10，溫度在15℃-120℃充分攪拌，反應時間為：0.5-3小時，反應溶解，使碳素鉻鐵完全溶解生成離了Cr³⁺、Fe²⁺溶液，收集氫氣，制得產品氫氣。

(2).步驟(1)溶液中加入水，含Cr³⁺、Fe²⁺溶液中沉淀物為Si，懸浮物為C，將溶液分別過濾，得濾液和濾渣，濾渣經洗滌，分離，干燥，制得產品Si和C，產品Si再制取多晶硅和單晶硅，濾液為含Cr³⁺、Fe²⁺溶液。

(3).步驟(2)部分Cr³⁺、Fe²⁺溶液中加入堿、氧化劑，制取產品鉻酸酐；

①.溶液Cr³⁺、Fe²⁺中加入堿，堿為KOH、NaOH、LiOH、NH₃·H₂O中的一種，充分攪拌，調節pH值8.5-13，使Cr³⁺、Fe²⁺完全生成Fe(OH)₂和Cr(OH)₃，過濾、反復洗滌去除雜質，制得高純Fe(OH)₂和Cr(OH)₃；

②.Fe(OH)₂和Cr(OH)₃中加入氧化劑：H₂O₂、O₂、臭氧中的一種或者兩種以上，氧化劑用量為理論用量的100％-160％，使Cr(OH)₃完全氧化為鉻酸酐溶液，Fe(OH)₂氧化成Fe(OH)₃，過濾、洗滌，濾液為鉻酸酐溶液，濾餅為含Cr⁶⁺的Fe(OH)₃；

A.鉻酸酐溶液蒸發、結晶、干燥，制得產品鉻酸酐；

B.鉻酸酐溶液放入電解槽進行電解，再蒸發、結晶、干燥，制得產品鉻酸酐；

C.含六價鉻Fe(OH)₃中加入酸，調節pH值2-4.5，再加入還原劑FeSO₄、Na₂SO₃、NaHSO₃、Na₂S₂O₅、Na₂S中的一種攪拌，使Cr⁶⁺還原為Cr³⁺，加入堿生成Fe(OH)₃和Cr(OH)₃沉淀，分離、過濾、洗滌、干燥制得產品Fe(OH)₃和Cr(OH)₃；

③.Fe(OH)₂和Cr(OH)₃經高溫400℃-800℃高溫煅燒，制得產品鉻鐵黑或鉻鐵紅。

(4).步驟(2)部分濾液中加入特種物質：堿、氧化劑、福美鈉、黃血鹽、赤血鹽、草酸中一種或兩種以上，分別使Fe²⁺完全沉淀為FeC₂O₄、福美鐵、鐵藍，過濾、洗滌、干燥，制得產品FeC₂O₄、福美鐵、鐵藍，濾液為Cr³⁺溶液；

①.溶液Cr³⁺、Fe²⁺中加入堿、氧化劑、黃血鹽、赤血鹽，充分攪拌，調節pH值小于4，使Fe²⁺完全生成鐵藍，反應用量為理論用量的100％-120％，過濾、洗滌、干燥，制得產品鐵藍，濾液為Cr³⁺溶液；

②.溶液Cr³⁺、Fe²⁺中加入堿，調節pH值2-3.5，再加入草酸，用量為理論用量的100％-115％，充分攪拌使Fe²⁺完全生成FeC₂O₄，過濾、洗滌、干燥，制得產品FeC₂O₄，濾液為Cr³⁺溶液；

③.溶液Cr³⁺、Fe²⁺中加入堿、福美鈉，調節pH值2-3，使Fe²⁺離子完全生成福美鐵，過濾、洗滌、干燥，制得產品福美鐵，濾液為Cr³⁺溶液；

④.將堿、氧化劑、福美鈉、黃血鹽、赤血鹽、草酸，分次加入攪拌，沉淀、過濾、洗滌、干燥，制得產品FeC₂O₄、福美鐵、鐵藍，濾液為Cr³⁺溶液。

(5).步驟(2)部分Cr³⁺、Fe²⁺溶液中加入過量的堿，使Cr³⁺變為CrO₂^-溶液，Fe²⁺完全沉淀為Fe(OH)₂，過濾、洗滌，濾餅為Fe(OH)₂，濾液為CrO₂^-溶液；

①.Fe(OH)₂中加入特種反應物質：過碳酸鹽、過硫酸鹽、雙氧水、氧氣、空氣、過氧化鹽、高錳酸鹽、次氯酸鹽，使Fe(OH)₂完全氧化為Fe(OH)₃，過濾、洗滌、干燥，制得產品Fe(OH)₃；

②.CrO₂^-溶液中加入酸，完全沉淀為Cr(OH)₃，過濾、洗滌、干燥，制得產品Cr(OH)₃；

③.Cr(OH)₃高溫煅燒，制得產品Cr₂O₃；

④.CrO₂^-溶液中加入酸，使CrO₂^-溶液完全變為Cr³⁺溶液。

(6).步驟(2)部分Cr³⁺、Fe²⁺溶液中加入硫酸銨溶液，完全反應，冷卻0℃以下結晶、過濾、干燥，制得產品鉻銨礬和鐵銨礬；

①.鉻銨礬中加氨水完全沉淀為Cr(OH)₃，過濾、洗滌、干燥，制得產品Cr(OH)₃；

②.Cr(OH)₃高溫煅燒，制得產品Cr₂O₃；

③.Cr(OH)₃加入酸制得Cr³⁺溶液。

(7).步驟(4)、(5)、(6)中Cr³⁺溶液制取不同產品；

①Cr³⁺溶液中加入堿、氧化劑，制取產品鉻酸酐；

A.溶液Cr³⁺中加入堿，堿為KOH、NaOH、LiOH、NH₃·H₂O中的一種，充分攪拌，調節pH值6.5-13，使Cr³⁺完全生成Cr(OH)₃，過濾、反復洗滌去除雜質，制得高純Cr(OH)₃；

B.Cr(OH)₃中加入氧化劑：H₂O₂、O₂、臭氧中的一種或者兩種以上，氧化劑用量為理論用量的100％-160％，使Cr(OH)₃完全氧化為鉻酸酐溶液；

C.鉻酸酐溶液蒸發、結晶、干燥，制得產品鉻酸酐；

D.鉻酸酐溶液放入電解槽進行電解，再蒸發、結晶、干燥，制得產品鉻酸酐；

②.Cr³⁺溶液制取鉻鞣劑或三價鉻電鍍液；

③.Cr³⁺溶液蒸發、結晶、分離，干燥制得產品三價鉻鹽；

④.Cr³⁺溶液中加入碳酸鹽、碳酸氫鹽、氫氧化物、氨水，使Cr³⁺完全沉淀為Cr(OH)₃，過濾、洗滌、結晶、干燥，制得產品氫氧化鉻，氫氧化鉻高溫煅燒制得產品三氧化二鉻；

⑤.Cr³⁺溶液中加入特種反應物質：過碳酸鹽、過硫酸鹽、雙氧水、氧氣、過氧化鹽、高錳酸鹽、次氯酸鹽，攪拌加熱氧化反應，使溶液中Cr³⁺氧化為Cr⁶⁺，制得鉻酸鹽溶液CrO₄^2-或重鉻酸鹽溶液Cr₂O₇^2-或鉻酸酐溶液；

A.將鉻酸鹽溶液或重鉻酸鹽溶液或鉻酸酐溶液，蒸發結晶，分離，干燥，制得產品鉻酸鹽或重鉻酸鹽或鉻酸酐；

B.鉻酸鹽溶液中加入酸酸化，采用硫酸法或碳化法使鉻酸鹽溶液完全生成重鉻酸鹽溶液或鉻酸酐，蒸發結晶、分離、干燥，制得產品重鉻酸鹽或鉻酸酐；

C.鉻酸鈉溶液加入電解槽中進行電解，使鉻酸鹽溶液完全生成重鉻酸鹽溶液或鉻酸酐溶液，分離、蒸發結晶、干燥，制得產品重鉻酸鹽或鉻酸酐。

(8).步驟(2)部分濾液Fe²⁺、Cr³⁺溶液中或步驟(4)部分溶液Cr³⁺中，加入特種反應物質：過碳酸鹽、過硫酸鹽、雙氧水、氧氣、過氧化鹽、高錳酸鹽、次氯酸鹽，攪拌加熱氧化反應，使溶液中Cr³⁺氧化為Cr⁶⁺，制得鉻酸鹽溶液或重鉻酸鹽溶液或鉻酸酐溶液，溶液中Fe²⁺完全沉淀為Fe(OH)₃；

①.將鉻酸鹽溶液或重鉻酸鹽溶液或鉻酸酐溶液，蒸發結晶，分離，干燥，制得產品鉻酸鹽或重鉻酸鹽或鉻酸酐；

②.鉻酸鹽溶液中加入酸酸化，采用硫酸法或碳化法使鉻酸鹽溶液完全生成重鉻酸鹽溶液或鉻酸酐溶液，蒸發結晶、分離、干燥，制得產品重鉻酸鹽或鉻酸酐；

③.鉻酸鈉溶液加入電解槽中進行電解，使鉻酸鹽溶液完全生成重鉻酸鹽溶液或鉻酸酐溶液，分離、蒸發結晶、干燥，制得產品重鉻酸鹽或鉻酸酐；

④.含六價鉻Fe(OH)₃中加入酸調節pH值2-4.5，再加入還原劑FeSO₄、Na₂SO₃、NaHSO₃、Na₂S₂O₅、Na₂S中的一種，使Cr⁶⁺還原為Cr³⁺，加入堿生成Fe(OH)₃和Cr(OH)₃沉淀，分離、過濾、洗滌、干燥制得產品Fe(OH)₃和Cr(OH)₃。

(9).步驟(2)部分Cr³⁺、Fe²⁺溶液、步驟(3)部分制得高純Fe(OH)₂和Cr(OH)₃或步驟(7)部分制得高純Cr(OH)₃，加入電解槽中，并加入特種物質：過碳酸鹽、過硫酸鹽、雙氧水、氧氣、過氧化鹽、高錳酸鹽、次氯酸鹽，攪拌加熱氧化反應，通電進行電解，使鉻酸鹽溶液完全生成重鉻酸鹽溶液或鉻酸酐溶液，使溶液中Fe²⁺完全沉淀為Fe(OH)₃，分離得重鉻酸鹽溶液或鉻酸酐溶液和Fe(OH)₃；

①.重鉻酸鹽溶液或鉻酸酐溶液蒸發結晶、干燥，制得產品重鉻酸鹽或鉻酸酐；

②.含六價鉻Fe(OH)₃中加入酸，再加入還原劑FeSO₄、Na₂SO₃、NaHSO₃、Na₂S₂O₅、Na₂S中的一種，使Cr⁶⁺還原為Cr³⁺，加入堿生成Fe(OH)₃和Cr(OH)₃沉淀，分離、過濾、洗滌、干燥制得產品Fe(OH)₃和Cr(OH)₃。