Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Хроматно-серный метод получения окиси хрома

Этим методом, заключающимся в восстановлении водного рас­твора хромата натрия серой 200, производят наибольшее количе­ство окиси хрома, главным образом, для переработки на металли­ческий хром. Преимущество метода — использование сравнительно дешевого сырья — раствора монохромата натрия и, вследствие этого, низкая себестоимость продукта (на 13—17% ниже себестои­мости окиси хрома, полученной термическим разложением хромо­вого ангидрида 200; см. также 230).

Щелочной раствор монохромата натрия, содержащий 110— 140 г/л СгОз и около 10 г/л щелочи (в пересчете на NaOH), обра­батывается в каскаде реакторов при кипячении (103°) тонкоиз - мельченной (0,2 мм) серой, добавляемой в виде суспензии в части хроматного щелока, приготовленной в шаровой мельнице. По дру­гому варианту восстановление осуществляют в автоклавах рас­плавленной серой.

Вследствие гидролиза серы в горячем щелочном растворе обра­зуются ионы (S-S„)2~ и другие (ем. гл. XIV), которые восстанав­ливают шестивалентный хром до трехвалентного, а сера превра­щается главным образом в S203~- Общее уравнение реакции вос­становления:

4Ма2СЮ4 + 6S + (2х + 1)Н20 = 2(Сг2Оэ • *Н20) + 3Na2S203 + 2NaOH

Выделившийся осадок гидроокиси хрома отфильтровывают на барабанных вакуум-фильтрах, промывают и прокаливают для по­лучения окиси хрома в барабанной печи при — 1100° в потоке га­зов, полученных сжиганием топлива в избытке воздуха для созда­ния окислительной атмосферы. При этом примеси сернистых соеди­нений и щелочи превращаются в водорастворимые соли Na2S04 и Na2Cr04. Для их извлечения выходящий из печи спек окиси хрома выщелачивают, затем несколько раз промывают на фильтрах с промежуточными репульпациями и высушивают в барабанной су­шилке с наружным обогревом.

Щелочной раствор тиосульфата натрия, полученный после отде­ления гидроокиси, перерабатывают с помощью серной кислоты на сульфат натрия и серу по реакции:

3Na2S203 + H2S04 = 3Na2S04 + 4S + H20

Более рациональным является использование этого раствора для восстановления хромата натрия по реакции 240-243: 10Na2Cr04 + 3Na2S203 + 7H2S04 + (2х - 7)Н20 = = 2(2Сг203 • СгОз • *Н20) + 13Na2S04

При этом окись хрома получают по так называемой упрощен­ной схеме хроматно-серного метода, заключающейся в двухстадий - ном восстановлении монохромата — сначала часть щелочного рас­твора монохромата восстанавливают жидкой серой в автоклаве, затем к полученной суспензии окиси хрома в щелочном тиосуль - фатном растворе добавляют остальную часть монохроматного рас­твора и серную кислоту и смесь кипятят. После этого дополни­тельно обрабатывают раствор в автоклавах при 150°. Отфильтро­ванный осадок хроми-хроматов прокаливают, при этом он превра­щается в окись хрома, не содержащую адсорбированной щелочи, так как процесс восстановления завершается в кислой среде. Эта окись хрома не требует дальнейшей обработки и выпускается в качестве готового продукта. Раствор, оставшийся после отделения хроми-хроматов, перерабатывают на товарный сульфат натрия. В упрощенном варианте хроматно-серного метода отсутствует ряд операций, имеющихся в основном варианте — выщелачивание, фильтрование с репульпациями и сушка окиси хрома.

На производство 1 т окиси хрома хроматно-серным методом расходуется 2,02 т монохроматного щелока (67,1% Сг208), 0,85 г серы и 0,06 т кальцинированной соды, а по упрощенному варианту 2,05 т монохроматного щелока, 0,175 т серы, 1 т серной кислоты (100%) и 0,02 т кальцинированной соды. Получаемая окись хрома содержит 98—99% Сг203, меньше 0,01% S, 0,03% С, -0,1% FeO, до 0,08% Н20.