專利名稱：一種熱法生產(chǎn)三氧化二鉻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)三氧化二鉻的方法。
背景技術(shù)：
三氧化二鉻產(chǎn)量最大的制法是鉻酸酐分解法，4Cr03=2Cr203 +302，隨著溫度升高，三氧化二鉻晶體得以在鉻酸酐熔液中逐漸形成和長(zhǎng)大，具有晶體缺陷少，成品保持三氧化二鉻單晶的許多優(yōu)異性能，要使鉻酸酐完全分解，溫度必須高于800°C.由于原料鉻酸酐含有少量鈉鹽，強(qiáng)堿性的鈉鹽在高溫空氣中能使少量三價(jià)鉻氧化為鉻酸鈉，故熱分解溫度即使高達(dá)1350°C,仍將殘留約100-600ppm的六價(jià)鉻。三氧化二鉻中的六價(jià)鉻不僅增大成品中水溶物含量，而且使成品顏色發(fā)黃，并對(duì)使用產(chǎn)生影響，因此用戶要求限制三氧化二鉻中六價(jià)鉻含量在IOppm以內(nèi)，如果直接用水洗滌回轉(zhuǎn)窯內(nèi)轉(zhuǎn)出的三氧化二鉻，不但用水量大，而且三氧化二鉻中的六價(jià)鉻難以降至lOppm?，F(xiàn)有鉻酸熱分解連續(xù)法制造三氧化二鉻的方法是在鉻酸酐中預(yù)先加入返料或者添加劑(硼酸、淀粉、氯化銨、木屑)熱分解處理其六價(jià)鉻的方法。硫酸銨還原生產(chǎn)三氧化二鉻工藝是利用原料為紅礬鈉，熱分解后必須用水洗才能處理其所含六價(jià)鉻與水溶鹽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種熱法生產(chǎn)三氧化二鉻的方法，以解決現(xiàn)有鉻酸熱分解連續(xù)法制造三氧化二鉻的方法，熱分解后必須用水洗才能處理其所含六價(jià)鉻與水溶鹽的問(wèn)題。本發(fā)明技術(shù)方案 如下:一種熱法生產(chǎn)三氧化二鉻的方法，其特征在于它包括下列步驟:
A、焙燒:將鉻酸酐放入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在105(Tl350°C溫度下進(jìn)行熱分解的固體混合物；
B、還原:步驟A中得到固體混合物從回轉(zhuǎn)窯窯尾出來(lái)的溫度為300-600°C，固體混合物中含有100-600ppm的六價(jià)鉻。將固體混合物放入還原反應(yīng)器的滾筒內(nèi)，原反應(yīng)器的滾筒內(nèi)事先容納有占固體混合物質(zhì)量0.2-3%的硫脲，反應(yīng)時(shí)間為20-60分鐘，得三氧化二鉻。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟A中鉻酸酐的投料速度為每小時(shí)200千克。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B中還原反應(yīng)器的滾筒的轉(zhuǎn)速為4(T80r/min0本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理如下:三氧化二鉻生產(chǎn)過(guò)程中，因原材料鉻酸酐中含有少量的鈉鹽等成分，在焙燒過(guò)程中，這部分鈉鹽會(huì)使少量Cr2O3轉(zhuǎn)化為鉻酸鈉，從而使三氧化二鉻成品中六價(jià)鉻含量始終較高。但在300-600°C溫度，在固體混合物中加入硫脲[硫脲分子式(H2N) 2CS,相對(duì)分子量76]，其反應(yīng)原理是硫脲在溫度較高時(shí)，首先分解生成還原性氣體，利用原料自身余熱，將還原性氣體趁熱與六價(jià)鉻反應(yīng)可使焙燒鉻酸酐所得三氧化二鉻中六價(jià)鉻含量降至Ippm以下。反應(yīng)方程式如下:3 (H2N) 2CS+2Cr03=Cr203+3S+3 (NH2) 2C0
3(H2N) 2CS+8Cr03=4Cr203+3S+ 3N2+3C02+6H20
本發(fā)明利用鉻酸酐分解為三氧化二鉻后的熱料中直接混入硫脲還原得到一種六價(jià)鉻在Ippm以下的三氧化二鉻，本發(fā)明具有處理工藝簡(jiǎn)單，操作方便、投資少等特點(diǎn)，無(wú)需水洗就能降低鉻酸酐分解所得三氧化二鉻中的六價(jià)鉻。對(duì)比:用尿素處理三氧化二鉻(每100份Cr2O3加1.5-2.5份)，反應(yīng)式(NH2)2 CO+2Cr03= Cr2O3 + N2+ CO2+2H20,經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證,只能得到10_20ppm的產(chǎn)品，達(dá)不到用戶要求。而本發(fā)明所得三氧化二鉻含量可達(dá)99.4-99.6%。比用尿素處理三氧化二鉻中六價(jià)鉻的效果顯著。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例可以進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。實(shí)施例1
A、焙燒:平均以每小時(shí)200千克的速度將鉻酸酐均勻投入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在1050°C溫度下進(jìn)行熱分解的固體混合物； B、還原:步驟A中得到固體混合物從回轉(zhuǎn)窯窯尾出來(lái)的溫度為300°C，此時(shí)固體混合物中含有100-600ppm的六價(jià)鉻，當(dāng)固體混合物在回轉(zhuǎn)窯窯尾聚集至100千克時(shí)，將固體混合物放入還原反應(yīng)器的滾筒內(nèi)，原反應(yīng)器的滾筒內(nèi)事先容納有0.2千克硫脲，滾筒內(nèi)接滿料后，鎖緊加料口蓋子，打開(kāi)通氣孔，以40r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)滾筒，旋轉(zhuǎn)40分鐘后，放出物料，得三氧化二鉻；經(jīng)檢測(cè)制得三氧化二鉻中六價(jià)鉻為0.62ppm,三氧化二鉻含量可達(dá)99.6%。實(shí)施例2
A、焙燒:平均以每小時(shí)200千克的速度將鉻酸酐均勻投入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在1200°C溫度下進(jìn)行熱分解的固體混合物；
B、還原:步驟A中得到固體混合物從回轉(zhuǎn)窯窯尾出來(lái)的溫度為400°C，此時(shí)固體混合物中含有100-600ppm的六價(jià)鉻，當(dāng)固體混合物在回轉(zhuǎn)窯窯尾聚集至100千克時(shí)，將固體混合物放入還原反應(yīng)器的滾筒內(nèi)，原反應(yīng)器的滾筒內(nèi)事先容納有占固體混合物質(zhì)量I千克的硫脲，滾筒內(nèi)接滿料后，鎖緊加料口蓋子，打開(kāi)通氣孔，以60r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)滾筒，旋轉(zhuǎn)50分鐘后，放出物料，得三氧化二鉻，經(jīng)檢測(cè)制得三氧化二鉻中六價(jià)鉻為0.12ppm，三氧化二鉻含量可達(dá)99.5%。實(shí)施例3
A、焙燒:平均以每小時(shí)200千克的速度將鉻酸酐均勻投入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在1350°C溫度下進(jìn)行熱分解的固體混合物；
B、還原:步驟A中得到固體混合物從回轉(zhuǎn)窯窯尾出來(lái)的溫度為600°C，此時(shí)固體混合物中含有100-600ppm的六價(jià)鉻，當(dāng)固體混合物在回轉(zhuǎn)窯窯尾聚集至100千克時(shí)，將固體混合物放入還原反應(yīng)器的滾筒內(nèi)，原反應(yīng)器的滾筒內(nèi)事先容納有3千克的硫脲，滾筒內(nèi)接滿料后，鎖緊加料口蓋子，打開(kāi)通氣孔，以80r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)滾筒，旋轉(zhuǎn)60分鐘后，放出物料，得三氧化二鉻，經(jīng)檢測(cè)制得三氧化二鉻中六價(jià)鉻為Oppm，三氧化二鉻含量可達(dá)99.4%。
權(quán)利要求
1.一種熱法生產(chǎn)三氧化二鉻的方法，其特征在于它包括下列步驟 A、焙燒將鉻酸酐放入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在1050-1350°C溫度下進(jìn)行熱分解的固體混合物； B、還原步驟A中得到固體混合物從回轉(zhuǎn)窯窯尾出來(lái)的溫度為300-600°C，將固體混合物放入還原反應(yīng)器的滾筒內(nèi)，原反應(yīng)器的滾筒內(nèi)事先容納有占固體混合物質(zhì)量O. 2-3%的硫脲，反應(yīng)時(shí)間為20-60分鐘，得三氧化二鉻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種熱法生產(chǎn)三氧化二鉻的方法，其特征在于所述步驟A中鉻酸酐的投料速度為每小時(shí)200千克。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種熱法生產(chǎn)三氧化二鉻的方法，其特征在于所述步驟B中還原反應(yīng)器的滾筒的轉(zhuǎn)速為40-80r/min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種熱法生產(chǎn)三氧化二鉻的方法，以解決現(xiàn)有鉻酸熱分解連續(xù)法制造三氧化二鉻的方法，熱分解后必須用水洗才能處理其所含六價(jià)鉻與水溶鹽的問(wèn)題。它包括下列步驟焙燒、將鉻酸酐放入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在1050~1350℃溫度下進(jìn)行熱分解的固體混合物；還原步驟A中得到固體混合物從回轉(zhuǎn)窯窯尾出來(lái)的溫度為300-600℃，將固體混合物放入還原反應(yīng)器的滾筒內(nèi)，原反應(yīng)器的滾筒內(nèi)事先容納有占固體混合物質(zhì)量0.2-3%的硫脲，反應(yīng)時(shí)間為20-60分鐘，得三氧化二鉻。本發(fā)明利用鉻酸酐分解為三氧化二鉻后的熱料中直接混入硫脲還原得到一種六價(jià)鉻在1ppm以下的三氧化二鉻，本發(fā)明具有處理工藝簡(jiǎn)單，操作方便、投資少等特點(diǎn)，無(wú)需水洗就能降低鉻酸酐分解所得三氧化二鉻中的六價(jià)鉻。
文檔編號(hào)C01G37/02GK103253709SQ20131020610
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月29日
發(fā)明者韓登侖, 張忠元, 武平, 張宏軍 申請(qǐng)人:甘肅錦世化工有限責(zé)任公司