CN106315675A - 一种利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法。首先将废料铬泥进行凉晒、烘干,将烘干后的铬泥和氢氧化钠混匀置于回转窑中,并加入氧化剂进行焙烧;焙烧后的物料进行水循环抽滤洗涤,除去杂质得到铬酸钠溶液;在所得溶液中加入硫酸进行反应制得重铬酸钠,继续加入硫酸进行反应,并缓慢加入蔗糖,反应后得到液体碱式硫酸铬;最后将碱式硫酸铬溶液进行干燥,得到粉状碱式硫酸铬。本发明技术方案充分利用了废料铬泥,变废为宝,循环利用,节约了资源和能源。不但解决了制革业铬污染问题,同时还可以降低制革成本。在解决铬污染的同时,企业的经济效益和社会效益也得到明显提高。

Description

一种利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法
一、技术领域:
本发明涉及一种碱式硫酸铬的制备方法,具体涉及一种利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法。
二、背景技术:
铬鞣是皮革制造过程中一个关键的工序,由于在鞣制过程中,铬并没有被胶原纤维完全吸收,铬鞣液的利用率只有70%左右,其余30%左右的铬鞣液并没有被利用而进入废水中,一方面对环境造成了严重污染,另一方面也对资源造成极大浪费。
目前,处理铬鞣废水最常见的方法是加碱沉淀法,即将废液中加入一定量的碱性物质,使铬离子形成氢氧化铬,然后过滤得到沉淀即为铬泥(铬泥中有效成分为三氧化二铬)。
碱式硫酸铬在制革业中是不可或缺的鞣剂,它在从生皮转化成皮革过程中扮演重要之角色。生皮经过鞣制后就是皮革,耐候性和耐腐蚀性明显提高。目前,制革公司大多是把鞣制液(成分是硫酸铬)简单处理后就排入大小河流中,或是用碱和石灰中和硫酸铬成为氢氧化铬,这些铬泥或是存放仓库或是转移库存,由此给环境带来了污染,给社会带来了压力。因此,急需研究开发一种有效处理废料铬泥的工艺技术。
三、发明内容:
本发明要解决的技术问题是:根据目前废料铬泥未能得到有效处理造成污染环境、浪费能源的技术难题,本发明提供一种利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法。通过本发明技术方案,能够有效利用废料铬泥,从而解决铬泥造成的环境污染、浪费能源的技术难题。
为了解决上述问题,本发明采取的技术方案为:
本发明提供一种利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,所述生产方法包括以下步骤:
a、首先把制革废料铬泥进行凉晒,凉晒后铬泥中水的质量百分含量为30~40%;然后(利用焙烧产生的余热)进行烘干,烘干后所得铬泥中水的质量百分含量为5~10%;
b、将步骤a烘干后的铬泥与氢氧化钠进行混合均匀,铬泥和氢氧化钠二者之间的重量比为1:30~35,混匀后投入间歇式回转窑,并加入氧化剂硝酸钠,硝酸钠的加入量占烘干后铬泥重量的3~5%,然后进行加热;首先经3~5h加热升温至500~600℃进行焙烧,在此温度条件下保温1~2h,焙烧结束后冷却至100~200℃;
c、将步骤b焙烧后的物料投入铁槽内,并经3~5次加入水循环抽滤,除去物料中杂质氧化钙、氧化铝和氧化铁,得到波美度为30~40的铬酸钠溶液;
d、将步骤c得到的铬酸钠溶液投入带有搅拌器的反应器内,启动搅拌并加入硫酸进行酸化反应,反应温度为50~80℃;铬酸钠以纯品计、硫酸以100%计,所述铬酸钠与硫酸二者加入量的比例为1吨:200~300公斤;经检测,当反应溶液的pH值为2.5~2.8时反应结束,得到重铬酸钠溶液;继续加入硫酸进行反应,重铬酸钠以纯品计、硫酸以100%计,重铬酸钠与硫酸二者之间的重量比为1:0.95~0.98;在不断搅拌条件下缓慢加入蔗糖进行反应,蔗糖以100%计、重铬酸钠以纯品计,重铬酸钠与蔗糖之间的加入重量比为1:0.1~0.145;经检测,当反应溶液中的六价铬完全转化为三价铬时反应结束,得到碱度为33~42的液体碱式硫酸铬;
e、将步骤d所得碱式硫酸铬溶液进行干燥,得到三氧化二铬质量百分含量为21~25%的粉状碱式硫酸铬。
根据上述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,步骤a中所述制革废料铬泥中水的质量百分含量为75~85%,三氧化二铬的质量百分含量为5~8%。
根据上述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,步骤b中所述氢氧化钠的质量百分含量为60~98%;所述硝酸钠为工业品,其质量百分含量为98%。
根据上述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,步骤c中所述并经3~5次加入水循环抽滤,其中水的加入量为物料的1~1.2倍。
根据上述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,步骤d中所述硫酸的质量百分含量为93%。
根据上述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,步骤d中所得液体碱式硫酸铬的波美度为40~50,液体碱式硫酸铬中三氧化二铬的质量百分含量为10~12%。
根据上述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,步骤e中的干燥采用滚筒干燥或喷雾干燥。
根据上述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,所述滚筒干燥过程中,滚筒内通入0.3~0.4mpa的蒸汽,烘干温度为70~80℃;所述喷雾干燥过程中,控制进塔温度为90~120℃。
本发明如果需要生产其它碱度的碱式硫酸铬,在上述步骤d中所得液体碱式硫酸铬中加入工业级碳酸钠或无水芒硝进行调整,得到所需碱度的碱式硫酸铬。
本发明的积极有益效果:
1、本发明技术方案把废料铬泥(利用其中的氢氧化铬)和碱制成液体铬酸钠,再用铬酸钠和硫酸反应,用蔗糖还原制成碱式硫酸铬。本发明技术方案充分利用了废料铬泥,变废为宝,循环利用,节约了资源和能源。不但解决了制革业铬污染问题,同时还可以降低制革成本。在解决铬污染的同时,企业的经济效益和社会效益也得到明显提高。
2、利用本发明技术方案制备得到的碱式硫酸铬,其碱度为33~42,三氧化二铬的质量百分含量为21~25%,是制革业的重要鞣剂,解决了制革业的废铬液污染问题,真正实现了变废为宝,循环利用,具有显著的经济效益和社会效益。
3、通过本发明技术方案,可通过调整制备出三氧化二铬含量从低含量到高含量的碱式硫酸铬,且含量容易控制,生产的碱式硫酸质量稳定,克服了用硫酸直接溶解铬泥生产碱式硫酸铬的缺点。
四、具体实施方式:
以下结合实施例进一步阐述本发明,但并不限制本发明的内容。
本发明采用的制革废料铬泥中水的质量百分含量为75~85%,三氧化二铬的质量百分含量为5~8%。
实施例1:
本发明利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,该生产方法的详细步骤如下:
a、首先把制革废料铬泥进行凉晒,凉晒后铬泥中水的质量百分含量为36%;然后进行烘干(采用焙烧过程产生的余热进行烘干),烘干后所得铬泥中水的质量百分含量为8%;
b、将步骤a烘干后的铬泥与氢氧化钠(氢氧化钠的质量百分含量为80%)进行混合均匀,铬泥和氢氧化钠二者之间的重量比为1:33,混匀后投入间歇式回转窑,并加入氧化剂硝酸钠(硝酸钠为工业品,其质量百分含量为98%),硝酸钠的加入量占烘干后铬泥重量的4%,然后进行加热;首先经4h加热升温至550℃进行焙烧,在此温度条件下保温1.5h,焙烧结束后冷却至160℃;
c、将步骤b焙烧后的物料投入铁槽内,并经4次加入水循环抽滤(水的加入量为物料的1.1倍),除去物料中杂质氧化钙、氧化铝和氧化铁,得到波美度为37的铬酸钠溶液;
d、将步骤c得到的铬酸钠溶液投入带有搅拌器的反应器内,启动搅拌并加入硫酸进行酸化反应(硫酸的质量百分含量为93%),反应温度为70±5℃;铬酸钠以纯品计、硫酸以100%计,所述铬酸钠与硫酸二者加入量的比例为1吨:260公斤;经检测,当反应溶液的pH值为2.6时反应结束,得到重铬酸钠溶液;继续加入硫酸进行反应(硫酸的质量百分含量为93%),重铬酸钠以纯品计、硫酸以100%计,重铬酸钠与硫酸二者之间的重量比为1:0.96;在不断搅拌条件下缓慢加入蔗糖进行反应,蔗糖以100%计、重铬酸钠以纯品计,重铬酸钠与蔗糖之间的加入重量比为1:0.142;经检测,当反应溶液中的六价铬完全转化为三价铬时反应结束,得到碱度为34的液体碱式硫酸铬(所得液体碱式硫酸铬的波美度为44,液体碱式硫酸铬中三氧化二铬的质量百分含量为11%);
e、将步骤d所得碱式硫酸铬溶液进行干燥(采用滚筒干燥方式,滚筒干燥过程中,滚筒内通入0.3~0.4mpa的蒸汽,烘干温度为70~80℃),得到三氧化二铬质量百分含量为23%的粉状碱式硫酸铬。
实施例2:
本发明利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,该生产方法的详细步骤如下:
a、首先把制革废料铬泥进行凉晒,凉晒后铬泥中水的质量百分含量为30%;然后进行烘干(采用焙烧过程产生的余热进行烘干),烘干后所得铬泥中水的质量百分含量为5%;
b、将步骤a烘干后的铬泥与氢氧化钠(氢氧化钠的质量百分含量为60%)进行混合均匀,铬泥和氢氧化钠二者之间的重量比为1:35,混匀后投入间歇式回转窑,并加入氧化剂硝酸钠(硝酸钠为工业品,其质量百分含量为98%),硝酸钠的加入量占烘干后铬泥重量的3%,然后进行加热;首先经3h加热升温至500℃进行焙烧,在此温度条件下保温2h,焙烧结束后冷却至120℃;
c、将步骤b焙烧后的物料投入铁槽内,并经3次加入水循环抽滤(水的加入量为物料的1.2倍),除去物料中杂质氧化钙、氧化铝和氧化铁,得到波美度为30的铬酸钠溶液;
d、将步骤c得到的铬酸钠溶液投入带有搅拌器的反应器内,启动搅拌并加入硫酸进行酸化反应(硫酸的质量百分含量为93%),反应温度为60±5℃;铬酸钠以纯品计、硫酸以100%计,所述铬酸钠与硫酸二者加入量的比例为1吨:200公斤;经检测,当反应溶液的pH值为2.5时反应结束,得到重铬酸钠溶液;继续加入硫酸进行反应(硫酸的质量百分含量为93%),重铬酸钠以纯品计、硫酸以100%计,重铬酸钠与硫酸二者之间的重量比为1:0.95;在不断搅拌条件下缓慢加入蔗糖进行反应,蔗糖以100%计、重铬酸钠以纯品计,重铬酸钠与蔗糖之间的加入重量比为1:0.140;经检测,当反应溶液中的六价铬完全转化为三价铬时反应结束,得到碱度为33的液体碱式硫酸铬(所得液体碱式硫酸铬的波美度为40,液体碱式硫酸铬中三氧化二铬的质量百分含量为10%);
e、将步骤d所得碱式硫酸铬溶液进行干燥(采用滚筒干燥方式,滚筒干燥过程中,滚筒内通入0.3~0.4mpa的蒸汽,烘干温度为70~80℃),得到三氧化二铬质量百分含量为21%的粉状碱式硫酸铬。
实施例3:
本发明利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,该生产方法的详细步骤如下:
a、首先把制革废料铬泥进行凉晒,凉晒后铬泥中水的质量百分含量为40%;然后进行烘干(采用焙烧过程产生的余热进行烘干),烘干后所得铬泥中水的质量百分含量为10%;
b、将步骤a烘干后的铬泥与氢氧化钠(氢氧化钠的质量百分含量为98%)进行混合均匀,铬泥和氢氧化钠二者之间的重量比为1:30,混匀后投入间歇式回转窑,并加入氧化剂硝酸钠(硝酸钠为工业品,其质量百分含量为98%),硝酸钠的加入量占烘干后铬泥重量的5%,然后进行加热;首先经5h加热升温至600℃进行焙烧,在此温度条件下保温1.0h,焙烧结束后冷却至200℃;
c、将步骤b焙烧后的物料投入铁槽内,并经5次加入水循环抽滤(水的加入量为物料的1.0倍),除去物料中杂质氧化钙、氧化铝和氧化铁,得到波美度为40的铬酸钠溶液;
d、将步骤c得到的铬酸钠溶液投入带有搅拌器的反应器内,启动搅拌并加入硫酸进行酸化反应(硫酸的质量百分含量为93%),反应温度为75±5℃;铬酸钠以纯品计、硫酸以100%计,所述铬酸钠与硫酸二者加入量的比例为1吨:300公斤;经检测,当反应溶液的pH值为2.8时反应结束,得到重铬酸钠溶液;继续加入硫酸进行反应(硫酸的质量百分含量为93%),重铬酸钠以纯品计、硫酸以100%计,重铬酸钠与硫酸二者之间的重量比为1:0.98;在不断搅拌条件下缓慢加入蔗糖进行反应,蔗糖以100%计、重铬酸钠以纯品计,重铬酸钠与蔗糖之间的加入重量比为1:0.144;经检测,当反应溶液中的六价铬完全转化为三价铬时反应结束,得到碱度为42的液体碱式硫酸铬(所得液体碱式硫酸铬的波美度为50,液体碱式硫酸铬中三氧化二铬的质量百分含量为12%);
e、将步骤d所得碱式硫酸铬溶液进行干燥(采用滚筒干燥方式,滚筒干燥过程中,滚筒内通入0.3~0.4mpa的蒸汽,烘干温度为70~80℃),得到三氧化二铬质量百分含量为25%的粉状碱式硫酸铬。

Claims (8)

1.一种利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,其特征在于,所述生产方法包括以下步骤:
a、首先把制革废料铬泥进行凉晒,凉晒后铬泥中水的质量百分含量为30~40%;然后进行烘干,烘干后所得铬泥中水的质量百分含量为5~10%;
b、将步骤a烘干后的铬泥与氢氧化钠进行混合均匀,铬泥和氢氧化钠二者之间的重量比为1:30~35,混匀后投入间歇式回转窑,并加入氧化剂硝酸钠,硝酸钠的加入量占烘干后铬泥重量的3~5%,然后进行加热;首先经3~5h加热升温至500~600℃进行焙烧,在此温度条件下保温1~2h,焙烧结束后冷却至100~200℃;
c、将步骤b焙烧后的物料投入铁槽内,并经3~5次加入水循环抽滤,除去物料中杂质氧化钙、氧化铝和氧化铁,得到波美度为30~40的铬酸钠溶液;
d、将步骤c得到的铬酸钠溶液投入带有搅拌器的反应器内,启动搅拌并加入硫酸进行酸化反应,反应温度为50~80℃;铬酸钠以纯品计、硫酸以100%计,所述铬酸钠与硫酸二者加入量的比例为1吨:200~300公斤;经检测,当反应溶液的pH值为2.5~2.8时反应结束,得到重铬酸钠溶液;继续加入硫酸进行反应,重铬酸钠以纯品计、硫酸以100%计,重铬酸钠与硫酸二者之间的重量比为1:0.95~0.98;在不断搅拌条件下缓慢加入蔗糖进行反应,蔗糖以100%计、重铬酸钠以纯品计,重铬酸钠与蔗糖之间的加入重量比为1:0.1~0.145;经检测,当反应溶液中的六价铬完全转化为三价铬时反应结束,得到碱度为33~42的液体碱式硫酸铬;
e、将步骤d所得碱式硫酸铬溶液进行干燥,得到三氧化二铬质量百分含量为21~25%的粉状碱式硫酸铬。
2.根据权利要求1所述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,其特征在于:步骤a中所述制革废料铬泥中水的质量百分含量为75~85%,三氧化二铬的质量百分含量为5~8%。
3.根据权利要求1所述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,其特征在于:步骤b中所述氢氧化钠的质量百分含量为60~98%;所述硝酸钠为工业品,其质量百分含量为98%。
4.根据权利要求1所述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,其特征在于:步骤c中所述并经3~5次加入水循环抽滤,其中水的加入量为物料的1~1.2倍。
5.根据权利要求1所述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,其特征在于:步骤d中所述硫酸的质量百分含量为93%。
6.根据权利要求1所述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,其特征在于:步骤d中所得液体碱式硫酸铬的波美度为40~50,液体碱式硫酸铬中三氧化二铬的质量百分含量为10~12%。
7.根据权利要求1所述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,其特征在于:步骤e中的干燥采用滚筒干燥或喷雾干燥。
8.根据权利要求7所述的利用制革废料铬泥生产碱式硫酸铬的方法,其特征在于:所述滚筒干燥过程中,滚筒内通入0.3~0.4mpa的蒸汽,烘干温度为70~80℃;所述喷雾干燥过程中,控制进塔温度为90~120℃。
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