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铬绿的生产工艺及主要用途的立项申请

来源:中经纵横 更新日期:2019-01-11 15:27:28

报告内容

第一节 铬绿的概述

铬绿,即三氧化二铬( Cr₂O₃),由于晶体为浅绿色而被称为铬绿。为绿色六方结晶粉末。密度5.21g/cm3。熔点(2266±25℃)。沸点4000℃。溶于热的碱金属溴酸盐溶液。不溶于水、醇、酸和碱。对光、大气、高温及二氧化硫和硫化氢等腐蚀性气体均极稳定。有很高的遮盖力,有毒。(立项申请)

第二节 铬绿的生产工艺

氧化铬用作颜料称为氧化铬绿。制备的工艺有很多,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。

硫酸铵-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 ,生产过程巾基本不产生有害气体。因而取代了早期的红矾钠一氯化铵热分解法(氯化铵易挥发损失)。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。

铬酐直接热分解

铬酐(CrO₃)热分解法:在900℃以上高温条件下对铬酐进行热为1.3万吨,是铁台金厂由铬酸钠还原制得的冶金级氧化分解,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。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CrO₃。极易溶于水,另一方面可使添加剂与CrO₃。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。一般说来,温度越高,反应时间越短。一系列不唰温度的反应的实验及该温度下TEM照片结果表明在650℃以下,铬酐很难完全转化为Cr₂O₃。,样品中含有大量的针状晶体物样品中含有大量的针状晶体物(CrO₂),随温度升高,颗粒逐渐变大,900~C时已有明显的烧结现象。

据有关资料报道,在以铬酸钠用硫酸铵分解法制取Cr₂O₃时,添加硼酸可改善产品的色光性能。(NH4)Cr2O7加热至170v时,分解为松散的绿色的Cr₂O₃、N₂和H₂O,同时放热。试验表明,N₂的产生不能改善产品的分散性能,但在反应过程中会使样品变得更疏松。

若将铬酐进行预处理,生产得到的颜料性能会有所提1200℃烧30min,得到的氧化铬比表面1.48m2/g 而只用铬酐热分解的对照产品比表面仅0.78m2/g。

也可用氨水溶液处理铬酐,使比值NH3/CrO₃≥0.1,含H2O>3%。例如将99.8%的铬酐100份,分别用氨水溶液136份、102份、68份、34份或6.8份处理,使比值NH3/CrO3分别为2.0、1.5、1.0、0.5或0.1,在200℃加热于1000oC烧30min,得到的氧化铬比表面分别为2.76m2/g、2.64m2/g、2.54m2/g、1.98m2/g或1.4m2/g。而未处理的铬酐,热分解后的氧化铬比表面仅1.14m2/g。

铬酐水溶液与乙醇混合,98°C处理8h,冷却、过滤、干燥,得到黑色氧化铬胶,磨至直径小于1um后,在700℃烧3h,得到粒状的氧化铬,分散性能好,比表面23.5m2/g,密度5.21g/cm3。

铬酐热分解法还用于制备价态大于4而小于6的氧化铬,如Cr2O5及Cr3O8。与制Cr2O3不同之处在于升温速度很慢,最高温度仅254°C(制Cr2O8)或370°C(制Cr2O5)。这些黑色粉状物是制造磁性记录材料CrO2的中间体。

第三节 铬绿的主要用途

1.铅铬绿是涂料工业主要的着色颜料,绝大部分的绿色漆都是以这种颜料配制的。此外,也用于油漆及塑1.料。其应用范围同铅铬黄非常相似。因组成中含有铬黄,应用时注意其含铅的毒性。铅铬绿中含有铁蓝,并含有氧化剂铬酸铅,所以当粉尘遇上火星有自燃的可能,在干燥、粉碎时不可不慎。燃烧后的铅铬绿完全丧失绿颜料的特性,转变为深棕黄色的物质。此外,在制作硝基漆时,轧片工艺不直接用铅铬绿轧制,而以铅铬绿研浆后调入的工艺,以防在轧片时燃烧。

2.用于冶金,亦用作陶瓷、耐火材料、颜料业原料及有机合成催化剂等。

3.用作分析试剂,催化剂。

4.用作胶黏剂和密封剂的着色性、耐磨性、耐腐蚀性填充剂。还可用作搪瓷、陶瓷、人造革、建筑材料的着色剂;有机化学合成催化剂;耐晒涂料以及印刷纸币的专用油墨。

5.用作化妆品的着色剂,主要用于眼部化妆品,但不得用于口腔及唇部化妆品中,不推荐用于面部化妆品及指甲油。

6.三氧化二铬是镀银层浸亮液的主要成分之一,新配制的三氧化二铬是配制氟化铬、溴化铬的重要原料。


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