[发明专利]废铬催化剂制备醋酸铬的工艺

说明书

一种废铬催化剂制备醋酸铬的工艺，通过将废铬催化剂进行三段热解处理后溶于硝酸溶液中，通过向滤液中缓慢加入NaOH，滤液pH由2.0调至4.0，反应形成氢氧化铬沉淀，再将其溶解在冰醋酸中制备得到的醋酸铬溶液，经喷雾干燥，得固体无水醋酸铬。采用废铬催化剂热解、酸溶、铬沉淀分离制备醋酸易溶的Cr(OH)₃，然后制备醋酸铬溶液，经喷雾干燥获得无水醋酸铬；本发明通过系统性地解决热解过程的完全氧化工艺、酸溶过程的有机物去除，醋酸易溶的Cr(OH)₃制备，防止水解的微酸性气态和固态干燥环境的构建等，实现了废铬催化剂向醋酸铬的转化；得到的醋酸铬，回收率高、产品纯度高。

技术领域

本发明涉及的是一种重金属废物回收领域的技术，具体是一种废铬催化剂制备醋酸铬的工艺。

背景技术

废铬催化剂主要来自有机合成工业，在有机合成反应过程中，随着使用时间的延长，催化剂活性逐渐降低。失活的原因主要是由于碳沉积在催化剂表面而使其结焦而废弃。资源化回收废铬催化剂，将其制备为应用广泛的高附加值的化工产品，不但能解决环境污染问题，而且可以提高含铬污泥的资源化利用水平。通过将废铬催化剂焚烧后填埋，是现有技术的主要处置方式，由此造成了铬资源的严重浪费。现有技术通过将废弃铬系催化剂富氧煅烧转化为氧化铬，然后由过量的浓碱液转化为偏铬酸盐，再由偏铬酸盐酸转化为水合氧化铬，该过程不仅工艺复杂，而且过量和高浓度的碱处理会导致水合氧化铬纯度下降，并造成碱液和酸的浪费。

醋酸铬Cr(CH₃CO₂)₃属于高附加值的化工产品，是一种重要的有机合成催化剂、媒染剂、电镀添加剂。现有技术通过在六水合三氯化铬CrCl₃·(H₂O)₆稀溶液中加入稀氨水制备氢氧化铬，然后将氢氧化铬与过量的乙酸反应经浓缩结晶制备醋酸铬，但是该方法得到的醋酸铬为水合醋酸铬而不是无水醋酸铬，同时所制备的氢氧化铬，容易交联团聚形成部分难溶于醋酸的氢氧化铬，并产生含氮废水和氨污染的问题。现有技术通过还原剂在醋酸环境中还原铬酐溶液进行制备，但产品为含结晶水的醋酸铬；由于醋酸铬溶解度大，易形成结晶水，而喷雾干燥又会引起醋酸铬的强烈水解，因此难以获得高纯无水醋酸铬。此外采用废铬催化剂为起始原料制备醋酸铬，其杂质会进一步影响醋酸铬产品的纯度。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种废铬催化剂制备醋酸铬的工艺，采用废铬催化剂热解、酸溶、铬沉淀分离制备醋酸易溶的Cr(OH)₃，然后制备醋酸铬溶液，经喷雾干燥获得无水醋酸铬；通过系统性地解决热解过程的完全氧化工艺、酸溶过程的有机物去除，醋酸易溶的Cr(OH)₃制备，防止水解的微酸性气态和固态干燥环境的构建等，实现了废铬催化剂向醋酸铬的转化；得到的醋酸铬，回收率高、产品纯度高。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种废铬催化剂制备醋酸铬的工艺，通过将废铬催化剂进行三段热解处理后溶于硝酸溶液中，通过向滤液中缓慢加入NaOH，滤液pH由2.0调至4.0，反应形成氢氧化铬沉淀，再将其溶解在冰醋酸中制备得到的醋酸铬溶液，经喷雾干燥，得固体无水醋酸铬。

所述的三段热解处理是指：空气流量为3.0m³/min，升温速率30℃/min；第一段热解温度150～180℃，保温时间45～60min；第二段热解温度450～500℃，保温时间60～90min；第三段热解温度650～700℃，保温时间90～120min。

所述的缓慢加入是指：NaOH加入量和速度按照每小时pH上升速率为0.25～0.40ΔpH/h进行控制，NaOH加入时间为5～8h。

所述的缓慢加入，优选预先将滤液稀释至含Cr³⁺量1～3％。

所述的缓慢加入，优选同时以速率10转/min进行搅拌。