[发明专利]一种常压还原法制备彩色水合氧化铬的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机化工领域，涉及一种在常压和酸性条件下还原重铬酸盐制备彩色水合氧化铬的方法。

背景技术

水合氧化铬[Cr₂O₃·n H₂O，n＝2～5]，是铬盐工业生产中的主要产品之一。水合氧化铬呈灰绿色无定形物，难溶于水，易溶于酸和碱。水合氧化铬为两性化合物，在强酸溶液中呈碱性，在强碱溶液中呈酸性。水合氧化铬在超过100℃下干燥，开始脱水转变成含水量不同的无水物，进一步灼烧则变成三氧化二铬Cr₂O₃(墨绿色)。

水合氧化铬作为颜料，主要用作涂料及清漆的着色和制作其他铬盐颜料。水合氧化铬作为化工原料，是生产亚铬盐酸、含铬的复合氧化物、三氧化二铬和其他三价铬化合物等各种氧化铬材料的原料，还用于制备催化剂及其载体。近年来，随着各种氧化铬材料的开发以及大众对色调的多元化追求，彩色水合氧化铬的制备新技术引发了人们的极大兴趣。

目前，水合氧化铬的制备方法主要有三价铬沉淀法与六价铬盐还原法。其中，六价铬盐还原法中多采用硫及含硫物质(如S、SO₂或Na₂S)进行湿法还原，此法不但工艺过程落后而且制备过程中产生大量含硫废弃物给环境带来极大污染。在六价铬盐还原法中也有采用热压还原法，该法在热压反应釜中以蔗糖等作为还原剂直接将重铬酸盐还原为水合氧化铬。这些方法制备的产品为价格比较便宜的墨绿色，没有去考虑制备不同颜色的氧化铬。

前人对于水合氧化铬的合成做了一些研究工作，结果表明水合氧化铬的制备方法不同，产物的外表形貌与内部结构及性能也不同，表现出不同的颜色。如，美国海明斯公司采用热压还原法生产7个型号的水合氧化铬，其颜色包括淡绿色、暗绿色、鲜艳蓝绿色、黄-绿色等。又如，前苏联专利[舍列夫，翠绿色铬颜料制法，苏1047941(1983)；舍列达，颜料铬翠绿的制法，苏442693(1977)]报道了采用热压还原法生产翠绿色铬颜料的方法。热压还原法又称热压液法，是指在密封的压力容器中，以水或其他液体为溶剂，在介于水的沸点和临界点之间的高温和4～15MPa高压下合成，再经分离和后处理得到微粒的一种方法。该方法的工艺是在高温、高压条件下实施的，对设备要求较高，并且没有利用重铬酸钠在酸性条件中具有强氧化性的特点。

本发明开发出温和条件下制备彩色水合氧化铬的新技术和工艺，以拓宽水合氧化铬的颜色，是具有相当的应用价值和实际意义的。

关于在酸性和常压条件下还原重铬酸盐制备彩色水合氧化铬的方法，尚未见有与本发明采用相同或相近方法的文献报道与专利技术。

发明内容

本发明的目的就是充分利用重铬酸盐在酸性条件下的强氧化能力，提供一种在酸性和常压条件下还原重铬酸盐制备彩色水合氧化铬的方法，本方法具有工艺简单、流程短、生产成本低、纯度和收率高等特点。

本发明的一种常压还原法制备彩色水合氧化铬的方法，包括下述步骤：

a.将重铬酸盐溶解于pH值为1～3的组合无机酸水溶液，配制成重铬酸盐的质量分数为15～40％的混合溶液，向上述混合溶液中加入百分之一组合无机酸水溶液体积、质量分数为0.5％的氯化十二烷基三甲基铵水溶液；

b.将上述混合溶液在常压和搅拌下加热至50～80℃，分批加入1.2～1.3倍摩尔比重铬酸盐用量的多羟基糖或醇类物质，搅拌反应1～2小时，80～100℃下保温2.0小时，得到氧化铬水合物料浆；

c.过滤料浆得到氧化铬水合物滤饼和含少量六价铬的滤液，适量水洗滤饼，合并滤液返回配料工序循环使用；

d.滤饼在N2气保护和60～80℃温度下干燥1.5～2小时，冷却至室温，得到彩色水合氧化铬产品。

所述的重铬酸盐是采用重铬酸钾或重铬酸钠。

所述的组合无机酸是盐酸、硫酸、磷酸和硼酸中的任意二种或者多种的搭配。

所述的多羟基糖是蔗糖或葡萄糖或果糖。

所述醇类物质是甲醇或乙醇。