[发明专利]一种低温熔盐法制备高纯铬

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯铬的制备方法，特别涉及一种低温熔盐法制备高纯铬。

背景技术

制备金属铬主要有铝热法和电解法，除此之外，还有电硅热法、电铝热法和氧化铬真空碳还原法。我国主要采用铝热法制取金属铬。铝热法是以三氧化二铬为原料，铝粉作还原剂熔炼出金属铬。通常铝热法制得的金属铬的纯度为99.0％。金属铬中的硅含量及铝粉纯度是影响产品质量的重要因素。电解法生产金属铬，按使用电解质不同，分为铬铵矾电解法、铬酸酐电解法。目前已工业化应用的是铬铵矾电解法。铬铵矾电解法(三价铬电解法)是以高碳铬铁作原料，电解得到金属铬。铝热法和电解法制备金属铬存在着产品纯度不高；电流效率很低；环境污染严重等问题。

一种既能够提高铬的纯度又能够提高电流效率还能够对环境不造成污染的高纯铬的制备方法成为了解决问题的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能够提高铬的纯度又能够提高电流效率还能够对环境不造成污染的高纯铬的制备方法。

为实现上述目的，本发明包括如下的技术方案：

a、将三氯化铬、硫酸铵和水按照如下质量比置于反应器中三氯化铬：硫酸铵：水＝1:0.45～0.55:1.95～2.05，开启搅拌器使三氯化铬、硫酸铵完全溶解，不断搅拌反应器内的溶液，并向反应器中加入质量分数为5％的过氧化氢，加入硫酸将反应器内溶液的PH值调整至1.6～1.8,停止搅拌，在85～95℃下，反应45～55分钟；

b、将步骤a中所得的溶液进行过滤，所得滤液为无铁三氯化铬溶液；

c、将无铁三氯化铬溶液加热至沸腾，蒸发至无铁三氯化铬溶液液面出现晶膜时，停止加热，搅拌溶液，使晶膜均匀分散到无铁三氯化铬溶液内，停止搅拌，冷却至室温，溶液内有晶体析出；

d、过滤步骤c中所得溶液过滤，过滤后所得固体为三氯化铬晶体；

e、将步骤d中所得的三氯化铬晶体置于容器中，向容器内通入氮气，排出容器内的空气，加热至645℃～655℃，再向容器内通入四氯化碳蒸汽，反应28～32分钟，即得无水三氯化铬；

f、将氯化钾和三氯化铝试剂在62～67℃下真空干燥5小时，将经过真空干燥处理后的氯化钾和三氯化铝按照质量比＝74.5:133～134混合并加热至熔融，再加入无水三氯化铬，升温至145～155℃，反应55～65分钟，即得氯化钾-三氯化铝-无水三氯化铬低温熔盐体系；

g、将步骤f中所得的氯化钾-三氯化铝-无水三氯化铬低温熔盐体系置于电解槽中，加热氯化钾-三氯化铝-无水三氯化铬低温熔盐体系至145℃～155℃并保持恒温，向电解槽内通入电压为2.2～2.4V，电流密度为5～10A/dm²的电流，在电解槽的阴极区域有沉积物生成；

h、将步骤g中的阴极区域的沉积物，用乙醇反复清洗，再用丙酮冲洗，在氩气气氛中烘干，即得高纯铬。

作为进一步优选，步骤a中过氧化氢的加入量为与水的体积比＝20：0.95～1.05。

作为进一步优选，步骤a中硫酸的体积分数为50％。

作为进一步优选，步骤g中电解槽的阳极为石墨，电解槽的阴极为不锈钢。

作为进一步优选，在步骤f中电解槽的阳极有氯气生成，将生成的氯气通过导管引入盛有氢氧化钠的容器中。

作为进一步优选，在步骤f中加热氯化钾-三氯化铝-无水三氯化铬低温熔盐体系为150℃。

作为进一步优选，在步骤f中电流密度为9.67A/dm²。

本发明的有益效果是：1、制备的金属铬纯度高；2、由于在非水介质中进行电解，无氢析出，因此电流效率高，能耗低；工艺流程短；3、环境污染小，绿色环保；4、电解所需熔盐温度较低，条件容易控制；5、工艺简单；原料易得，生产成本低。

附图说明

图1是本发明一种低温熔盐法制备高纯铬的X射线衍射分析图谱。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

a、将50g三氯化铬、5g硫酸铵和100g水置于反应器中，开启搅拌器使三氯化铬、硫酸铵完全溶解，不断搅拌反应器内的溶液，并向反应器中加入5ml质量分数为5％的过氧化氢，向反应器内的溶液中加入体积分数为50％硫酸，将的PH值调整至1.7,停止搅拌，在90℃下，反应50分钟；

在反应器中发生如下化学反应：