[发明专利]一种高松装密度氧化铬的清洁制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高松装密度、金属氧化物的制备方法，具体地说是气体还原剂低温还原铬盐高松装密度氧化铬的清洁制备方法

背景技术

氧化铬主要用于冶金、颜料、磨料、耐火材料、熔喷材料等方面。具有耐腐蚀、耐光、耐磨、耐酸和碱等特点。

氧化铬生产主要采用硫酸铵-红矾钠热分解法(US4,040,860)和铬酸酐热分解法。硫酸铵-红矾钠热分解法制取氧化铬是国外产量最大，品种最齐全的生产方法。该方法优点是适于回转窑大规模生产，生产过程有害气体少，能制得结晶好、色相好、含硫低、粒度大、表观密度高的产品。铬酸酐热分解法是采用铬酐为原料，在1100～1300℃下煅烧，该法工艺简单、成本高，生产规模小。上述工业化生产方法所制得的氧化铬产品的松装密度为0.6～0.7g/cm³。

US4,052,225中公开了一种氢还原制备低硫颜料级氧化铬绿的方法，其还原温度为900～1600℃，用氢气还原添加0.1％～2％超细二氧化硅的碱金属铬酸盐制备颜料级氧化铬绿。但是这种方法反应温度太高，使得能耗很大；而且，还需要通入能和反应副产物成盐的气体，反应设备复杂。

CN1907865中公开了以铬盐为原料，以还原性气体作为还原剂，于300～850℃，将铬盐与过量的还原气体一起反应0.5～3h；冷却后，将反应混合物用水洗涤、干燥后，在400～1100℃煅烧1～3h，得到氧化铬粉体，其氧化铬松装密度为0.4～0.5g/cm³。

CN101224985中公布了控制烧结过程中氧分压，在1400～1500℃下保温2～8小时条件下烧成体积密度在3.4g/cm³的氧化铬。

发明内容

开发一种全新的、具有工业可行性的高松装密度氧化铬的清洁制备工艺，使氧化铬产品具有高的松装密度，易实现工业化的特点。

本发明的基本思路是六价铬盐与还原性气体在300～800℃下还原得到前驱体，主要成分为三价的铬化合物和三价碱和铬的化合物，洗涤干燥后得到氢氧化铬和少量的碱和铬的化合物，称之为中间产物。中间产物在350～550℃保温一段时间，保温后产物直接在850～1150℃煅烧一段时间，或者中间产物直接从常温开始缓慢升温至850～1150℃煅烧一段时间，洗涤、过滤、干燥后得到高松装密度氧化铬。

本发明包括以下步骤：

(1)铬酸盐，在还原炉中还原，还原温度为300～800℃，还原时间为0.5～5h，还原产物在保护性气氛冷却。

(2)还原产物在常温下进行洗涤，过滤干燥后产物称为中间产物。

(3)中间产物在空气气氛下保温一段时间，保温温度为350～550℃，煅烧时间为0～5h。

(4)保温后产物在空气气氛下直接煅烧，煅烧温度为850～1150℃，煅烧时间为0～3h。

(5)煅烧后产物洗涤、干燥后得到高松装密度氧化铬。

具体实施方案

实施例1

1000g铬酸钾还原，在箱式还原炉中进行，采用氢气作为还原气体，还原温度为450℃，还原时间为2h，还原过程中氢气流量为0.6L/min。

还原产物冷却后采用冷水洗涤，洗涤、过滤、干燥得到中间产物。

中间产物在空气气氛下，350℃保温1.5h，得到保温后产物。

保温后产物在空气气氛下，850℃煅烧1.5h，洗涤干燥后得到氧化铬样本。

在氧化铬样本中，氧化铬主含量大于99.0％，松装密度为0.62g/cm³。

实施例2

1000g重铬酸钾还原，在箱式还原炉中进行，采用天然气作为还原气体，还原温度为500℃，还原时间为2h，还原过程中氢气流量为0.6L/min。

还原产物冷却后采用冷水洗涤，洗涤、过滤、干燥得到中间产物。

中间产物在空气气氛下，400℃保温1.5h，得到保温后产物。

保温后产物在空气气氛下，900℃煅烧1.5h，洗涤干燥后得到氧化铬样本。

在氧化铬样本中，氧化铬主含量大于99.0％，松装密度为0.82g/cm³。

实施例3

1000g重铬酸钠还原，在箱式还原炉中进行，采用氨气作为还原气体，还原温度为500℃，还原时间为2h，还原过程中氢气流量为0.6L/min。

还原产物冷却后采用冷水洗涤，洗涤、过滤、干燥得到中间产物。

中间产物在空气气氛下，450℃保温1.5h，得到保温后产物。