鉻綠生產(chǎn)工藝

氧化鉻用作顏料稱為氧化鉻綠。F1前，制備Cr。O。的工藝有很多，但常用的主要有3種:由氧氧化鉻制備氧化鉻法，硫酸銨一紅礬鈉熱分解法，鉻酐直接熱分解法。

此方法是美、英、德等國生產(chǎn)氧化鉻的基本方法，已成為國外制取氧化鉻產(chǎn)量最大、質(zhì)量最好、品種最多的生產(chǎn)方法。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工藝比液相還原法簡單，成本低于鉻酐分解法，適應(yīng)性廣(可制顏料、研磨劑、耐火材料及冶金級(jí)氧化鉻)，適于回轉(zhuǎn)窯大規(guī)模生 ，生產(chǎn)過程巾基本不產(chǎn)生有害氣 體。因而取代了早期的紅礬鈉一氯化銨熱分解法(氯化銨易揮發(fā)損失)。商品氧化鉻幾乎均由紅礬鈉直接或間接制得，其產(chǎn)量大約占紅礬鈉消費(fèi)量的20% 世界各國氧化鉻總生產(chǎn)能力大約10萬噸/年。

鉻酐(CrO?)熱分解法:在900℃以E高溫條件下對(duì)鉻酐進(jìn)行熱為1.3萬噸，是鐵臺(tái)金廠由鉻酸鈉還原制得的冶金級(jí)氧化分解，稍冷后進(jìn)行粉碎得成品。近年我國用此法所制氧化鉻發(fā)展極怏，1999年用鉻酐所制氧化鉻產(chǎn)量約鉻的兩倍。

鉻酐的熱分解過程比較復(fù)雜，隨溫度升高，鉻酐將分解為4種鉻氧化物。

由于鉻酐約200℃熔融并開始分解，析出氧及氧化鉻，所以隨著溫度升高，氧化鉻晶體得以在鉻酐熔液中逐漸形成和長大。這種方法長成的晶體缺陷較少，能保持氧化鉻單晶的許多優(yōu)異性能，而且產(chǎn)品質(zhì)量高，所以廣為采用。

研究表明，當(dāng)溫度升高到470℃時(shí)已有Cr?O?。至550V時(shí)已完全轉(zhuǎn)化為Cr?O?。但在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，實(shí)際分解的溫度高于該溫度。原因在于Cr?O?。分解過程中，生成Cr?O?。薄膜包覆于未轉(zhuǎn)化的鉻氧化物表面，而Cr?O?。的熔點(diǎn)很高(2266±25)℃，且傳熱性差，阻礙了鉻氧化物的進(jìn)一步分解。為此，可采用添加少量水的工藝來降低反應(yīng)溫度。一方面CrO?。極易溶于水，另一方面可使添加劑與CrO?。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)已達(dá)到99%以上。

反應(yīng)溫度和時(shí)間對(duì)鉻酐的分解也有很大影響。一般說來，溫度越高，反應(yīng)時(shí)間越短。一系列不唰溫度的反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)及該溫度下TEM照片結(jié)果表明在650℃以下，鉻酐很難完全轉(zhuǎn)化為Cr?O?。，樣品中含有大量的針狀晶體物樣品中含有大量的針狀晶體物(CrO?)，隨溫度升高，顆粒逐漸變大，900~C時(shí)已有明顯的燒結(jié)現(xiàn)象。

據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，在以鉻酸鈉用硫酸銨分解法制取Cr?O?時(shí)，添加硼酸可改善產(chǎn)品的色光性能。(NH4)Cr2O7加熱至170v時(shí)，分解為松散的綠色的Cr?O?、N?和H?O，同時(shí)放熱。試驗(yàn)表明，N?的產(chǎn)生不能改善產(chǎn)品的分散性能，但在反應(yīng)過程中會(huì)使樣品變得更疏松。

若將鉻酐進(jìn)行預(yù)處理，生產(chǎn)得到的顏料性能會(huì)有所提1200℃燒30min，得到的氧化鉻比表面1.48m2/g 而只用鉻酐熱分解的對(duì)照產(chǎn)品比表面僅0.78m2/g。

也可用氨水溶液處理鉻酐，使比值NH3/CrO?≥0.1，含H2O>3%。例如將99.8%的鉻酐100份，分別用氨水溶液136份、1O2份、68份、34份或6.8份處理，使比值NH3/CrO3分別為2.0、1.5、1.0、O.5或0.1，在200℃加熱于1000"C燒30min，得到的氧化鉻比表面分別為2.76m 2/g、2.64m/g、2.54m/g、1.98m/g或1.4m /g。而未處理的鉻酐，熱分解后的氧化鉻比表面僅1.14m/g。

鉻酐水溶液與乙醇混合，98°C處理8h，冷卻、過濾、干燥，得到黑色氧化鉻膠 磨至直徑 《1um后，在700℃燒3h，得到粒狀的氧化鉻，分散性能好，比表面23.5m2/g，密度5.21g/cm3。

鉻酐熱分解法還用于制備價(jià)態(tài)大于4而小于6的氧化鉻，如Cr2O5及Cr3O8。與制Cr2O3不同之處在于升溫速度很慢，最高溫度僅254°C(制Cr2O8)或370°C(制Cr2O5)。這些黑色粉狀物是制造磁性記錄材料CrO2的中間體。

1.用于搪瓷、玻璃行業(yè)著色，特別用于生產(chǎn)陶瓷顏料，產(chǎn)品色澤明亮鮮艷。

2.用于耐溫涂料，氟碳涂料，戶外高耐候涂料;戶外塑料制品，塑鋼門窗型材，色母粒等。

試料用氫氧化鈉和過氧化鈉熔融分解，在Cc(H,SO,)=0.25mol/L〕硫酸介質(zhì)并有少量高錳酸鉀存

在下，用陰離子交換樹脂分離鋁等干擾元素，繼以抗壞血酸洗脫液還原并洗脫三價(jià)鉻，以空氣一乙炔火焰

于波長357.9nm處進(jìn)行鉻綠的測定。

試劑

3.1氫氧化鈉。

3.2 過氧化鈉。

3.3鹽酸Cc(HCI)=0.5mol/L),

3.4 硫酸((1+1):添加高錳酸鉀溶液0(.7)至淡紅色。

3.5氫氧化鈉溶液c〔(NaOH)二1mol/L),

I6 鍬酸鈉溶液。

3.6.1稱取。.5g四氧化餓(光譜純)溶于500mL氫氧化鈉溶液((3.5)中。

3.6.2分取上述溶液(3.6.1)用水稀釋配成。.2mg/mL的溶液。

3.7高錳酸鉀溶液((1g/mL)a

3.8 高錳酸鉀洗液:每100mL水中含有。.5mL高錳酸鉀溶液((3.7).

3.9洗脫液:將0.5g抗壞血酸和。.5g硫酸鈉溶于100mL鹽酸((3.3)中，用時(shí)現(xiàn)配。

3.10 鉻綠標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液:

稱取1.9335g精確至0.0001g，預(yù)先于150'C烘干的重鉻酸鉀(基準(zhǔn)試劑)，用水溶解后移入

100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液每1mL含1.000mg鉻綠。

3.11鉻綠標(biāo)準(zhǔn)溶液:

分取25.00mL上述溶液((3.10)于500mL容量瓶中用水稀釋至刻度，混勻。此溶液每1mL含

50ux鉻綠。

4 儀器

原子吸收分光光度計(jì)，附有。.5mmX100mm單縫燃燒器，鉻空心陰極燈。在儀器最佳工作條件

下，凡達(dá)到下列指標(biāo)的原子吸收分光光度計(jì)均可使用。

最低靈敏度:等差濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的最高濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度不低于。.500,經(jīng)標(biāo)尺擴(kuò)展后的吸光

度讀數(shù)，其穩(wěn)定性也必須符合下述規(guī)定。

工作曲線線性:等差濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液中的兩個(gè)最高濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度讀數(shù)之差值應(yīng)不小于最低濃

度標(biāo)準(zhǔn)溶液與零濃度溶液吸光度差值的0.7倍。

最小穩(wěn)定性:最高濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液與零濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液多次測量所得到的吸光度讀數(shù)相對(duì)于最高濃度

標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度的平均值的變異系數(shù)應(yīng)分別不大于1.5%和。.6%.

原子吸收分光光度計(jì)的工作條件參數(shù)見附錄A,

試樣

5.1祥品應(yīng)通過74pm篩。

5.2 試樣預(yù)先在105--1100C烘干2h，置于干燥器中，冷卻至室溫。

6分析步驟

61 測定次數(shù)

對(duì)同一試樣應(yīng)獨(dú)立地進(jìn)行三次測定，取其平均值。

6.2試料量

稱取0.1--0.5g試料，精確至0.0001g,

6.3 空白試驗(yàn)

隨同試料作空白試驗(yàn)。

64 測定

6.4.1將試料放于已熔化有2.5g氫氧化鈉((3.1)的剛玉增竭中，上面覆蓋2g過氧化鈉0(.2)，置于

7500C的高溫爐中熔融15-20min，取出增禍，冷卻。

注:增渦放入高溫爐之前，應(yīng)先在低溫電爐上加熱使之熔化，空白的熔融時(shí)間可適當(dāng)減少。

6.4.2將柑渦放人150mL燒杯中，加50mL熱水，待熔物脫落后，用水洗出增坍。

6.4.3加10滴俄酸鈉溶液(3.6.2)在低溫電爐上加熱煮沸1min，使過氧化氫完全分解，取下，冷卻。

6.4.4滴加硫酸溶液(3.4)至沉淀剛好溶解，加。.5mL高錳酸鉀溶液((3.7)，攪勻。待溶液冷卻后用水

稀釋至100mL,

6.4.5將溶液以3mL/min的流速通過交換柱，隨即用高錳酸鉀洗液0(.8)洗滌燒杯三次(每次約

5mL)，將柱內(nèi)溶液全部放出，棄去流出溶液。

注:交換柱式樣、樹脂型號(hào)見附錄B,

6.4.6關(guān)閉交換柱活塞，將洗滌液加人交換柱內(nèi)浸泡樹脂，直至六價(jià)鉻的黃色褪去，打開活塞，以小于

1mL/min的流速洗脫鉻，用50mL容量瓶承接洗脫液至刻度，混勻。

6.4.7在原子吸收分光光度計(jì)波長357.9nm處，使用空氣一乙炔火焰，以試液空白溶液為參比，與系列

標(biāo)準(zhǔn)溶液同時(shí)測定鉻綠的吸光度。從工作曲線上查出鉻綠量。

65工作曲線的繪制

移取0.00,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00mL鉻綠標(biāo)準(zhǔn)液(3.10.2)，分別置于一組50mL容

量瓶中，用洗脫液(3.9)稀釋至刻度，混勻。以零濃度為參比測定其吸光度。以鉻綠的濃度

(kg/mL)為橫坐標(biāo)，吸光度讀數(shù)為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。

7 分析結(jié)果的表述

按下式計(jì)算鉻綠的百分含量:

c.vx10-6

Cr.O3 = x 100

，粗

式中:。-自工作曲線上查得的鉻綠濃度，fag/mL;

v-被測溶液的體積,mL;

m-試料的質(zhì)量，9a

8 允許差

實(shí)驗(yàn)室間分析結(jié)果的差值應(yīng)不大于表1所列允許差。表 1

鉻綠含量 允許差

0.0050 0.010 0.002

>0.010-0.050 0.005

>0.050- 0.10 0.010

>0.10-0.20 0.020

耐高溫、耐光、耐各種化學(xué)品。較純的制品對(duì)紅外線反射接近天然的葉綠素。

CAS No.: 1308-38-9

氧化鉻綠又稱三氧化二鉻、氧化鉻，分子量151.99。系六方晶系，綠色粉末。密度5.21g/cm3，莫氏硬度8.5~9，接近剛玉(Al2O3)，僅次于金剛石，而超過石英SiO2，黃玉Al2〔SiO4〕(F，OH)2及鋯石ZrSiO4)。折射率2.5(遮蓋率好)，比熱容(20℃)/0.17J/(g·K)。不溶于水、酸及有機(jī)溶劑，稍溶于濃氫氧化鈉溶液，溶于熱的溴酸鈉溶液、熱的濃高氯酸溶液或沸騰的硫磷混酸。對(duì)光、大氣、及腐蝕性氣體(H2S、SO2等)極穩(wěn)定，耐候性優(yōu)良。遇熱穩(wěn)定，熔點(diǎn)2265℃，沸點(diǎn)3000℃，是優(yōu)質(zhì)的耐火材料。 三氧化二鉻主要用于冶金、顏料、研磨拋光、耐火材料以及新發(fā)展起來的熔噴涂料等。

標(biāo)準(zhǔn)號(hào) StandardNo: GB/T 20785-2006

中文標(biāo)準(zhǔn)名稱 StandardTitle in Chinese: 氧化鉻綠顏料

英文標(biāo)準(zhǔn)名稱: Chrome oxide green pigments

發(fā)布日期 IssuanceDate: 2006-12-29

實(shí)施日期 ExecuteDate: 2007-6-1

首次發(fā)布日期 FirstIssuance Date: 2006-12-29

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) StandardState: 現(xiàn)行

復(fù)審確認(rèn)日期 ReviewAffirmance Date:

計(jì)劃編號(hào) Plan No: 20031515-T-606

代替國標(biāo)號(hào) ReplacedStandard:

被代替國標(biāo)號(hào) ReplacedStandard:

廢止時(shí)間 RevocatoryDate:

采用國際標(biāo)準(zhǔn)號(hào) AdoptedInternational Standard No: ISO 4621:1986

采標(biāo)名稱 AdoptedInternational Standard Name: 氧化鉻綠顏料 規(guī)格和試驗(yàn)方法

采用程度 ApplicationDegree: MOD

采用國際標(biāo)準(zhǔn) AdoptedInternational Standard: ISO

國際標(biāo)準(zhǔn)分類號(hào)(ICS): 87.060.10

中國標(biāo)準(zhǔn)分類號(hào)(CCS): G54

標(biāo)準(zhǔn)類別 StandardSort: 產(chǎn)品