[發明專利]一種氧化鉻及其制備方法

有效

• 申請號: 201811550247.5
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109354068B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 徐紅彬;史建斌;王勁松;張紅玲;史海琴;梅海軍;劉宏輝;楊海;王愛山;雒敏婷
• 申請（專利權）人: 青海省博鴻化工科技股份有限公司;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01G37/033
• 分類號: C01G37/033;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種氧化鉻及其制備方法，所述方法包括：將六價鉻鹽溶液加入反應裝置中，通入保護性氣體后密閉升溫，達到目標溫度后持續通入還原性氣體發生反應，得到混合漿料；將所得混合漿料固液分離，得到羥基氧化鉻粉體；再將羥基氧化鉻粉體進行煅燒處理，得到氧化鉻。本發明采用水熱還原法由六價鉻鹽制備氧化鉻，通過對還原性氣體及反應條件的調控，增強反應過程的可控性，還原率可達99％以上，所得還原產物物相均一，粒度分布較窄，所得氧化鉻產品品質較高，可達到顏料級氧化鉻的標準；所述方法流程短、能耗及成本低，無污染物排放，是一種清潔生產工藝，具有顯著的經濟效益。

技術領域

本發明屬于材料制備技術領域，涉及一種氧化鉻及其制備方法，尤其涉及一種采用水熱還原制備顏料級氧化鉻的方法。

背景技術

氧化鉻(Cr₂O₃)是一種重要的工業原料，廣泛應用于冶金、顏料、陶瓷、涂層、綠色拋光以及有機催化合成等領域。目前，工業上生產Cr₂O₃的方法主要包括鉻酸酐熱分解法和六價鉻鹽還原法。鉻酸酐熱分解法是以鉻酸酐為原料，在高溫下煅燒制備Cr₂O₃，該方法成本較高且污染嚴重。六價鉻鹽還原法是以硫磺或硫化物為還原劑，經濕法或干法還原六價鉻鹽制備Cr₂O₃，主要有鉻酸鈉堿性液硫磺或硫化鈉還原法、重鉻酸鉀硫磺焙燒還原法、重鉻酸鈉硫酸銨還原法等，上述方法存在流程長，引入雜質硫，難以獲得高品質產品等問題，而且在生產過程中會產生低附加值的副產品。

基于上述方法存在的缺陷和問題，目前研究者已開發了多種制備Cr₂O₃的新工藝，其中，水熱法作為一種清潔生產工藝受到了廣泛的研究和關注。CN 100999335 A公開了一種采用水熱還原鉻酸鹽制備氧化鉻粉體的方法，其以鉻酸鹽水溶液為原料，CO₂氣體為酸化劑，通過表面活性劑處理，在水熱條件下直接還原得到水合Cr₂O₃料漿，進而煅燒得到Cr₂O₃超細粉體，但該過程以草酸、蔗糖、甲醇、甲醛、甲酸或乙醇為還原劑，反應后剩余還原劑和表面活性劑均會進入濾液，導致濾液成分復雜不易循環利用，且該過程所得Cr₂O₃粉體物相組成不均一。CN 101456588 A公開了一種水熱還原鉻酸鈉或重鉻酸鈉制備氧化鉻的工藝，將鉻酸鈉或重鉻酸鈉水溶液與淀粉或其衍生物在高壓反應釜中進行水熱還原，得到的氫氧化鉻焙燒得到氧化鉻產品，該方法水熱還原速率過快，不易控制，所得產物純度較低，循環濾液成分同樣復雜。

為了減少水熱還原過程中副產物以及雜質的引入，CN 102010005 A公開了一種氧化鉻的生產方法，以鉻酸或重鉻酸的堿金屬鹽為原料，在高溫高壓反應釜中通入含氫氣的還原性氣體進行還原反應，反應完成液經降溫降壓，固液分離，獲得水合氧化鉻和相應的苛性堿溶液。該方法中預先通入還原性氣體，隨后加熱反應，反應過程難以控制，造成產品的組成不均一，性能不佳，同時存在反應溫度、壓力偏高的問題。

綜上所述，增強氧化鉻制備過程的可控性，使之可通過改變反應條件調控產物的組成和形貌，從而提高產品的品質是目前急需解決的問題，同時保證制備過程操作簡便、清潔環保。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種氧化鉻及其制備方法，本發明采用水熱還原法由六價鉻鹽制備氧化鉻，通過對還原性氣體及反應參數的調控，增強反應過程的可控性，使得反應產物的物相均一，顏色性能優異，同時，反應過程成本較低，操作簡單，清潔高效。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供了一種氧化鉻的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將六價鉻鹽溶液加入反應裝置中，通入保護性氣體后密閉升溫，達到目標溫度后持續通入還原性氣體發生反應，得到混合漿料；