一种采用微波加热制备颜料级氧化铬绿的方法
【专利摘要】本发明公开了一种采用微波加热制备颜料级氧化铬绿的方法，包括以下步骤：(1)将氧化铬置于微波烧结炉中，微波加热升温至950～1300℃，保温1～2.5h；(2)将步骤(1)得到的产物自然冷却至低于100℃，然后用蒸馏水淋洗3～5次，再在60～100℃下烘干后得到颜料级氧化铬绿。本发明所用原料氧化铬为氢氧化铬经高温煅烧制备得到，通过微波加热可以对氧化铬的无定形状态进行重组，使氧化铬晶体颗粒的结构、大小得到优化，氧化铬颜色由灰绿色、黄绿色提升为颜料级要求的墨绿色，同时颗粒变大增加了洗涤效率，提高产品纯度，可得到氧化铬含量大于99wt％的颜料级氧化铬绿，本发明工艺简单，成本低廉，可广泛应用于颜料级氧化铬绿的制备。
【专利说明】一种采用微波加热制备颜料级氧化铬绿的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种颜料级氧化铬绿的制备方法，特别涉及一种采用微波加热氧化铬制备颜料级氧化铬绿的方法。
【背景技术】
[0002]氧化铬绿是铬盐行业四大产品之一，具有优良的化学性能及热稳定性，主要用于涂料、陶瓷、美术颜料及伪装材料等行业，而颜料行业是氧化铬绿应用最为广泛的领域。工业上生产颜料级氧化铬绿常采用硫酸铵-红矾钠热分解法和铬酸酐热分解法，但对设备要求较高，易产生杂质，污染环境。目前常通过氢氧化铬煅烧制得氧化铬绿，其工艺简单，成本低，产量大，但转化率低，色泽不够鲜亮，所得产品多为冶金级氧化铬绿，无法应用于颜料行业中。因此需对该方法所得氧化铬绿稍加改善优化，以期得到颜料级、颜色亮丽的氧化铬绿。
[0003]在CN101475218A文献中，公开了一种用氢氧化铬直接制备颜料级氧化铬绿的方法，该方法采用添加剂与氢氧化铬一起煅烧，涉及工艺复杂，且易引入杂质，影响品质和含量。在CN103449521A文献中，公开了一种由水合氧化铬制备氧化铬绿颜料的方法，该方法通过调整水合氧化铬制备方法和煅烧工艺进行氧化铬绿产品质量控制，其中对水合氧化铬的品质要求较高，并且一般以高品质的铬酸钠或者红矾钠产品为原料，采用高温水热环境等特殊工艺制得水合氧化铬绿，工艺难度大，制作条件苛刻，工业化实现困难。
【发明内容】
[0004]鉴于上述技术状况，本发明采用微波加热对氧化铬绿进行整形，得到晶体形状好、色泽鲜亮的颜料级氧化铬绿，原料采用品质较低氧化铬，该氧化铬由经硫磺粉还原铬酸钠碱性液所制备的氢氧化铬煅烧制备。
[0005]本发明采用的技术方案为:
[0006]一种采用微波加热制备颜料级氧化铬绿的方法，包括以下步骤:
[0007]步骤一、将氧化铬置于微波烧结炉中，微波加热升温至950?130(TC，保温I?2.5h ；
[0008]步骤二、将步骤一得到的产物自然冷却至低于100°C，然后用蒸馏水淋洗3?5次，再在60?100°C下烘干后得到颜料级氧化铬绿。
[0009]优选的是，所述步骤一中的氧化铬由氢氧化铬在1300?1500°C下煅烧得到，所述氢氧化铬的制备方法为:将重量比为1:1的硫磺粉和水湿磨成浆，取40重量份硫磺浆液和100?150重量份铬酸钠碱性液，在反应器中加热至100?200°C，搅拌反应，在反应过程中取样检测反应液中六价铬的含量，当检测得到六价铬含量小于0.05g/L时，停止反应，然后再熟化0.5?lh，将反应液过滤，滤饼用60?100°C的水进行多级逆流洗涤，洗至滤出液中硫代硫酸钠含量小于0.05g/L，将洗涤后的沉淀用硫酸中和至pH值为7.0?7.5，再用过滤机洗涤，洗涤后的料浆沉淀后除去上部清液，然后离心脱水，得到氢氧化铬。
[0010]优选的是，所述步骤一氧化铬中Cr2O3的含量为95?98wt%。
[0011]优选的是，所述微波加热升温采用程序升温，程序升温方法为:首先以50?100C /min的升温速度升温至100°C，然后以100°C为升温幅度、50?100°C /min为升温速度加热升温，每一个温度点保温5?lOmin，直至温度升至950?1300°C。
[0012]优选的是，所述微波加热的微波频率为915?2450MHz。
[0013]优选的是，所述颜料级氧化铬绿中Cr2O3的含量大于99wt%。
[0014]与现有技术方案相比，本发明采用微波加热，微波是一种具有特殊性质的电磁波，其频率介于无线电波与光波之间，其加热速率快，可使原料在短时内达到固化反应所需温度，因此能耗较低，烧结时间也较短，同时微波加热过程中，物料是自身发热，相对于现有的空气导热的方式，物料温度高于周围环境温度，因此采用微波加热可降低烧结温度，并提供物料内外温度均匀的高温环境，可充分渗透进物质的内部，改善物质特性，调整晶体结构和形状，得到高质量的产品；且本发明所用氢氧化铬为硫磺粉还原铬酸钠碱性液制备，经煅烧后所制备的氧化铬含量为95?98wt%，为冶金级，通过微波加热对硫磺还原法所制备氢氧化铬经高温煅烧所得的氧化铬的无定形状态进行重组，晶体颗粒结构、大小得到优化，颜色由灰绿色、黄绿色提升为颜料级要求的墨绿色，同时颗粒变大增加了洗涤效率，提高产品纯度，可得到氧化铬含量大于99wt %颜料级氧化铬绿，工艺简单，成本更低，可广泛应用于颜料级氧化铬绿制备工艺。此外，本发明中微波加热采用程序升温，程序升温能够发挥每个温度段的最大效益，降低整个过程的平均温度，减少总的能量损失，提高整体的能量利用率，同时，程序升温减少了加热装置在高温下的工作时间，从而降低了对加热装置耐高温特性的要求，提高了加热设备的使用率和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
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[0015]图1为本发明所述采用微波加热制备颜料级氧化铬绿的工艺布置图。
【具体实施方式】
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[0016]下面结合实施例及附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0017]一种采用微波加热制备颜料级氧化铬绿的方法，包括以下步骤:
[0018]步骤一、将氧化铬置于微波烧结炉中，微波加热升温至950?130(TC，保温I?2.5h ；
[0019]步骤二、将步骤一得到的产物自然冷却至低于100°C，然后用蒸馏水淋洗3?5次，再在60?100°C下烘干后得到颜料级氧化铬绿。
[0020]本发明中所述步骤一中的氧化铬由氢氧化铬在1300?1500°C下煅烧得到，所述氢氧化铬的制备方法为:将重量比为1:1的硫磺粉和水湿磨成浆，取40重量份硫磺浆液和100?150重量份铬酸钠碱性液，在反应器中加热至100?200°C，搅拌反应，在反应过程中取样检测反应液中六价铬的含量，当检测得到六价铬含量小于0.05g/L时，停止反应，然后再熟化0.5?lh，将反应液过滤，滤饼用60?100°C的水进行多级逆流洗涤，洗至滤出液中硫代硫酸钠含量小于0.05g/L，将洗涤后的沉淀用硫酸中和至pH值为7.0?7.5，再用过滤机洗涤，洗涤后的料浆沉淀后除去上部清液，然后离心脱水，得到氢氧化铬。
[0021]本发明中所述步骤一采用的氧化铬为冶金级，其中Cr2O3的含量为95?98wt%，比水合氧化铬的纯度要低，本发明采用低纯度的氧化铬制备了高纯度的颜料级氧化铬绿。
[0022]本发明优选的微波加热升温采用程序升温，程序升温方法为:首先以50?100°C /min的升温速度升温至100°C，然后以100°C为升温幅度、50?100°C /min为升温速度加热升温，每一个温度点保温5?lOmin，直至温度升至950?1300°C，程序升温能够发挥每个温度段的最大效益，在低温阶段可以有效的排出原料内的水分和其他杂志，降低了整个过程的平均温度，减少总的能量损失，提高整体的能量利用率，同时，程序升温减少了加热装置在高温下的工作时间，从而降低了对加热装置耐高温特性的要求，提高了加热设备的使用率和可靠性。
[0023]本发明中优选的微波加热的微波频率为915?2450MHz，该微波频率范围内微波的穿透力强，效能转换高，能够对原料氧化铬的内外加热温度更加均匀，得到的氧化铬绿的晶体结构和形状更加优化。
[0024]本发明制备的颜料级氧化铬绿中Cr2O3的含量大于99wt%，达到颜料级氧化铬绿标准。
[0025]实施例1:
[0026]将重量比为1:1的硫磺粉和水湿磨成浆，取40kg硫磺浆液和10kg铬酸钠碱性液，在反应器中加热至150°C，搅拌反应，在反应过程中取样检测反应液中六价铬的含量，当检测得到六价铬含量小于0.05g/L时，停止反应，然后再熟化0.5h，将反应液过滤，滤饼用90°C的水进行多级逆流洗涤，洗至滤出液中硫代硫酸钠含量小于0.05g/L，将洗涤后的沉淀用硫酸中和至PH值为7.0，再用过滤机洗涤，洗涤后的料浆沉淀后除去上部清液，然后离心脱水，得到氢氧化铬，氢氧化铬在1300°C下煅烧3h，然后洗涤、干燥得到氧化铬。
[0027]将2.5kg氧化铬置于微波烧结炉中，采用微波频率915MHz，首先以50°C /min的升温速度升温至100°C，然后以100°C为升温幅度、50°C /min为升温速度加热升温，每一个温度点保温5min，直至温度升980°C，保温2h，保温结束后，将所得产品输送至冷却段进行冷却洗涤，后经干燥器在60°C烘干，得到2.3kg颜料级氧化铬绿，经检测其Cr2O3含量为99.2wt %,符合颜料级氧化铬绿标准。
[0028]实施例2:
[0029]采用与实施例1相同的方法制备氧化铬，将1.9kg氧化铬置于微波烧结炉中，采用微波频率2450MHz，首先以100°C /min的升温速度升温至100°C，然后以100°C为升温幅度、500C /min为升温速度加热升温，每一个温度点保温lOmin，直至温度升1000°C，保温85min，保温结束后，将所得产品输送至冷却段进行冷却洗涤，后经干燥器在60°C烘干，得到1.8kg颜料级氧化铬绿，经检测其Cr2O3含量为99.1wt %，符合颜料级氧化铬绿标准。
[0030]实施例3:
[0031]采用与实施例1相同的方法制备氧化铬，将3.2kg氧化铬置于微波烧结炉中，采用微波频率915MHz，首先以50°C /min的升温速度升温至100°C，然后以100°C为升温幅度、100C /min为升温速度加热升温，每一个温度点保温5min，直至温度升1200°C，保温60min，保温结束后，将所得产品输送至冷却段进行冷却洗涤，后经干燥器在60°C烘干，得到3.0kg颜料级氧化铬绿，经检测其Cr2O3含量为99.5wt%，符合颜料级氧化铬绿标准。
[0032]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【权利要求】
1.一种采用微波加热制备颜料级氧化铬绿的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、将氧化铬置于微波烧结炉中，微波加热升温至950?1300°C，保温I?2.5h ; 步骤二、将步骤一得到的产物自然冷却至低于100°C，然后用蒸馏水淋洗3?5次，再在60?100°C下烘干后得到颜料级氧化铬绿。
2.根据权利要求1所述的采用微波加热制备颜料级氧化铬绿的方法，其特征在于，所述步骤一中的氧化铬由氢氧化铬在1300?1500°C下煅烧2?5h，然后洗涤、干燥得到，所述氢氧化铬的制备方法为:将重量比为1:1的硫磺粉和水湿磨成浆，取40重量份硫磺浆液和100?150重量份铬酸钠碱性液，在反应器中加热至100?200°C，搅拌反应，在反应过程中取样检测反应液中六价铬的含量，当检测得到六价铬含量小于0.05g/L时，停止反应，然后再熟化0.5?lh，将反应液过滤，滤饼用60?100°C的水进行多级逆流洗涤,洗至滤出液中硫代硫酸钠含量小于0.05g/L，将洗涤后的沉淀用硫酸中和至pH值为7.0?7.5，再用过滤机洗涤，洗涤后的料浆沉淀后除去上部清液，然后离心脱水，得到氢氧化铬。
3.根据权利要求1所述的采用微波加热制备颜料级氧化铬绿的方法，其特征在于，所述步骤一氧化铬中Cr2O3的含量为95?98wt%。
4.根据权利要求1所述的采用微波加热制备颜料级氧化铬绿的方法，其特征在于，所述微波加热升温采用程序升温，程序升温方法为:首先以50?100°C /min的升温速度升温至100°C，然后以100°C为升温幅度、50?100°C /min为升温速度加热升温，每一个温度点保温5?1min,直至温度升至950?1300°C。
5.根据权利要求1所述的采用微波加热制备颜料级氧化铬绿的方法，其特征在于，所述微波加热的微波频率为915?2450MHz。
6.根据权利要求1所述的采用微波加热制备颜料级氧化铬绿的方法，其特征在于，所述颜料级氧化铬绿中Cr2O3的含量大于99wt%。
【文档编号】C09C3/04GK104403373SQ201410785566
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】李先荣, 陈宁, 董明甫, 王方兵, 黄先东, 杨红梅 申请人:四川省银河化学股份有限公司