碳酸铬及其制法

过去，镀铬及金属表面的处理使用六价铬，由于六价铬对人体有害，废镀液处理费用高，目前使用三价铬代替六价铬。使用氯化铬、硫酸铬等三价铬化合物配制镀铬液时，铬逐渐被消耗，但阴离子即氯离子或硫酸根残存于镀液中，并随着新液的补充不断积累，最终使镀液组成无法保持稳定，需全部更换成新镀液，并对废镀液进行处理。为避免阴离子积累，拟使用不含阴离子的氢氧化铬或碳酸铬。碳酸铬的传统制法是，将氯化铬或硫酸铬水溶液置于反应器内，不断搅拌下加入碳酸钠或碳酸氢钠水溶液，由于三价铬盐极易局部过浓，析出的一级粒子（电子显微镜见到的初级颗粒）过小，静电引力过强，容易聚集成粒径（激光粒度分布仪所测平均粒径）过大的聚集体，致在酸性水溶液中难溶解。

日本化工株式会社新专利提出，在反应温度为0～50℃条件下，将碳酸钠水溶液和含三价铬的水溶液同时添加到水介质中反应，制得的碳酸铬呈淡青色（浅蓝色），L*a*b*色系的L*=50～70，a*=-4～-2，b*=-10～-7。其在酸性水溶液中溶解性高，且固态长期保存后溶解性仍然优良。用其作为三价铬源可以缩短三价铬溶液的配制时间，进行镀铬或金属表面处理时不会有阴离子在镀液中积累。例如：取10%（质量分数）碳酸钠水溶液500 g、35%（质量分数）氯化铬水溶液85.4 g，分别装入各自容器备用；两种溶液的温度均调至20℃，在不断搅拌（300 r/min）下将两溶液同时加到温度已调至20℃的纯水中，碳酸钠溶液添加速度为10 g/min，氯化铬溶液添加速度为1.7 g/min，用50 min连续加完，添加期间，反应液维持pH约为7，温度为20～30℃；将生成的沉淀过滤、水洗至洗出水30℃的电导率为1 mS/cm；滤饼于40℃真空干燥48 h，得到含水率为18.6%（质量分数）的淡青色碳酸铬粉末。其聚集体粒径为 9.8 μm，一级粒子粒径 为 355 nm；L*=60.93，a*=-3.08，b*=-8.19；w(Cr2O3)=38.6%、w(CO2)=17.1%、w(H2O)=25.7%，n(CO2)/n(Cr)=0.77；在温度为 25℃、pH为 0.2的 1 L盐酸水溶液中加入相当于含有1 g Cr的碳酸铬时，若生成后立即加入可在18 min全溶，保存90 d后加入可在26 min全溶。