[发明专利]重铬酸钠结晶液的连续制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机盐材料技术领域，尤其涉及重铬酸钠结晶液的连续制备方法。

背景技术

铬盐是无机盐主要品种之一，在国民经济和社会生活中用途极广，主要用于电镀、鞣革、印染、医药、颜料、催化剂、氧化剂、火柴及金属缓蚀等方面。目前国内铬盐产量逐年递增，但仍需进口部分铬盐来满足国内市场需求。

国内生产重铬酸钠的方法主要为硫酸法，该生产技术存在诸多不足之处，主要表现为：主金属铬的利用率低，仅为75％；酸化过程产生含铬废水10～20立方米，含铬芒硝0.7吨，含铬氢氧化铝约0.2吨，还有相当数量的铬蒸汽及粉尘；每吨铬酸酐产品副产含铬硫酸氢钠1.2～1.5吨。这一现状不仅阻碍了铬盐企业自身的发展，也不利于国民经济整体发展，迫切需要开发新的生产技术，制得优质的铬盐产品，满足市场需求。

从国内外生产技术发展趋势来看，绿色化学(Environmentally Benign Chemistry)是大势所趋。其核心内涵就是把现有化学和化工生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”，即从源头上减少或消除对生态环境有毒有害的原料、催化剂、溶剂和试剂的使用及产物、副产物的产生，力求使化学反应具有“原子经济性”，实现废物的“零排放”。

离子膜电解法制备重铬酸钠正是在绿色化学的基础上发展的制备技术，该方法利用由阳离子交换膜、阴、阳电极构成一膜二室电解槽装置，阳极室内通入铬酸钠碱性液，阴极室内通入稀的氢氧化钠溶液，接入直流电后，阴、阳离子在电场作用下分别向阳极室和阴极室迁移；阳离子通过阳离子膜进入阴极室，在阴极室得到碱液，阳极室得到重铬酸钠溶液；同时在阴、阳电极上分别有氢气和氧气产出。反应方程式为：

Na₂CrO₄+2H₂O→Na₂Cr₂O₇+2NaOH+H₂↑+1/2O₂↑

在中国专利《离子膜电解法制备二水重铬酸钠的方法》(申请号200910001674.2)中公开了一种利用一膜二室电解槽装置生产重铬酸钠的方法，但该电解法在生产过程中是一个间歇的过程，需通过循环电解来完成，因此，工艺具有不易操控性，还可能发生电解过量现象，既影响产品质量，又造成电力资源的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现连续生产、提高生产效率的重铬酸钠结晶液的连续制备方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种重铬酸钠结晶液的连续制备方法，包括以下步骤：

(1)第一步电解：在安装有过滤器的重铬酸钠结晶液的连续制备装置中以质量浓度为20～40％的碱性铬酸钠溶液为阳极原料液，质量浓度为3～25％的氢氧化钠溶液为阴极原料液，首先将所述阳极原料液和所述阴极原料液按1∶0.7～1∶1.05的重量比在70℃下加热后置于恒温罐中，并以3.38～27.07ml/min的流速分别通入阳极室、阴极室；通直流电，控制电流密度在1000～4000A/m²，于70℃下电解，阳极得到中性铬酸钠溶液及氧气，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气；所述中性铬酸钠溶液经过滤后得到作为第二步的阳极原料液通入下一套无过滤器的重铬酸钠结晶液的连续制备装置中；同时，采用气液分离器分别收集所述氧气和氢气；

(2)第二步电解：将所述步骤(1)得到的阳极原料液和作为阴极原料液的质量浓度为3～25％的氢氧化钠溶液按1∶0.7～1∶1.1的重量比在70℃下加热后置于恒温罐中，并以0.84～6.75ml/min的流速分别通入阳极室、阴极室；通直流电，控制电流密度在1000～4000A/m²，于70℃下电解，阳极得到重铬酸钠结晶液及氧气，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气；同时，采用气液分离器分别收集所述氧气和氢气。

所述碱性铬酸钠溶液为焙烧铬矿的浸取液。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、由于本发明采用离子膜电解法，因此，对电解原料铬酸钠含量无特殊要求。在不影响正常运行的前提下，溶解工序可考虑尽量少加水，以提高铬酸钠碱液浓度，降低蒸发工序中蒸水量，从而降低了能耗，节约了用水。同时生产过程中无含铬废弃物的循环或者排放，并得到经济价值很高的氢氧化钠及氢气、氧气。

2、产品纯度高。采用本发明方法电解后的阳极液仅含重铬酸钠，硫酸根、氯根及多价阳离子很低，因此，原料利用率近100％，所得无水重铬酸钠产品纯度达99.1％。