營養(yǎng)師二級復(fù)習(xí)資料：鉻的制取生產(chǎn)

　　鋁熱法生產(chǎn)包括從鉻礦制取氧化鉻和鋁還原氧化鉻制得金屬鉻兩道工序。

　　氧化鉻制取

　　鉻鐵礦磨細(xì)至160～200目，配加純堿和白云石，于1050～1150℃下氧化焙燒，再用水逆流浸出(見浸取)和過濾，獲得含Na2CrO4大于200克/升的溶液。加硫酸中和鉻酸鈉溶液，使其pH為7～8，濾出氫氧化鋁等雜質(zhì)后蒸發(fā)到含Na2CrO4大于450克/升，濾出Na2SO4結(jié)晶。溶液用硫酸調(diào)整pH為4±0.2,再濾出Na2SO4結(jié)晶，獲得重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)溶液。濃縮溶液到約含Na2Cr2O71100克/升時(shí)，冷卻濾出Na2SO4結(jié)晶，再將溶液濃縮到含Na2Cr2O71500～1550克/升，并于90～100℃保溫8小時(shí),然后冷卻到35℃以下，結(jié)晶出重鉻酸鈉。鉻酸鈉轉(zhuǎn)化成重鉻酸鈉也可用碳酸法，即在15～16大氣壓下通入含50%CO2的氣體,析出的沉淀為碳酸氫鈉：2Na2CrO4+2CO2+H2O─→Na2Cr2O7+2NaHCO3碳酸氫鈉可以回收使用。此法可把在焙燒中配加的純堿重新回收一半，較硫酸法獲得硫酸鈉為有利，但鉻酸鈉不能完全轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉。轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng)校edu24ol.com轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng)校edu24ol.com轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng)校edu24ol.com

　　三氧化二鉻的制備可用：①氯化銨還原法。即在重鉻酸鈉晶體中配入一定量的氯化銨，混勻后在還原爐中于700～800℃還原，然后洗去NaCl，過濾獲得三氧化二鉻濾餅，經(jīng)過干燥、破碎，在回轉(zhuǎn)窯中于1150～1200℃煅燒。用此法獲得的三氧化二鉻呈墨綠色,顆粒較大,純度高，但生產(chǎn)工序多，并產(chǎn)生有害氣體HCl。②煅燒鉻酸酐法。即把重鉻酸鈉加入反應(yīng)鍋中，注入濃硫酸，在200℃下重鉻酸鈉與硫酸反應(yīng)生成鉻酸酐：

　　Na2Cr2O7+2H2SO4─→2CrO3+2NaHSO4+H2O靜置后鉻酸酐和硫酸氫鈉沉積成兩層。將上部的硫酸氫鈉舀出，留在鍋中的鉻酸酐再加熱，用水洗去殘留的硫酸鈉，從底部放出鉻酸酐。鉻酸酐在800～950℃下煅燒分解，用水洗去未分解的鉻酸酐，過濾獲得三氧化二鉻。用此法工序少，但產(chǎn)品雜質(zhì)含量較高。③煅燒氫氧化鉻法。即將含Na2CrO4大于200克/升的溶液加溫至95℃以上，加入純凈的硫化鈉溶液，攪拌后生成大顆粒氫氧化鉻Cr(OH)3沉淀。氫氧化鉻在回轉(zhuǎn)窯中于1300℃煅燒分解為三氧化二鉻Cr2O3。此法工序少,產(chǎn)品成本低，純度高，但顆粒細(xì)，易損失。

　　鋁熱還原轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng)校edu24ol.com轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng)校edu24ol.com轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng)校edu24ol.com

　　要求原料含Cr2O3大于99%，含硫低于0.02%,含鉛、砷、錫、銻各低于0.001%。鋁粒粒度應(yīng)小于0.5毫米,鋁量應(yīng)不大于理論量的98%。用硝石、鎂屑和鋁粒作引火劑。反應(yīng)為：反應(yīng)焓ΔH?=-65.0千卡/摩爾(鋁)。為了保持自熱反應(yīng)過程并使金屬粒與渣順利分離，ΔH?至少應(yīng)為-72千卡/摩爾(鋁)，要添加硝酸鈉、氯酸鉀、鉻酸酐或堿金屬重鉻酸鹽等供氧劑補(bǔ)充熱量;也可將混合料預(yù)熱到350～400℃再行入爐。還原反應(yīng)在內(nèi)砌鎂磚的圓錐形爐筒內(nèi)進(jìn)行。先在爐內(nèi)加入部分混合爐料，在料面中心加引火劑，點(diǎn)燃后在爐料開始反應(yīng)時(shí)，用流槽連續(xù)送入其余爐料。反應(yīng)終止，冷卻至室溫，拆開爐筒取出金屬錠，噴砂清除表面夾渣和氧化膜。生產(chǎn)大金屬錠，能提高鉻的回收率，渣的流動性也好。鋁熱法可獲得純度大于98.5%的金屬鉻,其中含鋁不大于0.5%。渣中含Al2O3高達(dá)90%，可作研磨材料。

　　電解法生產(chǎn)

　　目前一般用碳素鉻鐵作原料，采用鉻銨礬法電解流程。把碳素鉻鐵粉碎，溶于電解陽極返回液、結(jié)晶母液和硫酸的混合溶液中,過濾除去硅酸鹽等殘?jiān)?濾液用硫酸銨處理并除鐵。純鉻銨礬溶液經(jīng)陳化(保持30～35℃,放置15日)后,結(jié)晶出純鉻銨礬Cr2(SO4)3?(NH4)2SO4?24H2O。純鉻銨礬溶于熱水送入隔膜電解槽電解。用不銹鋼作陰極，鉛銀合金(1%Ag)作陽極，電流密度753安/米2，槽電壓4.2伏，電解液溫度52～54℃。應(yīng)控制通過電解液進(jìn)入陽極室的流速，并準(zhǔn)確地控制溶液的pH為2.1～2.4。平均電流效率45%，電耗約18.5千瓦?時(shí)/公斤。產(chǎn)品純度為99.2～99.4%的片狀金屬鉻,含氧0.3～0.5%,呈脆性。轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng)校edu24ol.com轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng)校edu24ol.com轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng)校edu24ol.com

　　為了提高金屬鉻的純度，可通過真空處理或氫還原降低含氧量。用+6價(jià)鉻溶液電解(電流密度9500安/米2，溫度84～87℃),可得高純度金屬鉻(含氧0.01～0.02%)，但電流效率很低(6～7%)。鉻害防護(hù)鉻酸鹽、重鉻酸鹽等都對人體的粘膜起強(qiáng)烈的腐蝕作用，吸入含有鉻化合物的粉塵和蒸氣會損壞鼻粘膜，并使鼻中軟骨穿孔。受到大量鉻的侵害時(shí)會出現(xiàn)腎臟病。當(dāng)鉻化合物的作用受到吸煙的助長，特別容易促致肺癌。因此，要求鉻的生產(chǎn)設(shè)備密閉，有高效能除塵設(shè)施，操作場所通風(fēng)良好。

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