本發明涉及氧化鉻綠生產領域,具體涉及一種將含鉻硫酸氫鈉直接生產氧化鉻綠的方法,代替原有的含鉻硫酸氫鈉回收利用法,比較原有工藝,本發明具有更環保、節能、增效、提升鉻鹽產品質量的效果。
背景技術:
硫酸法生產鉻酸酐過程中,1噸鉻酐生產約需排放1.5噸硫酸氫鈉。為了提高鉻酐產品質量,通常需將大量六價鉻直接隨硫酸氫鈉排出,故外排硫酸氫鈉中一般六價鉻含量達到10~15%,硫酸含量達到30~35%。
目前鉻鹽生產行業最普遍的含鉻硫酸氫鈉利用方法是綜合回收利用法,即將含鉻硫酸氫鈉回收到鉻鹽生產系統可代替硫酸用于鉻酸鈉堿性液的中和和鉻酸鈉溶液的酸化工藝。該工藝可有效回收硫酸氫鈉中的六價鉻和硫酸,但存在不足是一方面制約鉻鹽生產系統鉻酐產品和商品紅礬鈉產品的產能調節,當鉻酐生產量較大時,大量硫酸氫鈉無法被紅礬鈉生產系統全部消化,造成生產被動;另一方面連續循環回收利用,容易造成系統中雜質元素如鐵、鋁、釩、三價鉻等有害元素成分的富集,造成產品質量連續下滑,同時因需除雜,使生產線延長,能源消耗增大,生產成本提高。其它方法有含鉻硫酸氫鈉生產堿式硫酸鉻或者鉻黑,但存在不足是因硫酸氫鈉雜質含量大,生產產品有害雜質成分高,故工業化能力尚不完善。
技術實現要素:
針對現有技術的不足,本發明旨在提供一種利用含鉻硫酸氫鈉生產氧化鉻綠的方法,將含鉻硫酸氫鈉直接利用還原劑在酸性條件下還原,調整料液pH為中性得到氫氧化鉻漿液,過濾烘干后焙燒得到含量95%以上的氧化鉻綠產品,具有環保、節能、增效的生產效果。
為了實現上述目的,本發明采用如下技術方案:
一種利用含鉻硫酸氫鈉生產氧化鉻綠的方法,包括如下步驟:
S1將硫酸法生產鉻酸酐所產生的鉻酐廢渣即含鉻硫酸氫鈉冷卻后用水稀釋;
S2將步驟S1中稀釋后的含鉻硫酸氫鈉加入到有風道抽氣的攪拌罐內,并在攪拌條件下緩慢加入還原劑;
S3全部還原劑加入后,檢測pH值,并加氫氧化鈉調整pH值使得加入全部還原劑后的料液呈中性;
S4將步驟S3得到的呈中性的料液進行過濾,得到氫氧化鉻濾餅,經高溫焙燒得到氧化鉻綠產品。
需要說明的是,步驟S2中加入的還原劑為硫化堿、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、蔗糖或葡萄糖。
進一步需要說明的是,當還原劑采用硫化堿、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉,分別按照下列化學反應式的比例關系,根據步驟S1中含鉻硫酸氫鈉中六價鉻和硫酸的實際含量確定還原劑的加入量:
8Na2CrO4+6Na2S+11H2SO4+H2O==8Cr(OH)3+3Na2S2O3+11Na2SO4;
2Na2CrO4+3Na2S03+3H2O==2Cr(OH)3+3Na2SO4;
4Na2CrO4+3Na2S2O5+6H2O==4Cr(OH)3+4Na2SO4+4.5O2。
需要說明的是,步驟S2中會產生氣體SO2,氣體SO2通過風道外排后經噴淋洗氣塔洗滌吸收并用于鉻鹽生產系統中廢水六價鉻處理,SO2與鉻鹽生產系統的廢水中的六價鉻發生氧化還原反應,六價鉻被還原為三價鉻,經調整pH值為中性后,沉淀出氫氧化鉻并將其加入到步驟S4中一并焙燒生產氧化鉻綠。
所述鉻鹽生產系統廢水指無鈣焙燒紅礬鈉生產過程中產生的部分含六價鉻廢水,將產生的氣體SO2應用于鉻鹽生產系統中廢水六價鉻的依據為:
3SO2+2Na2CrO4+2H2O=Cr2(SO4)3+4NaOH。
需要說明的是,步驟S4中高溫焙燒的溫度為1000℃以上。
需要說明的是,在步驟S4中過濾得到的濾液主要包括硫酸鈉,將所述濾液進行蒸發濃縮后得到元明粉,而蒸發濃縮中得到的冷凝水達標后外排。
本發明的有益效果在于:將含鉻硫酸氫鈉直接利用還原劑在酸性條件下還原,調整料液pH為中性得到氫氧化鉻漿液,過濾烘干后焙燒得到含量95%以上的氧化鉻綠產品,具有環保、節能、增效的生產效果。
本發明代替了原有將含鉻硫酸氫鈉回收到鉻鹽生產系統用于中和和酸化的工藝,生產工藝流程短、方法簡單,關鍵是有效消耗了廢棄物含鉻硫酸氫鈉,一方面減輕了環保壓力,另一方面能有效調節鉻鹽生產系統中商品紅礬鈉和商品鉻酸酐的產能平衡,同時減輕了硫酸氫鈉回收利用造成的有害雜質富集,進而影響鉻鹽產品紅礬鈉和鉻酸酐產品質量的技術難題。本發明的生產工藝具有環保、節能、增效的生產效果。
具體實施方式
以下將對本發明作進一步的描述,需要說明的是,本實施例以本技術方案為前提,給出了詳細的實施方式和具體的操作過程,但本發明的保護范圍并不限于本實施例。
一種利用含鉻硫酸氫鈉生產氧化鉻綠的方法,包括如下步驟:
S1將硫酸法生產鉻酸酐所產生的鉻酐廢渣即含鉻硫酸氫鈉冷卻后用水稀釋;
S2將步驟S1中稀釋后的含鉻硫酸氫鈉加入到有風道抽氣的攪拌罐內,并在攪拌條件下緩慢加入還原劑;
S3全部還原劑加入后,檢測pH值,并加氫氧化鈉調整pH值使得加入全部還原劑后的料液呈中性;
S4將步驟S3得到的呈中性的料液進行過濾,得到氫氧化鉻濾餅,經高溫焙燒得到氧化鉻綠產品。
需要說明的是,步驟S2中加入的還原劑為硫化堿、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、蔗糖或葡萄糖。
進一步需要說明的是,當還原劑采用硫化堿、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉,分別按照下列化學反應式的比例關系,根據步驟S1中含鉻硫酸氫鈉中六價鉻和硫酸的實際含量確定還原劑的加入量:
8Na2CrO4+6Na2S+11H2SO4+H2O==8Cr(OH)3+3Na2S2O3+11Na2SO4;
2Na2CrO4+3Na2S03+3H2O==2Cr(OH)3+3Na2SO4;
4Na2CrO4+3Na2S2O5+6H2O==4Cr(OH)3+4Na2SO4+4.5O2。
需要說明的是,步驟S2中會產生氣體SO2,氣體SO2通過風道外排后經噴淋洗氣塔洗滌吸收并用于鉻鹽生產系統中廢水六價鉻處理,SO2與鉻鹽生產系統的廢水中的六價鉻發生氧化還原反應,六價鉻被還原為三價鉻,經調整pH值為中性后,沉淀出氫氧化鉻并將其加入到步驟S4中一并焙燒生產氧化鉻綠。
所述鉻鹽生產系統廢水指無鈣焙燒紅礬鈉生產過程中產生的部分含六價鉻廢水,將產生的氣體SO2應用于鉻鹽生產系統中廢水六價鉻的依據為:
3SO2+2Na2CrO4+2H2O=Cr2(SO4)3+4NaOH。
需要說明的是,步驟S4中高溫焙燒的溫度為1000℃以上。
需要說明的是,在步驟S4中過濾得到的濾液主要包括硫酸鈉,將所述濾液進行蒸發濃縮后得到元明粉,而蒸發濃縮中得到的冷凝水達標后外排。
實施例1
將2m3稀釋后的含鉻硫酸氫鈉置于搪瓷反應釜中,含鉻硫酸氫鈉中六價鉻(以Na2Cr2O7·2H2O計)含量為128g/L,H2SO4含量為306g/L,在攪拌條件和引風機啟動條件下緩慢加入硫化堿120Kg,再緩慢加入氫氧化鈉150Kg使料液pH值調整為中性。過濾洗滌得到氫氧化鉻濾餅,烘干后在1000℃下焙燒得到氧化鉻綠產品中C2O3含量為97.86%。過濾濾液經蒸發濃縮結晶得到元明粉。
實施例2
將2m3稀釋后的含鉻硫酸氫鈉置于搪瓷反應釜中,含鉻硫酸氫鈉中六價鉻(以Na2Cr2O7·2H2O計)含量為128g/L,H2SO4含量為306g/L,在攪拌條件和引風機啟動條件下緩慢加入亞硫酸鈉150Kg,再緩慢加入氫氧化鈉140Kg使料液PH值調整為中性。過濾洗滌得到氫氧化鉻濾餅,烘干后在1000℃下焙燒得到氧化鉻綠產品中Cr2O3含量為98.05%。過濾濾液經蒸發濃縮結晶得到元明粉。
實施例3
將2m3稀釋后的含鉻硫酸氫鈉置于搪瓷反應釜中,含鉻硫酸氫鈉中六價鉻(以Na2Cr2O7·2H2O計)含量為128g/L,H2SO4含量為306g/L,在攪拌條件和引風機啟動條件下緩慢加入焦亞硫酸鈉100Kg,再緩慢加入氫氧化鈉120Kg使料液pH值調整為中性。過濾洗滌得到氫氧化鉻濾餅,烘干后在1000℃下焙燒得到氧化鉻綠產品中Cr2O3含量為98.43%。過濾濾液經蒸發濃縮結晶得到元明粉。
實施例4
將2m3稀釋后的含鉻硫酸氫鈉置于搪瓷反應釜中,含鉻硫酸氫鈉中六價鉻(以Na2Cr2O7·2H2O計)含量為128g/L,H2SO4含量為306g/L,在攪拌條件和引風機啟動條件下緩慢加入蔗糖或葡萄糖100Kg,再緩慢加入氫氧化鈉220Kg使料液PH值調整為中性。過濾洗滌得到氫氧化鉻濾餅,烘干后在1000℃下焙燒得到氧化鉻綠產品中C2O3含量為98.43%。過濾濾液經蒸發濃縮結晶得到元明粉。
以上實例中對于硫化堿、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、蔗糖或葡萄糖等還原劑的加入量,是按照與鉻酸鈉發生氧化還原反應的理論摩爾質量的1.2-1.5倍比例過量加入,以達到完全反應的效果。
對于本領域的技術人員來說,可以根據以上的技術方案和構思,作出各種相應的改變和變形,而所有的這些改變和變形都應該包括在本發明權利要求的保護范圍之內。