[发明专利]一种制备混合价态（Cr(Ⅳ)和Cr(Ⅵ)）铬酸盐Ca5

说明书

本发明提供了一种制备混合价态(Cr(Ⅳ)和Cr(Ⅵ))铬酸盐Ca₅Cr₃O₁₂的方法，制备流程为：将CaCrO₄与CaO混合均匀，在氧气与氮气的混合气氛(氧气分压为10kPa‑15kPa)中进行高温煅烧，使混合物中的部分Cr(VI)还原为Cr(Ⅳ)，从而生成Ca₅Cr₃O₁₂，使用去离子水、有机酸(如稀醋酸或甲酸)对获得的产物进行洗涤后将滤渣加热、干燥，以便去除水分和其他杂质。本发明采用还原方法制备Ca₅Cr₃O₁₂，工艺简单，所需原料均可购买获得或在实验室制备，成本较低，并且制备的Ca₅Cr₃O₁₂纯度可达80～97％，收率达到90％左右。

技术领域

本发明涉及铬盐制备领域，具体是一种制备混合价态(Cr(Ⅳ)和Cr(Ⅵ))铬酸盐Ca₅Cr₃O₁₂的方法。

背景技术

铬盐是我国化工产业的重要原料之一，其中以Cr(III)和Cr(Ⅵ)盐的应用最为广泛，Cr(III)盐广泛应用于皮革鞣制、陶瓷颜料、电镀等行业，Cr(Ⅵ)盐则广泛应用于电镀、各种铬盐生产、防腐剂制造等行业。随着对含铬材料研究的拓展，一些其他价态Cr盐(如Cr(IV)和Cr(V)盐)的性质逐步引起了研究者的注意，对其应用的相关研究也受到了青睐。但是介于Cr(III)和Cr(Ⅵ)之间价态的铬盐，其性质往往不够稳定，并且相较于Cr(III)和Cr(Ⅵ)盐的大量研究与文献记载，中间价态铬盐的研究资料少之又少，这导致其无法量产。

目前已知的Ca₅Cr₃O₁₂制备方法是将Cr₂O₃和CaO充分混合后在1300℃左右进行煅烧，利用Cr(III)在碱土金属作用下会发生高温氧化的特性生成该种铬盐。首先此种方法需要加入大量的CaO，成品中含有不少CaO杂质。并且由于采用的是高温氧化的方法，煅烧温度跨度大，在此过程中Cr(III)还会氧化成其他不同价态的铬盐，获得成分复杂的混合物产物，产物中除Ca₅Cr₃O₁₂外还包含Cr₅O₁₂、Ca₃(CrO₄)₂、Ca₅(CrO₄)₃O_0.5等多种铬盐，其中Ca₅Cr₃O₁₂的含量在50％以下，收率较低。且产物中含的有些铬盐用去离子水和有机酸清洗去除效果并不理想，仍会有大量的残留，因此Ca₅Cr₃O₁₂在纯度上无法满足要求。

除此之外，鲜有文献和专利记载Ca₅Cr₃O₁₂的制备方案。本发明中利用了CaCrO₄与CaO的高温还原反应，反应所处的温度区间内生成的杂质较少，Ca₅Cr₃O₁₂收率高，煅烧结束后产物中过量的CaO和一些微量杂质通过去离子水和有机酸洗涤去除，最终可获得高纯度的Ca₅Cr₃O₁₂。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种制备纯度高、杂质含量少的Ca₅Cr₃O₁₂的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：