Способ получения окиси хрома

0 П И С А Н И Е 1111546565ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(22) Заявлено 02.01.75 (21) 2091246/26с присоединением заявки Ме(51) М. Кл, С 016 37/02 Государственный комитет Совета Министров СССР ло делам изобретенмйи открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ ХРОМА Изобретение относится к производству оки. си хрома, используемой как металлургической промышленностью для выплавки металлического хрома, так и в качестве зеленого пигмента лакокрасочной промышленностью с одновременным получением кристаллического сульфата натрия для производства сульфида натрия.Известны способы получения окиси хрома, применяемой для выплавки металлического хрома, а также в качестве зеленого пигмента, включающие стадию переработки образующихся сульфатных растворов на кристаллический сульфат натрия,К ним относятся, в частности, способы, базирующиеся на термической обработке продуктов восстановительного осаждения хрома из хроматных растворов серой или сульфидом натрия на первой стадии и тиосульфатом натрия на второй.Первую стадию процесса, в случае использования серы, осуществляют обычно при повышенном давлении в автоклаве и избытках серы; в случае сульфида натрия процесс ведут при атмосферном давлении и кипении реакционной смеси. Образующийся на первой стадии тиосульфат натрия используют в качестве восстановителя на второй.Вторая стадия процесса реализуется путем добавления серной кислоты к смеси, содержащей хромат и тиосульфат натрия в заданном соотношении. Осуществляют ее при атмосферном давлении и температуре кипения реакционной смеси. Конечную величину рН среды 5 поддерживают в пределах 5 - 6, предпочтительнее 5,2 - 5,7, а количество тпосульфата натрия в зависимости от метода переработки сульфатных растворов варьируют в пределах 17 - 134% от теоретически необходимого для 10 восстановления хрома (1) моно- или бихромата натрия.Продукты восстановительного осажденияхрома, образующиеся в процессе такого двухстадийного процесса, отделяют от сульфатно го раствора и подвергают термической обработке с получением металлургической или пигментной окиси хрома, а сульфатные растворы перерабатывают на кристаллический сульфат натрия, который используют затем в 20 производстве сульфида натрия. Посколькусульфатные растворы, кроме сульфата натрия, содержат серусодержащие восстановители и шестивалентный хром, то в технологическую схему получения окиси хрома включают обыч но дополнительные стадии автоклавной обработки либо реакционной массы после второй стадии восстановления, либо сульфатного раствора, обеспечивающие полное окисление серусодержащих восстановителей, а переработ ку сульфатных растворов ведут в производст 54656540 45 50 ве бпхромата натрия совместно с бп; роматносульфатными растворами 1.Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения окиси хрома, предусматривающий переработку сульфатных растворов на кристаллический продукт путем подщелачивания их до рН среды, при котором хром шестпвалентпый и тиосульфат натрия не реагируют, В качестве щелочного реагента используют суспензию гидрата окиси хрома в растворе тиосульфата натрия, получаемую на первой стадии процесса, После подщелачивания до заданной величины рН среды гидрат окиси хрома, введенный с суспензией, отделяют фильтрацией; сульфаттио-сульфатный раствор упарпвают, выпавшие кристаллы сульфата натрия отделяют, а маточный тиосульфат-сульфатный раствор вместе с осадком гидрата окиси хрома возвращают в начало процесса на вторую стадию, которую осуществляют при рН 5 - б, температуре кипения реакционной смеси и количестве тиосульфата натрия в пределах 119 - 134% от теоретически необходимого 2.Недостатками этого способа являются сложность технологического процесса ввиду его многостадийности и относительно низкая скорость фильтрации продуктов восстановительного осаждения, составляющая 4 - б мл/см мин (по фильтрату).С целью повышения скорости фильтрации продуктов восстановительного осаждения хрома из растворов моно- илп бихромата натрия тиосульфатом натрия и упрощения процесса по предлагаемому способу на вторую стадию исходный моно- или бихромат натрия вводят в количестве, обеспечивающем содержание тиосульфата натрия в суспензии, равное 150 - 200% от теоретически необходимого, а отделение осадка гидрата окиси хрома осуществляют по достижению рН среды 6,2 - 6,7. Причем переработку отделенного от осадка маточника ведут в аппарате с псевдоожиженным слоем. П р и м е р 1. а) На первой стадии восстановления подвергают взаимодействию 260 кг КагСг 04 в виде щелочного хроматного раствора с содержанием 160 кг/м СгО, и 96 кг серы, что соответствует -122% от стехиометрического количества ее в уравнении: 4 МагСг 04+68+ (2 х+1) НгО == 2 (СггОз хНгО) +ЗКаг 5 гОз+2 ИаОН (1) Процесс ведут в автоклаве при 135 С, получая суспензию гидрата окиси хрома в щелочном растворе тиосульфата натрия, содержащем -240 кг/м г 1 аг 5 г 03.На второй стадии восстановления к полученной суспензии добавляют 384 кг КагСг 04 в виде раствора монохромата натрия, получая хром ат-тиосульфатную смесь, содержание тиосульфата натрия в которой соответст 10 15 20 25 30 35 вует - 163%-шзму количеству против стехиометрического в уравнении: 8 МагСг 04+ЗМагЬгОз+5 Нг 50+ (4 х - 5) НгО =Полученную смесь нагревают до 95 С и медленно вводят серную кислоту до достижения величины рН среды -6,5. Реакционную массу кипятят в течение 60 мин, и образовавшийся осадок гидроокпсных соединений хрома отделяют фильтрацией, Средняя скорость фильтрации по фильтрату составляет8 мл/смг мин,Осадок отмывают от растворимых солей и прокаливают при температуре - 1300 С; спек выщелачивают, окись хрома отмывают и сушат, получая готовый продукт - металлургическую окись хрома.Сульфатный раствор с содержанием 135,3 кг/м Маг 504 и 26,0 кг/м Каг 5 гОз, что соответствует молярному отношению Маг 504. : 11 аг 5 гОз=5,8, подвергают сушке в аппарате КС, получая кристаллический сульфат натрия с содержанием -16% Маг 5 гОз, который направляют на переработку в производство сульфида натрия на стадию окускования сульфата натрия.б) Лналогичный результат получают, подвергая на первой стадии восстановления взаимодействию 200 г ХагСггОг в виде бихроматного раствора с содержанием 150 г/л СгОз и 90 г сульфида натрия в виде раствора с содержанием 80 г/л Маг 5, что соответствует -101% от стехиометрического количества его в уравнении: 4 ХагСгг 07+бМагЯ+ (4 х+7) НгО =Процесс ведут при 100 С, получая суспензию гидрата окиси хрома, в которую затем на второй стадии вводят 100 г КагСгг 07 в виде исходного бихроматного раствора, получая хромат-тиосульфатную смесь, содержание тиосульфата натрия в которой соответствует 200%-ному количеству против стехиометрического в уравнении (2).Далее поступают, как описано выше, заканчивая вторую стадию процесса при рН среды б,б. Полученный осадок гидроокисных соединений хрома отделяют от сульфатного раствора, отмывают и прокаливают; спек выщелачивают, окись хрома промывают и сушат. П р и м е р 2. Первую стадию восстановления осуществляют в примере 1.На второй стадии восстановления к полученной щелочной суспензии гидрата окиси хрома в растворе тиосульфата натрия добавляют 268 кг КагСгг 07 и 140 кг Хаг 504 в виде бпхром атно-сульфатного раствора после бисульфатной травки растворов монохромата натрия. Полученная хромат-тиосульфатная смесь содержит тиосульфат натрия в количе546565 Формула изобретения Составитель И. ЗиннерТекред Н. Аук Корректор Л. Брахнина Редактор Т. Логинова Заказ 43713 Изд. Уа 209 Тираж 654 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета .т 1 иипстров СССР по делам изобретений и открыт и 113035, Москва, )К, Раушская иаб., д. 4,5Типография, пр. Сапунова, 2 стве, соответствующем -200% -ному против стехпометрического в уравнешш:4 ХазСгзОт+8 Ма,804+Зуав.зОз+Нз 504+ + (4 х - 1) Нз 0=4(СгзОз хНгО)+15 Маз 804 (4)Далее поступают, как в примере 1, получая реакционную массу с рН среды -6,7. Средняя скорость фильтрации по фильтрату составляет -10 мл/сммин.Осадок гидроокисных соединений хрома отмывают и прокаливают прп - 1300 С; спек выщелачивают, полученную металлургическую окись хрома промывают и сушат.С сульфатным раствором, содержащим 17,5 кг/м Хаз 504 и 39,0 кг/м 1 хазЯ,Оз, поступают, как в примере 1.Во всех приведенных примерах получена окись хрома, по качеству полностью соответствующая действующему ГОСТУ.Технико-экономическая эффективность изобретения обеспечивается в результате упрощения переработки получающихся на второй стадии восстановления сульфатных растворов, содержащих строго регламентируемое количество тиосульфата натрия (молярное отношение Ка,804.ХазЯзОз поддерживается в пределах 4 - 10), интенсификации стадии фильтрации продуктов восстановительного осаждения (фильтруемость последних улучшается в 1,5 - 2 раза) и получения кристаллического сульфата натрия в хорошо брпкетируемой форме (брикеты, полученные на основе такого сульфата натрия, выдерживают нагрузку 200 - 300 кг/см), что позволяет интенсифицировать процесс его переработки в производстве сульфида натрия. 1. Способ получения окиси хрома, включающий восстановление части моно- плп бихро 5 мата натрия серусодержащпм восстановителем на первой стадии, введение и образовавшуюся суспензпю гпдрата окиси хрома в щелочном растворе тпосульфата натрия оставшейся части исходного моно- плп бихромата10 натрия на второй стадии, отделение осадкагпдрата окиси хрома фильтрацией, его термическую обработку и переработку отделенного маточника на кристаллический сульфатнатрия, отличающийся тем, что, с целью15 повышения скорости фильтрации и упрощенияпроцесса, на вторую стадию исходный моноплп бпхромат натрия вводят в количестве,обеспечивающем содержание тпосульфата натрия в суспензпп, равное 150 в 20/о от теоре 20 тически необходимого, а отделение осадкагидрата окиси хрома осуществляют по достижению рН среды 6,2 - 6,7,2. Способ по п, 1, отличающийся тем,что переработку отделенного от осадка ма 25 точника ведут в аппарате с псевдоожпженнымслоем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе30 1. Химия и технология хромовых соединений. Изд. Химия, М. - Л., 1966, стр. 199 - 208.2. Химия и технология окиси хрома. Труды УНИХИМ, вып. 15, Свердловск, 1969, 35 стр. 73 - 83 (прототип) .