第一节生产工艺

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第一节 生产工艺
    所有铬化合物都是由铬铁矿经铬酸钠/衍生而来。铬酐是制造许多铬衍生物的更适宜的原抖。铬盐生产框图如下:
    一、和铬酸钠
    生产分三段:铬矿(Cr2O345)同纯碱混合后焙烧、浸取、酸化将铬酸钠转变为。
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    焙烧时加入碳酸钙可加快焙烧速度,井使矿中硅、铝生成不溶性硅酸钙和铝酸钙,尽管如此,美国铬盐厂为了避免生成可疑的致癌物铬酸钙,近来已只加少许(西方化学公司)或不加碳酸钙(艾力门梯斯铬公司)。铬矿同纯碱的混合物在回转窑中于11001200 ℃焙烧。熟料用热水浸取、过滤。
    铬酸钠经酸化转变为。一般用硫酸(西方化学公司)或二氧化碳(艾力门梯斯铬公司)进行酸化,艾力门梯斯铬公司亦用电解法将铬酸钠酸化为,它是唯一采用电解法酸化的工厂。 
    2Na2CrO4+Ha2SO4Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O
    2Na2CrO4+2CO2+H2ONa2Cr2O7+2NaHCO3
    2Na2CrO4+H2ONa2Ca2O7+2NaOH
    硫酸法加酸至pH4。经连续蒸发将溶液浓缩。析出的硫酸钠离心分离后售出,用于制肥皂、洗涤剂,也用于纸浆和造纸工业。
    二氧化碳酸化副产碳酸氢钠,离心或过滤分离后进行煅烧,得到碳酸钠循环用于铬矿焙烧。
    干衣柜以69%的浓溶液或橙红晶体出售。
    高纯铬酸钠是由同纯碱或氢氧化钠制得,或者将已提纯的铬酸钠溶液蒸发制得。
    二、铬酐
    铬酐又称三氧化铬和铬酸,由同硫酸反应制得。反应结束后物料热至熔点以上,静置后较重的铬酐沉到底部,引出后用水冷式制片机制片。
    铬酐亦可用离子膜电解槽依下式电解制得。此法得到粒状产品,而硫酸法制得片状产品。
miad530    Na2Cr2O7+H2O2CrO3+2NaOH
    三、氧化铬
    各国有许多厂用重铬酸铵分解制氧化铬。通常将磨细的硫酸铵同混匀,干混合物加热生成氧化铬和硫酸钠,并放出氮气和水蒸汽:
    Na2Cr2O7+NH42SO4=Cr2O3+Na2SO4+N2+4H2O
这是最受欢迎的工艺,因为其副反应产物(N2H2O)没有污染,而硫酸钠可回收出售。此外,所有用于洗涤氧化铬中硫酸钠的洗出水均可循环利用。
    铬酸钠/用沸腾的硫磺碱性悬浮液还原: 
    2Na2CrO4+Na2Cr2O7+6S+2H2O=2Cr2O3·2H2O+3Na2S2O3
过量氢氧化钠用于启动反应,以形式加入的铬不超过总铬的35%。水合氧化铬浆酸化至PH34草莓托,洗去钠盐。于1200℃焙烧,得到蓬松的氧化铬,可通过磨碎使其致密化。 
    低硫冶金级氧化铬可以用含碳还原剂制得:
    Na2Cr2O7+2C=Cr2O3+Na2CO3+CO
混合物用过量还原剂在炉或小窑内焙烧、浸取、过滤、洗涤、干燥、粉碎。产物含Cr2O3至少99%。
    四、二氧化铬 
  工业生产二氧化铬采用杜邦公司技术,将氧化铬用过量铬酐水热氧化:
      Cr2O3+3CrO3=5CrO2+O2
      五、重铬酸钾/铬酸钾
      重铬酸钾可由经式(1)或由铬酐经式(2)制得:
    1Na2Cr2O7.H2O+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl
    (2)艾力门梯斯铬公司技术:2CrO3+2KOH=K2Cr2O7+H2O
    铬酸钾由重铬酸钾同氢氧化钾反应制得:
    K2Cr2O7投币饮水机+2KOH=2K2CrO4+H2O
重铬酸钾是强氧化剂,与有机物接触时有着火的危险。
六、重铬酸铵
重铬酸铵由铬酸同氢氧化铵反应、结晶制得:
    2CrO3+2NH3+H2O=(NH42Cr2O7
亦可由同硫酸铵或氯化铵反应制得:
    Na2Cr2O7+(NH4)2SO4=(NH4)2氟硅酸钙Cr2O7+2Na2SO4
    重铬酸铵是强氧化剂,与有机物接触时有着火的危险。
    七、硫酸铬   
    溶液用二氧化硫还原制得碱式硫酸铬:   
    Na2Cr2O7.H2O+3SO2=2Cr(OH)SO4+Na2S04+H2O
    八、铬酸铅
    铬酸铅由可溶铅盐同反应制得:
    Na2Cr2O7.2H2O +2Pb(NO3)2+H2O=2PbCr04+2NaNO3+2HNO3
    铬酸铅的组成、颜和性质依赖沉淀条件。
    九、生产工艺
铬的价态对其生产工艺和其后用途有决定性作用。铬的主要价态有三:零价金属铬,三价铬及六价铬。金属铬用于制合金,暴露在空气中氧化为氧化铬。三价铬存在于自然界,或以惰性工业终端产品存在。六价铬存在于生产和铬酐时。后者具有高反应活性和危险性,是制取零价或三价铬的中间体。 
铬盐发展处于中顿,其工艺业已成熟。高温焙烧制铬酸钠已用连续式回转窑代替间歇式窑炉,且已不再用石灰。艾力门梯斯铬公司电解法制铬酐已于1984年工业化,接着于1996年成为世界第一个用电解法由铬酸钠制的铬盐厂。此法需廉价能源,电解法的环境清新,无废物,副产易出售的氢氧化钠。艾力门梯斯铬公司的英国工厂正建造一座电解法制铬酐装置,此装置把英国厂的前流程技术和美国厂的后流程技术结合起来,以生产各种不
同产品。
十、铬回收工艺
废铬化合物(如金属处理和电镀形成的)有废渣或废液两种形式。目前,废铬化合物以溶液回收利用免税。废液中铬沉淀后作为炼钢原料则例外。废物处理工艺如下。   
从废渣(典型值含小于1%的Cr及其他金属)回收铬盐先用氢氧化钠对渣进行浸取,使其他金属(如镉、铅、锡)形成可溶盐,后者沉淀过滤分离。锌用电解除去。溶液循环再用于渣浸取。如此循环多次,直到铬及其他金属(包括铜、镍、铁和贵金属)浓缩到相当高。加硫酸将铬还原为硫酸铬。过滤除去硫酸钙、还原生成的贵金属和其他惰性物.滤液蒸发除去氯化物、硼酸盐、硝酸盐。铁转变为硫酸亚铁除去。最后,铬以氢氧化铬(或用其他方式)分离。氢氧化铬售给冶炼厂。
    废铬液通常含3040%的铬化合物及其他金属。溶液先用亚硫酸氢钠或硫酸亚铁处理,将铬还原。然后用适宜方法沉淀出氢氧化铬,过滤得到的氢氧化铬滤饼售给冶炼厂。随后将铜、锌、镍、镉、银、贵金属沉淀。

本文发布于:2023-05-17 13:53:15,感谢您对本站的认可!

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