Способ получения пигментной окиси хрома Советский патент 1982 года по МПК C01G37/02 

1

Изобретение относится к технолотии получения окиси хрома, широко применяемой в лакокрасочной промышленности в качестве зеленого пигмента, а также в металлургической промышленности в качестве абразивного материала.

Известен способ получения окиси хрома термической обработкой гидратйрованных хромихроматов, по которому получают продукт с содержанием CrjOj 98,3-98,51, не обладающий пигментными свойствами. Стадия получения хромового ангидрида (исходного материала для получения окиси хрома) включает в себя стадию сернокислотного разложения бихрЬмата натрия и стадию переработки расплавленного бисульфата натрия, содержащего примеси хромового ангидрида и нерастворимые кислые сульфаты хрома (III), образующиеся на стадии получения хромового ангидрида за счет термического и сернокислотного разложения CrOg.Переработку бисульфатного плава осуществляют путем взаимодействия его с растйором монохромата натрия при 50-60 С СП.

По известному способу содержащийся в отходе (бисульфатном расплаве) хромовый ангидрид не теряется и после бисульфатной травки в виде бихромата натрия возвращается в процесс. Что касается нерастворимых кислы с сульфатов хрома, образующихся в результате

10 протекания побочных реакций разложения хромового ангидрида, то они в виде пульпы сбрасываются в отвал, приводя к безвозвратной потере хрома, вводимого в производство.

15

Выход окиси хрома при термическом разложении хромового ангидрида по известному способу, считая от бихромата натрия,вводимого в процесс, составляет 92, (с учетом Потерь на ос20тальных стадиях процесса). Кроме того, этот способ не обеспечивает защиты окружающей среды от загрязнения соединениями хрома. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам я&ляется способ, по которому стадию переработки бисульфатного расплава отхода производства хромового ангидрида- осуществляют при температуре кипения реакционной среды, В этом случае нерастворимые кислые сульфаты хрома разлагаются с образованием основного хромата хрома (хромихроматов) кбторый потом перерабатывается на хро мовый дубитель или фосфат хрома, или хромей лика т ный пигмент 2 . По данному способу исключаются без возвратные потери хрома и загрязнение окружающей среды, однако выход окиси хрома остается на том же уровне, так как хром хромихроматов перерабатывается на другие хромовые продукты. Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения пигментной окиси хрома, включающему разложение бихромата натрия серной кислотой, отделение хромового ангидрида от расплавленного бисульфата натрия, переработку последнего, термическое разложение хромового ангидрида и прокаливание продуктов его разложения, хромсодержащие продукты, обргйзующиеся в процессе переработки расплавленного бисульфата натрия, подвергают сушке, нагреву до 150-250°С, выщелачиванию, промыванию и затем термообработке совместно с хромовым ангидридом при соотношении хрома в продукте переработки бисульфата и хрома в хромовом ангидриде, г-ат ,5. По предлагаемому способу выход оки си хрома повышается до 97,5-98%, т. е на . Указанные пределы обусловлены тем, что продукт, удовлетворяющий пигментным свойств.ам по показателям интенсив ности и кроющей способности, невозмож но при соотношении большем, чем 1 хром хромихроматов к 9 хромам хромового ангидрида с одной стороны, и при отклонении от соотношения 1:9в5 не удается использовать весь Сг (Mi), содержащийся в бисульфатном плаве. Кроме того, с целью обеспечения высокого содержания по , в продукте (не менее 991) и упрощения процесса очистки хромихроматов от примесей последние в виде сгущенной пульпы или пасть подвергают предварительной сушке и термообработке при t 150-200 С, высушенный продукт затем выщелачива(От и отмывают от растворимых солей. Нагрев хромихроматов до обусловлен тем, что при этой температуре разрушаются труднорастворимые разноли гондные комплексные соединения Сг(Г||) с сульфатом и бих рома том с переходом их в водорастворимое состояние. Повышение температуры выше нецелесообразно экономически, так как при этом не достигается снижение водорастворимых соединений в хромихромате. Пример 1. А. 0,5 кг раздробленного технического бихромата натрия, с содержанием, %: Na2Cr2,0-f99i Na2Cr04 0,15; NaCf 0,3,засыпают в раствор и приливают 0,5 кг серной кислоты с концентрацией 92,5, что соответствует 125% от стехиометрического количества, необходимого для выплавки хромового ангидрида. Полученную смесь нагревают до 200°С при непрерывном перемешивании, после чего перемешивание прекращают и расплавленная масса отстаивается 2-3 мин. Находящийся в нижней части хромовый ангидрид через нижнее отверстие сливают в емкость, в которую залито 0,250 л воды. Полученный раствор. содержит 68% CrOg (раствор А). Бисульфатный плав, имеющий состав, %: 35, 50; СгОзЗ; Сг.0з2,5. Нерастворимый остаток - сливается в травочник, куда предварительно залито 2,7 л подогретого до 60°С раствора монохромата натрия с содержанием, г/л: Na2Cr04 2бО и NajCOj 8. Процесс конверсии монохромата натрия заканчивается при рН 5,, после чего полученную пульпу нагревают до 100°С и выдерживают при этой температуре при. непрерывном перемешивании в течение двух часов. Значение рН среды после выдерживания составляет 5.0. Пульпу фильтруют на вакуумной воронке со средней скоростью фильтрации по фильтрату 2 . Фильтрат, представляющий собой бихроматно-сульфатный раствор с содержанием, г/л: NajCrjO 220; , передают на переработку в производство бихромата натрия а осадок хромихроматов после промывки с содержанием общего хрома в пересчете на вводят в раствор хромового ангидрида (раствор А). При этом обеспечивается соотношение хрома хромихроматов к хрому в хромовом ангидриде 1:9,55Полученную смесь прокаливают ЗОО-ЭЗО С 30-40 мин, Полученную смесь хрома отмывают горячей водой от растворимых примесе фильгЬуют и сушат при 120С. Окись хрома имеет состав: 99 0,1% водорастворимых веществ, ,0, красящая способность 105% Рт эталона; укрывистость 12 г/мУ.Выход окиси хрома 97%. П р и м е р 2. Процесс ведут ана логично примеру 1, но осадок хромихроматов (Б) подвергают предварител ной сушке при и последующей от .мывке от растворимых солей. Отмытый осадок вводят в раствор хромового ан гидрида (раствор А) при соотношении хрома хромихроматов к хрому в хромовом ангидриде 1:9 и далее процесс пр водят аналогично примеру 1. Окись хрома имеет состав: 99,2% Сг20з; О,об водорастворимых веществ/ ,7; красящая способность 110% от эталона, укрывистость 10 г/м. .Выход окиси рома 98%. П р и м е р 3. Процесс ведут аналогично примеру 1, но осадок Б предварительно сушат при 250С. Отмытый осадок вводят в хромовый ангидрид в соотношении 1:9,25. Окись хрома имеет состав: 99,3% 0,05% водорастворимых веществ ,7; красящая способность 112% от эталона; укрывистость 10 г/м .Выход окиси хрома 98,2%. Предлагаемый способ позволяет повысить выход пигментной окиси хрома. одновременно решив проблему переработки хромихроматов по относительно простой технологической схеме, по сра внению с тем, как это решается в способе-прототипе (переработка хромихро96601 6при («атов на другие хромсодермащие продукты). Способ может быть реализован на предприятиях, производящих соединения хрома. Технико-эксжомический эффект от реализации предлагаемого изобретения достигается за счет повышения выхода окиси хрома, а также упрощения способа переработки хромихроматов по сравнению с известными способами и составляет ориентировочно 150 тыс. руб. в год. Формула изобретения Способ получения пигментной окиси хрома, включающий разлстение бихроната натрия серной кислотой, оУдепение хромового ангидрида от расплавленного бисульфата натрия. Переработку поспеднего, термическое разложение хромового ангидрида и прокаливание продуктов его разложения, отличающий с я тем, что, с целью повышения выхода пигмг-.нтной окиси хрома, хромсодержащие продукты, образующиеся в процессе переработки расплавленного бисульфата натрия, подвергают сушке, нагреву до 150-250 с, выщелачиванию, про(««ыванию и затем термообработке совместно с хромовым ангидридом при соотношении хрома в продукте переработ ки бисульфата и .хрома .в хромовом ангидриде, г-ат 1:9-9,5. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авербух Т. Д., Павлов П. Г. Технология соединений хрома. Л., Химия, 1973, с. 228-235- 2. Там же, с. 218-221.