[发明专利]一种提高NaOH介质中铬酸钠分离效率的方法

说明书

本发明公开了一种提高NaOH介质中铬酸钠分离效率的方法，通过将钾盐和/或KOH加入到含有NaOH和Na₂CrO₄的混合溶液中，反应后液固分离，得到循环母液与K₃Na(CrO₄)₂晶体。本发明利用K₃Na(CrO₄)₂在高浓度NaOH溶液中溶解度较低的特性，在同等浓度条件下实现NaOH溶液中铬酸钠分离效率的大幅提升，可作为铬酸钠常规蒸发结晶分离的后续深度分离补充工序，使得结晶母液中Na₂CrO₄浓度由常规蒸发结晶的＞100g/L降至＜20g/L，同时得到了可进一步生产铬绿产品的K₃Na(CrO4)₂晶体。分离过程清洁，操作简单，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于化工领域，具体地涉及铬盐行业，尤其涉及一种提高NaOH介质中铬酸钠分离效率的方法。

背景技术

铬盐生产工艺主要分为焙烧法和液相氧化法，近年来，液相氧化法，特别是钠系液相氧化法生产铬酸钠逐渐成为工艺开发及工程示范的热点，有望在竞争中逐渐替代焙烧法，成为铬盐生产的下一代主流工艺。

CN102134097A公开了一种铬酸盐的分离装置，将在连续液相氧化反应塔中经反应制成的铬酸盐混合物，流入到加有氢氧化钠(钾)溶液的低位贮存桶中，搅拌均匀后，抽入固液分离器中，经固液分离，达到氢氧化钠(钾)与铬酸盐分离的目的。

CN102139921A公开了一种连续液相氧化反应塔生产铬酸盐的制备工艺，以氢氧化钠和铬矿粉(铬铁粉)为原料，采用气动流化塔连续液相氧化法技术实现了铬铁矿的高效反应，反应完成后的浆液液固分离后得到滤饼和氢氧化钠-铬酸钠滤液。氢氧化钠-铬酸钠滤液经结晶得到铬酸钠粗晶，一次结晶收率超过60％。

CN101817561A公开了一种铬铁矿加压浸出清洁生产铬酸钠的方法，亦以氢氧化钠溶液与铬铁矿为原料，在热压釜内用含氧气体氧化铬铁矿制铬酸钠，工艺中所得到的含NaOH、Na₂CrO₄溶液经除杂、蒸发结晶得到铬酸钠晶体，蒸发结晶母液返回反应体系循环使用，再次参与铬铁矿的浸取反应。

NaOH介质液相氧化生产铬酸钠工艺中，氢氧化钠-铬酸钠滤液蒸发结晶分离铬酸钠的分离效率主要取决于NaOH-Na₂CrO₄-H₂O体系的溶解度，以邹兴45～110℃下NaOH-Na₂CrO₄-H₂O体系的溶解度等温线为例(表1)，可大致总结铬酸钠在氢氧化钠溶液中的溶解度规律为：铬酸钠在低碱溶液中溶解度高，在高碱溶液中溶解度低，氢氧化钠对铬酸钠盐析分离效果明显。但铬酸钠溶解度随温度变化不大。因此，液相氧化铬盐工艺中，得到的含NaOH、Na₂CrO₄溶液一般通过从低碱到高碱的蒸发结晶获得铬酸钠晶体，但受NaOH-Na₂CrO₄-H₂O体系溶解度限制，结晶后母液中Na₂CrO₄浓度仍然很高，结晶率偏低。以80℃真空蒸发结晶铬酸钠为例，蒸发终点为NaOH 682g/L时，Na₂CrO₄浓度为146.42g/L；蒸发终点为NaOH725g/L时，Na₂CrO₄浓度为140.19g/L。蒸发终点碱浓度越高铬酸钠浓度相对降低，但碱浓度太高会导致溶液粘度增大，分离困难。如何实现铬酸钠的高效分离，避免循环介质中大量铬酸钠存在，是铬酸钠结晶分离的重要研究内容之一。

表1. 1(45、80和110)℃时NaOH-Na₂CrO₄-H₂O三元体系溶解度