無機鹽工業(yè)第38卷第8期INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY2006年8月鉻酸鉀一甲醇/乙醇一水體系溶解度研究王炯,徐紅彬2,張訟培,張懿(1.北京工商大學化工與環(huán)境工程學院,北京100037;2.中國科學院過程工程研究所綠色過程與工程重點實驗室摘要:通過對鉻酸鉀一甲醇/乙醇一水三元體系在25,40,60℃下鉻酸鉀溶解度的研究和比較,及鉻酸鉀甲醇/乙醇在25℃時鉻酸鉀的溶解度的測定,為采用溶析結(jié)晶方法從含有鉻酸鉀的水溶液體系中分離鉻酸鉀提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為鉻酸鹽的清潔分離提供了新的思路關(guān)鍵詞:鉻酸鉀;甲醇;乙醇;溶解度;溶析結(jié)晶中圖分類號:TQ131.1文獻標識碼:A文章編號:1006-4990(2006)08-0020-03Solubilities of the K, CrO4 -CH,OH/, OH-H,O system(1. College of Chemistry Environment Engineering, Beying Technology and Business University, Beiing 100037, China2. Key Laboratory for Green Process and Engineering, Institute of Process Engineering, CAS)Abstract: The solubilities of the K,, CrO, -CH,OH/C2HS OH-H,0 system were determined under different temperaures of 25, 40, 60 C. Particularly, the solubilities of K, CrO4 in the mixed solvents of methanol and ethanol were determinedunder 25 C. These fundamental data help to optimize the separation of K 2 CrO4 crystal from its aqueous solution, therebyproviding a new cleaner way of separating chromatesKey words: potassium chromate; methanol; ethanol; solubility; solventing-out crystallization鉻鹽是國民經(jīng)濟不可缺少的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品,在1.2設(shè)備冶金、化工、電鍍、機械、軍工、催化劑和油脂精制等電子天平,AE163型,瑞士梅特勒公司,稱量精領(lǐng)域具有廣泛的用途。中國鉻鹽行業(yè)多用有鈣度00001g;恒溫水浴振蕩器,HZS-H型哈爾濱焙燒工藝,其鉻渣污染問題一直受到廣泛的社會關(guān)東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司,控溫精度±0.5℃;注2。中國科學院過程工程研究所提出了一種新CP-AES, Optima5300DV型,美國 PerkinElmer公工藝,其中鉻酸鉀的清潔分離為這一工藝的重要司。環(huán)節(jié)6,溶析結(jié)晶作為一種高效節(jié)能的分離方1.3實驗步驟式9,被引入到新工藝過程。鉻酸鉀在有機溶劑在特定溫度下量取甲醇/乙醇/高純水,分別按中的溶解度數(shù)據(jù),可為溶析結(jié)晶分離工藝路線的確1:9,2:8,3:7,4:6,5:5,6:4,7:3,8:2和9:1的質(zhì)量定和優(yōu)化提供指導但文獻中報道數(shù)據(jù)很少。本比(下同)配制成不同組成的混合溶液,加入過量文測定了25,40,60℃下鉻酸鉀-甲醇/乙醇-水K2CO4晶體,置于水浴振蕩器中,分別在25,40,體系及25℃下鉻酸鉀-甲醇-乙醇體系的溶解度,60℃恒溫振蕩,平衡48h后取液相樣分析,直至液為鉻酸鉀的溶析結(jié)晶分離提供了必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。相組成不再隨時間變化為止。停止振蕩,保溫靜置,1實驗部分取上層清液進行分析。1.1試劑中國煤化工測定采用兩種方法,甲醇,分析純;乙醇,分析純;鉻酸鉀,分析純,首CNMHG分析,然后采用化學≥99.0%;高純水。滴定分析方法復核,當二者分析結(jié)果誤差在±1%以基金項目:國家自然科學基金支持項目(50234040)和中科院知識創(chuàng)新工程重大項目(KCCX1-SW-22)。2006年8月王炯等:鉻酸鉀—甲醇/乙醇—水體系溶解度研究內(nèi)時,方可采用ICP-AES分析數(shù)據(jù)。表1~表3中不同溫度下鉻酸鉀在混和溶劑中化學滴定分析步驟:在裝有平衡樣的錐形瓶中,的溶解度與水和乙醇質(zhì)量比之間的關(guān)系,如圖1所加入4:6(體積比)的硫磷混酸,再加入高純水,總體示。積控制在100mL以內(nèi),加入5 mL AgNO3,再加入過量的過硫酸銨,加熱至小氣泡轉(zhuǎn)為大氣泡時,保持10min,然后冷卻至常溫。以N-苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑,用標準硫酸亞鐵銨溶液滴定。2結(jié)果與討論m(H, O)/m(C,H,OH)2.1鉻酸鉀-乙醇-水體系25,40,60℃時K2CrO4-C2H3OH-H2O體系的圖1不同溫度下鉻酸鉀溶解度與水和乙醇質(zhì)量比間的關(guān)系相平衡數(shù)據(jù)列于表1~表3通過比較表1~表3的數(shù)據(jù)和分析圖1中的曲線可知,對于相同m(H2O)/m(C2H3OH)的混和溶表125℃時K2CO4-C2HOH-H2O體系溶解度數(shù)據(jù)劑,鉻酸鉀的溶解度隨溫度的升高而增大;而在相同翁號如(K)/m(C2H3OH)/w(H20)/m(H20)(CH, OH)溫度下,鉻酸鉀的溶解度隨m(H2O)/m(C2H3OH)的增加而增大,在m(H2O)/m(C2H3OH)為0.67以22.4016.561.13.70上時,鉻酸鉀的溶解度變化明顯,故乙醇可以作為鉻8.3036.755.0酸鉀-水體系的溶析劑。3,4048.348.33.2鉻酸鉀-甲醇-水體系39.5表4、表5和表6分別列出了K2CrO4-CH3OH0.4069.630.00.43-H2O體系在25,40,60℃下的溶解度數(shù)據(jù)。0.0680.019,90.250.0110.0表425℃時K2CO4一CH3OH-H2O體系溶解度數(shù)據(jù)表240℃時K2CnO4-C2H3OH-H2O體系溶解度數(shù)據(jù)編號(K2CO4)/1(CH13OH)/w(H2O)/m(H2O)/m( CH,OH)編號"(K2C.)u(c:oH)u(o)m(E0m(C?H,OH)31.1062.08.9962.323456782660.819.7024.156.22.336.2637.556.22.4348.847.6471.000.8559.50.670.3269.829.90.5029.80.430.0879.920.0.250.20.00.2590.010.00.11表540℃時K2CrO4-CH3OH-H2O體系溶解度數(shù)據(jù)表360℃時K2CrO4-C2H3OH-H2O體系溶解度數(shù)據(jù)編號*(KCO,)/(CHOH)/v(H1)/m(BO)7編號(K2CAO4)/w(C2H12OH)/w(H2O)/m(H2O)m(CH, OH)m( C2H, OH)32.1033.3060.058.915.3059.32.3321.1023.755.22.338336.91.5052,36.1246.9中國煤化工8.15678958.939.36789CNMH0.670.580.430,430.3079.820.079.819.90.250.250.11無機鹽工業(yè)第38卷第8期表660℃時K2CO4-CHOH-H2O體系溶解度數(shù)據(jù)表725℃時K2CO4-C2HOH-CH2OH體系溶解度數(shù)據(jù)編號"(K2CO4)w(CH3OH)/如(H2Q)/m(H2O)編號如(K2CO4)m(CH2OH)/m(C2H3OH)/m(CH12OH)m(CHoH)36.0057.69.00089.49.9313.779.20,402355.72.330.3369.29.92.331.500.255939.91.50549.962.1439.20.6739.90.810,430.2379.820.00.254結(jié)語表4~表6中不同溫度下鉻酸鉀在混和溶劑中測定了25,40,60℃下K2CO4-CH3OH的溶解度與水和甲醇質(zhì)量比之間的關(guān)系,如圖2所C2H3OH-H2O體系及25℃下K2CrO4-CH3OH-C2HOH體系的溶解度,發(fā)現(xiàn)了鉻酸鉀在甲醇/乙醇水混和溶劑中的溶解度規(guī)律,為鉻酸鉀的溶析結(jié)晶分離工藝方案的制定和優(yōu)化提供了必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參考文獻[1]丁翼.鉻化合物生產(chǎn)與應用[M].北京:化學工業(yè)出版社m(H, O)/z(C, H,OH)圖2不同溫度下鉻酸鉀溶解度與水和甲醇質(zhì)量比間的關(guān)系2]紀柱鉻渣的危害及無害化處理綜述[J]無機鹽工業(yè),20035(3):1-4通過比較表4~表6的數(shù)據(jù)和分析圖2中的曲3] Yi Zhang, Luohu Li, Tao Qi,etal. Green manufacturing process of線可知,對于相同m(H2O)/m(CH3OH)的混和溶chromium compounds[ J ]. Environmental Progress, 2005, 24(1)劑,鉻酸鉀的溶解度隨溫度的升高而增大;而在相同溫度下,鉻酸鉀的溶解度隨m(H20)/m(CH1OH)(4紅彬鉀系亞鹽法鉻鹽清潔工藝的分離工程應用基礎(chǔ)研的增加而增大,在m(H2O)/m(CH,OH)大于0.67(5]徐紅彬,張懿鄭詩禮二次結(jié)晶技術(shù)在鉻酸鉀清潔生產(chǎn)中的時,鉻酸鉀的溶解度變化明顯,故甲醇可以作為鉻酸應用[]化學工業(yè)與工程技術(shù),2003,24(2):1-4.鉀-水體系的溶析劑。[6]徐紅彬,張懿,李佐虎等鉻鹽清潔生產(chǎn)工藝中鋁的脫除[冂]將表4~表6和表1~表3的數(shù)據(jù)進行比較可知,在相同溫度下,當m(H2O)/m(C2H5OH)和[7]鮑穎,王永莉,王靜康溶析結(jié)晶研究進展[J]化學工業(yè)與工程,2004,21(6):438-443m(H2O)/m(CH2OH)相同時,后者中鉻酸鉀的溶8]王車禮,裘兆蓉,承民聯(lián),等溶析結(jié)晶法分離鹽硝的研究[門]解度要略高于前者,高?；瘜W工程學報,2003,17(6):71-7143.3鉻酸鉀-乙醇-甲醇體系[9]樂清華,蘇繼新涂晉林溶析結(jié)晶法分離提純對二氯苯的研表7列出了K2CrO4-C2H3OH-CHOH體系究[J]高?；瘜W工程學報001,15(1):11-16.在25℃下的溶解度數(shù)據(jù)。[10 Linke W F Solubility of Inorganic and Metal -organic Com-pounds[ M]. Stanford American Cyanamid Co., 1985: 802從表7可以看出,鉻酸鉀在甲醇和乙醇的溶解803度都很小,鉻酸鉀在甲醇中的溶解度略高于其在乙醇中的溶解度,隨著m(CH3OH)/m(C2H3OH)的增收稿日期:200-0-28加鉻酸鉀在混和溶劑中的溶解度增大,故可將乙醇作者VT凵中國煤化工選為鉻酸鉀-乙醇體系的溶析劑。聯(lián)系CNMHG、、使、免、免,免免,免免、免、免免使免免免,免免使、、免、免、免使免、免免免、免使使、免免、免免,使、免、免、免、免免使免歡迎進入《無機鹽工業(yè)》編輯網(wǎng)站:www.wiyg.com.con