一种硝酸钠循环法清洁生产铬酸酐晶体的工艺制造技术

本发明专利技术属于铬盐生产领域，具体涉及一种以铬酸钠为原料生产晶体铬酸酐和副产品硫酸钙的生产工艺。包括以下三个阶段，制铬酸钙晶体，制铬酸溶液，制铬酸酐晶体；本发明专利技术由铬酸钠生产晶体铬酸酐和副产品硫酸钙。并将反应后产物硝酸钠又重新返回系统中进行循环使用，本发明专利技术形成完整的硝酸钠循环法清洁生产铬酸酐晶体的工艺系统。降低能耗、降低生产成本、改变生产工艺、提高金属回收率、提高产品质量、实现硝酸钠无限循环使用，无废渣、无废弃物排放，从根本上解决对环境造成严重污染的技术问题、节能降耗保护生态环境和人身健康。

【技术实现步骤摘要】
一种硝酸钠循环法清洁生产铬酸酐晶体的工艺
本专利技术属于铬盐生产领域，具体涉及一种以铬酸钠为原料生产晶体铬酸酐和副产品硫酸钙的生产工艺。
技术介绍
铬盐：铬盐工业是世界上最具竞争力的资源性原料工业之一，铬盐生产分为铬酸钠、重铬酸钠、铬酸酐、铬绿四大主产品，而铬酸酐则是四大主产品中最重要的中枢产品。铬酸酐：铬酐,三氧化铬英文名称：Chromiumtrioxide；Chromicanhydride分子式：CrO3分子量99.99CASNO:1333-82-0UNNO:1463危险货物编号:51519紫红色，片状，能溶于水及醚。三氧化铬又称铬酸酐，为暗红色斜方晶系结晶，密度2.7-2.8g/cm3,熔点196℃，熔融时稍有分解，200至250℃分解放出氧，生成介于三氧化铬和三氧化二铬之间的中间化合物。遇臭氧生成过氧化物为强氧化剂。铬酸酐主要用于电镀、抛光、制金属铬、制颜料、医药、强氧化剂、触媒、木材防腐等。三氧化铬主要用于无机工业铬化合物生产，印染工业用作氧化剂，颜料工业用于生产锌铬黄、氧化铬绿等。有机工业用于生产催化剂。电镀工业用作电镀铬的主要原料。另外，还可用于木材防腐、防水剂CR的生产，也是生产低温变换催化剂、高温变换催化剂及高压甲醇合成催化剂的原料，菲利普法采取中压制取聚乙烯的催化剂，可用于漂白，还可用作染料的原料、媒染剂、鞣革剂，有机合成反应，分析试剂，铬酸盐的制备，合成聚乙烯的催化剂。硫酸钙：硫酸钙晶体是一种无机物，化学式为CaSO4·2H2O，白色单斜结晶或晶性粉末。有吸湿性。128℃失去1分子结晶水，163℃全部失水。微溶于400份水，在热水中溶解较少，极慢溶于甘油，不溶于乙醇和多数有机溶剂。相对密度2.32。有刺激性通常含有2个结晶水，自然界中以石膏形式存在。硫酸钙的应用范围：硫酸钙、石膏，主要用于制造水泥、半水石膏，硫酸钙也是生产硫酸的原料，硫酸钙除了大量用于建筑材料和水泥生产原料外，广泛用于橡胶、塑料、肥料、农药、油漆、纺织、食品、医药、造纸、日用化工、工艺美术、文教等行业。当前世界各国铬酸酐的工业生产方法有近十种，从反应原理区分，只有硫酸法和电解法两种基本方法，或两者结合的生产方法。电解法以重铬酸钠为原料，在二室或三室电解槽中进行电解，阴极得氢氧化钠溶液，阳极得铬酸溶液，经蒸发结晶后得铬酸酐晶体，但电解耗电量大、生产成本高、产品中钠含量高，严重影响了铬酸酐的产品质量，其质量问题到目前尚未得到彻底解决。硫酸法生产铬酸酐分为干法和湿法两种，干法又称熔融法，为世界各国普遍采用的方法，它以重铬酸钠为原料，采用重铬酸钠和浓硫酸反应生成铬酸酐和硫酸氢钠，在200～205℃条件下，使反应物处于熔融状态，利用二者比重差和互不相熔的原理进行分离，此法具有反应温度高、反应过程中产生氯化铬酰剧毒气体、反应后期铬酸酐分解生成三价铬、使铬酸酐收率只能低于95％的较低水平，而副产物硫酸氢钠中夹带六价铬严重，难以综合利用，造成环境污染等缺点。此外这种方法只生产出片状铬酸酐，难以得到结晶颗粒的铬酸酐。湿法包括常压结晶、熔融提纯法和减压蒸发结晶、洗涤方法。常压结晶、熔融提纯法是采用过量浓硫酸与浓重铬酸钠反应，析出粗铬酸酐晶体，分离滤液后在熔融分离器中精制，该方法虽然能得到含量在99.0～99.9％的铬酸酐产品，但由于无法脱除溶液中的硫酸氢钠，使铬酸酐的收率小于50％，溶液中的硫酸氢钠和铬酸溶液只能返回到铬生产过程中酸化工序，造成酸平衡无法实现，使该方法工业化受到限制，同时该方法在精制提纯过程中仍然需要高温熔融，对环境造成严重污染。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:改变现有技术生产铬酸酐存在的生产成本高、有效金属回收率低，环境污染严重等缺陷，提供一种工艺方法，解决现有生产工艺存在的上述缺陷，节能降耗，降低生产成本、改变生产工艺、提高金属回收率、提高产品质量、实现硝酸钠无限循环使用，无废渣、无废弃物排放，从根本上解决对环境造成严重污染的技术问题、保护生态环境和人身健康，采用一种硝酸钠循环法清洁生产铬酸酐晶体的工艺方法。本专利技术由铬酸钠生产晶体铬酸酐和副产品硫酸钙。并将反应后产物硝酸钠又重新返回系统中进行循环使用，本专利技术在不排斥利用其它生产方式所产铬酸钠的前题下，希望本专利技术的生产工艺和专利技术人的原有科研成果(利用金属氧化时所放出的热能以铬铁合金和硝酸钠为原料制铬酸钠的生产工艺)完整结合和衔接，形成完整的硝酸钠循环法清洁生产铬酸酐晶体的工艺系统。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：1.一种硝酸钠循环法清洁生产铬酸酐晶体的工艺，其特征在于，包括以下三个阶段，A：制铬酸钙晶体，B：制铬酸溶液，C:制铬酸酐晶体；其中：A阶段包括如下步骤：A1、制硝酸钙溶液：按预定比例依次加入碳酸钙、水、浓硝酸混合，在室温下搅拌反应至溶液清澈透明为止；A2、制铬酸钙晶体：称取预定量的固体铬酸钠，加入到A1溶液中，于90℃恒温搅拌反应40分钟，然后过滤，滤物为铬酸钙晶体，滤液为硝酸钠溶液；B阶段包括如下步骤：B1、制重铬酸钙溶液：将A2步骤所得铬酸钙晶体加入预定量的水进行搅拌，同时滴加60％的稀硫酸调PH＝1.8～2.1，并记录下稀硫酸的用量，于40℃下搅拌40分钟，得重铬酸钙和硫酸钙混合溶液。B2、制铬酸与硫酸钙混合溶液：将B1所得重铬酸钙和硫酸钙混合溶液再次加入稀硫酸，稀硫酸的加入量与B1步骤中的调PH＝1.8～2.1时所用稀硫酸的加入量相同，于40℃下搅拌40分钟，然后过滤，得滤物硫酸钙晶体和铬酸溶液；B3、制铬酸溶液：将B2所得铬酸溶液加热蒸发至100～110℃，然后冷却降温至18℃静置1小时后过滤，滤物为硫酸钙晶须，滤液为较纯净的铬酸溶液；C阶段包括如下步骤：C1、制铬酸酐粗晶体：将B3所得铬酸溶液加入浓硫酸，使溶液中硫酸含量达到900～1100g/L的浓度范围，搅拌后静置12小时使铬酸酐充分结晶，然后过滤，滤物为铬酸酐粗晶体，滤液为浓硫酸和含有少量铬和钙等杂质的残液,该滤液一部分返至B阶段工艺过程，用于对溶液的中和调整，另一部分配入浓硫酸后重复使用于本工艺阶段；C2、浓硝酸洗涤：将C1所得滤物铬酸酐粗晶体，加入到68％的浓硝酸中反复多次进行洗涤，直至将浓硫酸彻底洗净为止，浓硝酸与晶体铬酸酐的使用比例为，浓硝酸中含铬酸酐1～2％，具体按(铬酸酐在不同浓度的硝酸中的溶解度表)进行加入。C3、烘干：将C2浓硝酸洗涤过的铬酸酐晶体在120℃下进行烘干，烘干时间为24小时，烘干后得99.7～99.98％的高纯晶体铬酸酐。进一步地，所述步骤A1中碳酸钙、水、浓硝酸的比例为：1份碳酸钙：2～4份水：1.7～2份浓硝酸，浓硝酸的含量为68％；所述步骤A2中铬酸钠的加入量与所述A1中碳酸钙的加入量有关，具体比例为：1份碳酸钙：2.2～2.5份铬酸钠。进一步地，所述步骤B1中的铬酸钙晶体与水的配比与所述A1中碳酸钙的加入量有关，并以A1中碳酸钙的加入量来确定铬酸钙晶体与水的配制比例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硝酸钠循环法清洁生产铬酸酐晶体的工艺，其特征在于，包括以下三个阶段，/nA：制铬酸钙晶体，/nB：制铬酸溶液，/nC:制铬酸酐晶体；/n其中：A阶段包括如下步骤：/nA1、制硝酸钙溶液：按预定比例依次加入碳酸钙、水、浓硝酸，在室温下混合搅拌反应至溶液清澈透明为止；/nA2、制铬酸钙晶体：称取预定量的固体铬酸钠，加入到A1溶液中，于90℃恒温搅拌反应40分钟，然后过滤，滤物为铬酸钙晶体，滤液为硝酸钠溶液；/nB阶段包括如下步骤：/nB1、制重铬酸钙溶液：将A2步骤所得铬酸钙晶体加入预定量的水进行搅拌，同时滴加60％的稀硫酸调PH＝1.8～2.1，并记录下稀硫酸的用量，于40℃下搅拌40分钟，得重铬酸钙和硫酸钙混合溶液。/nB2、制铬酸与硫酸钙混合溶液：将B1所得重铬酸钙和硫酸钙混合溶液再次加入稀硫酸，稀硫酸的加入量与B1步骤中的调PH＝1.8～2.1时所用稀硫酸的加入量相同，于40℃下搅拌40分钟，然后过滤，得滤物硫酸钙晶体和铬酸溶液；/nB3、制铬酸溶液：将B2所得铬酸溶液加热蒸发至100～110℃，然后冷却降温至18℃静置1小时后过滤，滤物为硫酸钙晶须，滤液为较纯净的铬酸溶液；/nC阶段包括如下步骤：/nC1、制铬酸酐粗晶体：将B3所得铬酸溶液加入浓硫酸，使溶液中硫酸含量达到900～1100g/L的浓度范围，搅拌后静置12小时使铬酸酐充分结晶，然后过滤，滤物为铬酸酐粗晶体，滤液为浓硫酸和含有少量铬和杂质的残液,该滤液一部分返至B阶段工艺过程，用于对溶液的中和调整，另一部分配入浓硫酸后重复使用于本工艺阶段；/nC2、浓硝酸洗涤：将C1所得滤物铬酸酐粗晶体，加入到68％的浓硝酸中反复多次进行洗涤，直至将浓硫酸彻底洗净为止，浓硝酸与晶体铬酸酐的使用比例为，浓硝酸中含铬酸酐1～2％，具体按铬酸酐在不同浓度的硝酸中的溶解度进行加入。/nC3、烘干：将C2浓硝酸洗涤过的铬酸酐晶体在120℃下进行烘干，烘干时间为24小时，烘干后得99.7～99.98％的高纯晶体铬酸酐。/n...

【技术特征摘要】
1.一种硝酸钠循环法清洁生产铬酸酐晶体的工艺，其特征在于，包括以下三个阶段，
A：制铬酸钙晶体，
B：制铬酸溶液，
C:制铬酸酐晶体；
其中：A阶段包括如下步骤：
A1、制硝酸钙溶液：按预定比例依次加入碳酸钙、水、浓硝酸，在室温下混合搅拌反应至溶液清澈透明为止；
A2、制铬酸钙晶体：称取预定量的固体铬酸钠，加入到A1溶液中，于90℃恒温搅拌反应40分钟，然后过滤，滤物为铬酸钙晶体，滤液为硝酸钠溶液；
B阶段包括如下步骤：
B1、制重铬酸钙溶液：将A2步骤所得铬酸钙晶体加入预定量的水进行搅拌，同时滴加60％的稀硫酸调PH＝1.8～2.1，并记录下稀硫酸的用量，于40℃下搅拌40分钟，得重铬酸钙和硫酸钙混合溶液。
B2、制铬酸与硫酸钙混合溶液：将B1所得重铬酸钙和硫酸钙混合溶液再次加入稀硫酸，稀硫酸的加入量与B1步骤中的调PH＝1.8～2.1时所用稀硫酸的加入量相同，于40℃下搅拌40分钟，然后过滤，得滤物硫酸钙晶体和铬酸溶液；
B3、制铬酸溶液：将B2所得铬酸溶液加热蒸发至100～110℃，然后冷却降温至18℃静置1小时后过滤，滤物为硫酸钙晶须，滤液为较纯净的铬酸溶液；
C阶段包括如下步骤：
C1、制铬酸酐粗晶体：将B3所得铬酸溶液加入浓硫酸，使溶液中硫酸含量达到900～1100g/L的浓度范围，搅拌后静置12小时使铬酸酐充分结晶，然后过滤，滤物为铬酸酐粗晶体，滤液为浓硫酸和含有少量铬和杂质的...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔柏人，吴丽花，李密成，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：乔柏人，
类型：发明
国别省市：宁夏;64