专利名称：联产氯化铬和碳酸铬的生产方法
技术领域：
本发明涉及联产氯化铬和碳酸铬的生产方法，属于铬盐生产领域清洁生产的新方法。
背景技术：
氯化铬是制备其他无机和有机铬化合物常用的原料，是制取铬与碳原子直接键合Cr-C有机铬的中间体，特别是有机酸铬，如医疗、食品添加剂、 饲料添加剂、油田用铬化合物的生产大都以氯化铬为原料。氯化铬用于制取催化剂，亦直接用做有机合成催化剂、媒染剂、聚合胶黏剂及用于三价铬镀铬。碳酸铬比陈化的氢氧化物易溶于酸，使碳酸铬更适于作制取其他三价铬盐的原料。现方法以三价铬盐与碳酸氢盐反应制得的碳酸铬固体呈现青绿色或者淡绿色，且易老化，长时间存放后在酸性水溶液中的溶解性会大大降低，因而作为三价铬源电镀时便出现了困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种联产氯化铬和碳酸铬的生产方法，以解决现有方法制得的碳酸铬易老化，长时间存放后在酸性水溶液中的溶解性会大大降低的问题。本发明以铬酸钠碱性液为原料，通过硫磺和硫化碱还原得到氢氧化铬，再与盐酸作用生成氯化铬，经纯碱溶液沉淀而得碳酸铬。一种联产氯化铬和碳酸铬的生产方法，包括以下步骤
A、将铬酸钠碱性液加热到85、5°C，分批量加入硫磺和硫化碱溶液并不断搅拌，反应时间为16(Tl90min ;所述铬酸钠碱性液浓度为25(T350g/L，硫磺中的S含量> 99. 8%，硫化碱中Na2S的含量彡60. 7%。B、将还原得到的氢氧化铬过滤、洗涤后与盐酸作用制得氯化铬；氢氧化铬与盐酸作用得到的氯化铬溶液经浓缩、冷却后析出氯化铬晶体，其含量可达到98%以上，符合工业级氯化铬标准。C、所得氯化铬与纯碱溶液经沉淀制得碳酸铬。作为本发明的进一步改进，根据铬酸钠碱性液含量确定所加硫磺的量W=O. 3X0. 33CV(V指碱性液体积，L ；C指碱性液浓度，g/L)，同时依反应原理确定出硫化碱用量并配制成溶液；硫化碱的用量为硫磺重量的3. 98倍。作为本发明的进一步改进，所述步骤C中氢氧化铬洗涤过程中洗涤水的温度为35 55。。。作为本发明的进一步改进，所述步骤D碳酸铬生产中以水为介质，氯化铬溶液浓度为0. f3mol/L，碳酸钠溶液浓度为0. f 3mol/L，反应温度为5(T70°C，反应液的pH值为6 8。本发明反应机理如下，在反应罐中，发生如下反应4Na2Cr04+6S+7H20=4Cr (OH) 3+3Na2S203+2Na0H8Na2Cr04+6Na2S+23H20=8Cr (OH) 3+3Na2S203+22Na0HCr (OH) 3+3HCl=CrCl3+3H202CrCl3 + 3Na2C03 = Cr2 (CO3) 3 I + 6NaCl
本发明制备的碳酸铬为淡青色固体，在酸性水溶液中溶解度高，长时间保存后仍可维持其溶解性。作为三价铬源电镀时不仅可以缩短三价铬镀液的配置时间，而且不会有阴离子在镀液等工作液中积累，因而易于保持镀液组成稳定，在电镀方面具有极大的应用价值；同时碳酸铬作为三价铬源电镀时对人体危害小，不污染环境，具有很好的环保效益。若以相当于浓度lg/L的量溶于pH为0. 2的25°C盐酸溶液时，本发明生产的碳酸铬可在IOmin内完全溶解。本发明工艺流程短，操作简单，且氧化还原反应进行完全，铬收率高，所得滤液中未检出六价铬，不会对环境造成污染。
具体实施例方式实施例I
A、将0.5m3铬酸钠碱性液投入反应罐内，碱性液浓度为250g/L，所加硫磺的量约为12. 4kg，硫化碱的量为49. 5kg，将硫化碱配制成30%的溶液；
B、将铬酸钠碱性液加热至85°C，分批量加入硫磺和硫化碱溶液并不断搅拌，反应温度保持在85 °C，反应时间为160min ；
C、还原得到的氢氧化铬经过滤，用35°C温度的洗涤水洗涤后投入反应罐，缓慢加入重量百分含量为31%的工业盐酸272. 6kg并不断搅拌，直至氢氧化铬完全溶解，所得溶液经浓缩、冷却后析出氯化铬晶体，包装封存。经分析，生产的氯化铬含量以CrCl3 *6H20计为98. 5%，符合工业级氯化铬标准。D、将氯化铬和纯碱配制成溶液，浓度均为lmol/L，将二者同时投入反应罐中并不
断搅拌，控制纯碱溶液的投入速率稍快于氯化铬溶液。反应罐中盛有200kg水作反应介质，
温度控制在50°C，反应液的pH为6。生成的碳酸铬沉淀经过滤、洗涤后烘干封存。所制碳
酸铬若以相当于浓度lg/L的量溶于pH为0. 2的25°C盐酸溶液时，可在3min内完全溶解。
对其进行含量分析和色差测定，结果如下
权利要求
1.一种联产氯化铬和碳酸铬的生产方法，其特征在于它包括以下步骤 A、将铬酸钠碱性液加热到85、5°C，分批量加入硫磺溶液和硫化碱溶液并不断搅拌，反应时间为16(Tl90min ;所述铬酸钠碱性液浓度为25(T350g/L ； B、将还原得到的氢氧化铬过滤、洗涤后与盐酸作用制得氯化铬； C、所得氯化铬与纯碱溶液经沉淀制得碳酸铬。
2.根据权利要求I所述的联产氯化铬和碳酸铬的生产方法，其特征在于所述步骤A中硫磺的量为0. 3X0. 33CV，V指碱性液体积，C指碱性液浓度。
3.根据权利要求I或2所述的联产氯化铬和碳酸铬的生产方法，其特征在于所述步骤A中硫化碱的用量为硫磺重量的3. 98倍。
4.根据权利要求3所述的联产氯化铬和碳酸铬的生产方法，其特征在于所述步骤C中氢氧化铬洗涤过程中洗涤水的温度为35飞5°C。
5.根据权利要求4所述的联产氯化铬和碳酸铬的生产方法，其特征在于所述步骤D碳酸铬生产中以水为介质，氯化铬溶液浓度为0. f3mol/L，碳酸钠溶液浓度为0. r3mol/L,反应温度为5(T70°C，反应液的pH值为6 8。
全文摘要
本发明公开了一种联产氯化铬和碳酸铬的生产方法，以解决现有方法制得的碳酸铬易老化，长时间存放后在酸性水溶液中的溶解性会大大降低的问题。该方法以铬酸钠碱性液为原料，以硫磺和硫化碱为还原剂在反应罐中发生氧化还原反应，得到的氢氧化铬经过滤、洗涤后与盐酸作用生成氯化铬，经纯碱溶液沉淀制得碳酸铬。本发明工艺流程短，操作简单，且氧化还原反应进行完全，铬收率高，所得滤液中未检出六价铬，不会对环境造成污染。
文档编号C01G37/04GK102718260SQ201210229189
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者张大波, 张宏军, 张忠元, 杨亮亮, 杨岗, 谢希智 申请人:甘肃锦世化工有限责任公司