重铬酸根与铬酸钾根互转化的方程式怎么写

Cr2(SO4)2+6NaOH=Cr(OH)3+3Na2SO4

Cr(OH)3+NaOH=NaCr(OH)4

2NaCr(OH)4+3Br2+8NaOH=2Na2Cr2O4+6NaBr+8H2O

配置1000ml溶质的质量分数为5%的稀硫酸(密度为1.07g/ml)，它的质量＝1000mlX1.07g/cm^3＝1070克

（2）需要98%的浓硫酸各多少克。

配置1000ml溶质的质量分数为5%的稀硫酸(密度为1.07g/ml)，需要纯硫酸的质量：

1000mlx1.07g/cm^3x5%＝53.5克

需要98%的浓硫酸的质量＝53.5g÷98%=54.6g

水的质量＝1070g－54.6g＝1015.4克

V浓硫酸=54.6g÷1.84g/cm^3=29.6ml

V水=1015.4g÷1g/cm^3=1015.4ml

除非你检测的硫酸盐是硫酸铬（绿色），硫酸铬（三价铬）溶液用硫酸调节酸度，用硝酸银作催化剂，用过硫酸铵高温氧化三价铬为六价铬的重铬酸根，重铬酸根的颜色是黄色的，检测到的重铬酸根离子越多，当然硫酸盐（硫酸铬）就越多。

2Cr3+ + 3S2O82- + 7H2O = AgNO3 = Cr2O72- + 6SO42- + 14H+

将铜屑置于硫酸铬溶液中，观察到铜屑无反应，说明铜不能置换出铬，铬比铜活泼

将铝屑表面打磨，置于硫酸铬溶液中，观察到铝屑表面析出黑色粉末(铬)，说明铝比铬活泼

故活泼性:Al〉Cr〉Cu

bB=△Tf/Kf=0.285/1.86=0.1532mol/kg

Bb(硫酸铬)=26.3/392/1=0.06709mol/kg

硫酸铬在溶液中的解离度为0.1532/0.06709=228.34%

bB(总)=0.28/1.86

bB(分子)=1000×26.3/392/1026.3

硫酸铬在溶液中的解离度为（0.28/1.86）/（1000×26.3/392/1026.3）=230.3%

文档序号：23395248发布日期：2020-12-22 14:03阅读：891来源：国知局

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本发明涉及冶金化工技术领域，尤其是涉及一种易溶氢氧化铬的制备方法。

背景技术：

近年来，三价铬在电镀和金属表面处理方面的应用蓬勃发展，三价铬电镀浴和金属表面处理池的三价铬源主要使用易溶三价铬盐，如氯化铬、硫酸铬、氨基磺酸铬等。但是，使用中随着铬以金属铬或氧化铬形式在基体上沉积成膜，cl-或so42-等阴离子将留在浴池液中；补充相当于已消耗铬量的铬源继续电镀后，阴离子在浴池中继续累积，使浴池液组成无法保持稳定，需全部更换成新浴池液，并对废液进行处置。虽然可使用氢氧化铬或碳酸铬作为补充铬源，但因传统方法所制氢氧化铬或碳酸铬不溶于水，在通常使用的酸性水溶液中溶解性低，配制浴池液时，必须长时间加热搅拌，存在电镀时或金属表面处理时因配制镀液或池液而中断作业的问题。

传统生产氢氧化铬或碳酸铬的加料方式，是将质量、体积较小的无机碱溶液加到质量、体积较大的氯化铬或硫酸铬水溶液中，极度过量的cr3+遇到oh-或co32-便形成过多的沉淀中心，致使析出的一级粒子过小，静电引力过强，容易聚集成过大的聚集体，吸附较多的杂质和水分，难以过滤，且难溶于酸性溶液中，从而限制了其应用。基于以上问题，开发出易溶解的三价铬镀浴和金属表面处理池用三价铬源及补充铬源尤为重要。

现有技术公开了一种将含cr3+的水溶液添加到无机碱溶液中进行反应，使反应液中cr3+始终处于低浓度状态，同时将溶液浓度、反应温度、加料速度、搅拌速度控制在特定范围内，致使得到的氢氧化铬一级粒子大、聚集体小，在酸性水溶液中易溶，称为易溶氢氧化铬。将此氢氧化铬悬浮于纯水制成浆液，作为补充三价铬源直接加到浴池中(渡浴和金属表面处理池的溶液均呈酸性)。浴池溶液中原有的酸性能在数分钟内(无机酸)或数十分钟内(有机酸)将易溶氢氧化铬悬浮液完全溶解。

现有技术还公开了一种通过控制溶液浓度、反应温度、加料速度、搅拌速度，将无机碱溶液及三价铬盐水溶液同时加到水介质中反应，亦能得到一级粒子大、聚集体小的氢氧化铬，将其制成的悬浮液在酸性溶液中亦易溶解。

以上两种通过改变加料方式、控制反应条件，制得的氢氧化铬的一级粒子均较大，静电引力较弱，聚集体粒度较小，不仅易溶于酸性水溶液，而且沉淀过程中对杂质的包藏、吸附作用也较小，纯度较高。用此氢氧化铬生产三价铬化合物，不仅生产效率高，且制得铬化合物的质量也好，是某些三价铬化合物特别是有机酸铬的优良铬源。然而，这两种方法需要将溶液浓度、反应温度、加料速度、搅拌速度等控制在特定范围，反应条件较为苛刻。

非专利文献《氢氧化铬的基础及应用研究》中提到，以氨水作为沉淀剂常温下制备的氢氧化铬均为晶态，溶解性能优异，低温时制备的结晶稍微优于常温状态；以氢氧化钠作为沉淀剂制备氢氧化铬时，温度对氢氧化铬结晶影响很大，温度控制在15℃以下，可以得到结晶较好的氢氧化铬。晶态氢氧化铬在低温条件下非常稳定，不会发生结构的改变。该文献中提到的制备易溶氢氧化铬的方法，均是在室温及以下的条件下实现的，以氨水作为沉淀剂制备易溶氢氧化铬，成本较高，作业环境较差，而采用氢氧化钠作为沉淀剂时，则需要控制在低温条件下(＜15℃)，条件较为苛刻。

基于此，现有技术仍然有待改进。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种易溶氢氧化铬的制备方法，以解决现有技术的易溶氢氧化铬的制备方法反应条件苛刻的技术问题。

一方面，本发明实施例所公开的一种易溶氢氧化铬的制备方法，包括如下步骤：

步骤一向三价铬溶液中加入铵盐并溶解，得到第一混合溶液；

步骤二在预定反应条件下，向所述第一混合溶液中加入碱，得到氢氧化铬沉淀；

步骤三将所述氢氧化铬沉淀过滤、洗涤，得到易溶氢氧化铬。

进一步地，所述铵盐为水溶性且ph值不大于7。

进一步地，所述铵盐为硫酸铵、硫酸氢氨、氯化铵、硝酸铵、醋酸铵中的一种。

进一步地，所述铵盐的阴离子与三价铬溶液中的阴离子相同。

进一步地，步骤一中，所述铵盐的用量为：以摩尔比计，铵盐的铵离子与三价铬溶液中的铬离子的比值范围为0.6～2.0。

进一步地，步骤二中，所述预定反应条件为：反应温度20-60℃，搅拌速度为200-500r/min。

进一步地，步骤二中，所述碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或多种。

进一步地，步骤二中，加碱至ph值为6.0-9.0时，停止加碱并继续搅拌。

进一步地，所述继续搅拌的搅拌时间为5-60min，优选地，搅拌时间为15～30min。

采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：

本发明的一种易溶氢氧化铬的制备方法，通过向三价铬溶液中加入铵盐的方式，在加碱过程中减缓三价铬的沉淀速度，抑制氢氧化铬胶体的生成，制备出一种易溶氢氧化铬；在传统碱沉的基础上，仅需添加单一铵盐，加入量少，成本低，且不引入其它杂质；工艺简单，反应条件温和，可操作性强；氢氧化铬易沉淀，无需静置，易酸溶，可作为三价铬源用于电镀和金属表面处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的一种易溶氢氧化铬的制备方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

如图1所示，本发明一些实施例公开了一种易溶氢氧化铬的制备方法，包括如下步骤：

步骤一向三价铬溶液中加入铵盐并溶解，得到第一混合溶液；

步骤二在预定反应条件下，向所述第一混合溶液中加入碱，得到氢氧化铬沉淀，沉淀过程中释放出的氨可吸收后回用；

步骤三将所述氢氧化铬沉淀过滤、洗涤，得到易溶氢氧化铬，滤液可直接进入废水处理工序。

其中，所述铵盐为水溶性且ph值不大于7；所述铵盐可为硫酸铵、硫酸氢氨、氯化铵、硝酸铵、醋酸铵中的一种。一些优选的实施例中，所述铵盐的阴离子与三价铬溶液中的阴离子相同。

本发明在不改变传统加料方式的前提下，在沉淀前向三价铬溶液中加入一定量的铵盐(如硫酸铵、氯化铵、硝酸铵等)。由于nh4+离子可与cr3+离子形成稳定配合物cr(nh3)63+，在加碱沉淀时，oh-缓慢取代nh4+，继而减缓了cr3+离子的沉淀速度，加之铵盐属强电解质，可以破坏氢氧化铬胶体的生成，这些现象都有利于氢氧化铬晶体的生长，避免形成粒径过大的聚集体，继而得到易过滤、易溶解的氢氧化铬。

本发明一些优选的实施例所公开的一种易溶氢氧化铬的制备方法，在上述实施例的基础上，步骤一中，所述铵盐的用量为：以摩尔比计，铵盐的铵离子与三价铬溶液中的铬离子的比值范围为0.6～2.0，优选地，铵盐的铵离子与三价铬溶液中的铬离子的比值范围为1.0～1.5；

步骤二中，所述预定反应条件为：反应温度20-60℃，搅拌速度为200-500r/min；所述碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或多种。

本发明一些优选的实施例中，对于反应终点的判断，可采用在步骤二中，加碱至ph值为6.0-9.0时，停止加碱并继续搅拌5-60min，优选搅拌15-30min后，认为反应完成。

实施例1

氯化铬溶液1000ml(其中cr3+＝10g/l)，加入氯化铵6.2g(n(nh4+)∶n(cr3+)＝0.6)，搅拌溶解；在温度20℃、搅拌速度速200～300r/min下加入碳酸氢钠碱液，控制终点ph为6.0，加碱完毕搅拌反应30min；过滤、洗涤，得到易溶氢氧化铬，滤液进入废水处理工序。将得到的氢氧化铬沉淀物置于0.1mol/lhcl溶液中(1000ml)，室温下搅拌溶解，所需时间约3min。

实施例2

硫酸铬溶液2000ml(其中cr3+＝26g/l)，加入硫酸铵132g(n(nh4+)∶n(cr3+)＝2.0)，搅拌溶解；在温度60℃、搅拌速度速400～500r/min下加入碳酸钠碱液，控制终点ph为7.0，加碱完毕搅拌反应15min；过滤、洗涤，得到易溶氢氧化铬，滤液进入废水处理工序。将得到的氢氧化铬沉淀物置于0.05mol/lh2so4溶液中(2000ml)，室温下搅拌溶解，所需时间约5min。

实施例3

硝酸铬溶液500ml(其中cr3+＝31g/l)，加入硝酸铵31g(n(nh4+)∶n(cr3+)＝1.3)，搅拌溶解；在温度40℃、搅拌速度速300～400r/min下加入氢氧化钠碱液，控制终点ph为9.0，加碱完毕搅拌反应5min；过滤、洗涤，得到易溶氢氧化铬，滤液进入废水处理工序。将得到的氢氧化铬沉淀物置于0.1mol/lhno3溶液中(500ml)，室温下搅拌溶解，所需时间约6min。

实施例4

乙酸铬溶液1500ml(其中cr3+＝18g/l)，加入乙酸铵40g(n(nh4+)∶n(cr3+)＝1.0)，搅拌溶解；在温度50℃、搅拌速度速300～400r/min下加入碳酸氢氨碱液，控制终点ph为8.0，加碱完毕搅拌反应20min；过滤、洗涤，得到易溶氢氧化铬，滤液进入废水处理工序。将得到的氢氧化铬沉淀物置于0.2mol/l乙酸溶液中(1500ml)，室温下搅拌溶解，所需时间约10min。

实施例5

硝酸铬溶液800ml(其中cr3+＝35g/l)，加入硝酸铵64.6g(n(nh4+)∶n(cr3+)＝1.5)，搅拌溶解；在温度30℃、搅拌速度速400～500r/min下加入碳酸铵和碳酸氢铵的混合碱液，控制终点ph为7.5，加碱完毕搅拌反应10min；过滤、洗涤，得到易溶氢氧化铬，滤液进入废水处理工序。将得到的氢氧化铬沉淀物置于0.1mol/lhno3溶液中(800ml)，室温下搅拌溶解，所需时间约8min。

需要特别指出的是，上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换形成的组合也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

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该技术已申请专利。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。

技术研发人员：蒋霖伍珍秀李明伍金树

技术所有人：攀钢集团研究院有限公司

反应之后化合价降低的是氧化剂，记不住这句话，可以记碳燃烧的例子，氧由0价到-2价，降低，是氧化剂。

氧化铬用作颜料称为氧化铬绿，其制备工艺有很多，但常用的主要有3种：由氧氧化铬制备氧化铬法，硫酸铵一红矾钠热分解法，铬酐直接热分解法。

1. 硫酸铵吨一红矾钠热分解

此方法是美、英、德等国生产氧化铬的基本方法，已成为国外制取氧化铬产量最大、质量最好、品种最多的生产方法。其优点是生产工艺比液相还原法简单，成本低于铬酐分解法，适应性广（可制颜料、研磨剂、耐火材料及冶金级氧化铬），适于回转窑大规模生产

，生产过程中基本不产生有害气体。因而取代早期的红矾钠一氯化铵热分解法。商品氧化铬几乎均由红矾钠直接或间接制得，其产量大约占红矾钠消费量的20％

世界各国氧化铬总生产能力大约10万吨/年。

2.  铬酐直接热分解

铬酐热分解法：在900℃以高温条件下对铬酐进行热分解，稍冷后进行粉碎得成品。近年我国用此法所制氧化铬发展极怏，1999年用铬酐所制氧化铬产量约为1.3万吨，是铁台金厂由铬酸钠还原制得的冶金级氧化铬的两倍铬酐的热分解过程比较复杂，随温度升高，铬酐将分解为4种铬氧化物由于铬酐约200℃熔融并开始分解，析出氧及氧化铬，所以随着温度升高，氧化铬晶体得以在铬酐熔液中逐渐形成和长大。这种方法长成的晶体缺陷较少，能保持氧化铬单晶的许多优异性能，而且产品质量高，所以广为采用。研究表明，当温度升高到470℃时已有Cr2O3产生，至550V时已完全转化为Cr2O3。但在试验过程中发现，实际分解的温度高于该温度。原因在于Cr2O3分解过程中，生成Cr2O3薄膜包覆于未转化的铬氧化物表面，而Cr2O3的熔点很高(2266±25)℃，且传热性差，阻碍了铬氧化物的进一步分解。为此可采用添加少量水的工艺来降低反应温度。一方面Cr2O3极易溶于水，另一方面可使添加剂与Cr2O3原料混合均匀。样品分析结果表明，Cr2O3的质量分数已达到99％ 以上。反应温度和时间对铬酐的分解也有很大影响。

3. 由氧氧化铬制三氧化二铬

迄今尽管已有多种由硫酸铬溶液经中和、分离制氢氧化铬的方法，但因生成的氢氧化铬是微细的胶状物，不仅难以处理，而且纯度低，长期存放后，在酸碱中均不溶解；另外，若中和剂采用碱士金属的氢氧化物或碳酸盐，将形成难溶或不溶性的副产物，致使中和剂的使用有局限性而使此法的推广受到限制。为了解决此问题，德国专利418050提出了下式反应制氢氧化铬的方法：

但该方法也有缺陷：操作复杂，铁易混入氢氧化铬巾。因此，改用较为容易的氯化铬水溶液中和后制备氢氧化铬。

此外，还有由水溶性三价铬盐经氢氧化铬或羟氧化铬(CrOOH)制氧化铬；利用含铬废料制氧化铬；由非颜料级氧化铬制颜料级氧化铬；用铝热法或硅热法直接制熔喷氧化铬等