Способ получения диоксида марганца для ферритов

 

Использование: в производстве диоксида марганца для ферритов. Сущность способа: раствор нитрата марганца распыляют над кипящим слоем диоксида марганца. Кипящий слой создается подачей пегретого водяного пара. Одновременно накладывают электромагнитное поле. Плотность энергии не менее 600 кДж/м³. 2 табл.

Изобретение относится к способам получения диоксида марганца, применяемого в производстве ферритов, химических источников тока, в качестве герметиков, для катализаторов нефтехимического синтеза и др. областях.

Среди известных способов получения химического диоксида марганца наиболее распространен метод термического разложения солей марганца, в частности нитратов марганца, путем разбрызгивания раствора (марганца азотнокислого и нитратов щелочных или щелочноземельных металлов) с последующим нагреванием образующихся капель и извлечением суспензии [1] Недостатки способа низкое качество продукта по содержанию примесей щелочных и щелочноземельных элементов, длительность процесса, большие объемы промывных вод.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ термического разложения марганца азотнокислого путем разбрызгивания водного раствора в горячей атмосфере для частичного разложения каждой капли с образованием диоксида марганца, оксидов азота и паров воды (стадия I) с последующим объединением частично разложенных капель, содержащих диоксид марганца с водным раствором (стадия II), повторением стадий и извлечением диоксида марганца [2] Способ позволяет получить диоксид марганца, отвечающий требованиям к сырью для ферритов (ТУ 6-02-2-952-88), но не обеспечивают полного извлечения целевого продукта. К недостаткам способа также следует отнести длительность процесса получения диоксида марганца и значительные объемы промывных вод.

Цель изобретения повышение выхода целевого продукта, сокращение длительности процесса и исключение отходов производства.

Поставленная цель достигается тем, что термическое разложение водного раствора нитрата марганца ведут путем распыления нитрата марганца над кипящим слоем диоксида марганца, создаваемым противотоком к движению раствора перегретым паром, при одновременном наложении электромагнитного поля с плотностью энергии не менее 600 кДж/м³. Это обеспечивает в сравнении с прототипом: повышение выхода целевого продукта; сокращение длительности процесса при исключении отходов производства; возможность создания замкнутого цикла производства.

П р и м е р 1. В качестве исходного сырья использован раствор или расплав нитрата марганца, соответствующего ТУ 6-09-5131-83. В реактор через форсунку подают раствор марганца азотнокислого с массовой концентрацией 950 г/см³ (оптимальная скорость подачи 120 мл/ч. Через нижний патрубок реактора под решетку с подушкой диоксида марганца подают перегретый водяной пар (Т 300^о) при оптимальном расходе 1 кг/ч. Одновременно в зону реакции подводят электромагнитное поле с плотностью энергии 600 кДж/м³. Температуру в зоне реакции поддерживают равной 260^оС. Процесс разложения нитрата марганца ведут непрерывно. Пары, содержащие оксиды азота и воду, постоянно отводят из реактора в теплообменник, а образующийся продукт через каждые 3 ч выгружают через автоматическое устройство в нижней части реактора. Выход продукта 95% Данные по качеству получаемого диоксида марганца приведены в табл.1.

Последующие примеры проводились аналогично, менялась лишь плотность энергии накладываемого электромагнитного поля. Полученные результаты приведены в табл.2.

Из табл.2 видно, что при распылении раствора нитрата марганца азотнокислого над кипящим слоем МnO₂, создаваемым перегретым водяным паром, и наложении электромагнитного поля с плотностью энергии не менее 600 кДж/м³ в процессе термолиза образуется продукт, пригодный для получения ферритов с заданными свойствами (примеры 1, 2, 4). При снижении плотности энергии электромагнитного поля (W < 600 кДж/м³) резко снижается выход продукта и ухудшаются электромагнитные параметры получаемых из MnО₂ ферритов (пример 3).

При осуществлении процесса в отсутствие водяного пара резко ухудшаются свойства ферритов, при этом отсутствие кипящего слоя приводит к образованию спеков в зоне реакции и делает невозможным автоматическую выгрузку продукта (пример 5).

Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет получить диоксид марганца для ферритов прецизионных марок. При этом обеспечиваются: высокий выход целевого продукта; возможность проведения процесса в одну стадию, что значительно сокращает длительность процесса; исключение сточных промывных вод, что позволяет создать замкнутый цикл производства.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА МАРГАНЦА ДЛЯ ФЕРРИТОВ, включающий распыление раствора нитрата марганца при нагревании, отличающийся тем, что распыление раствора ведут над кипящим слоем диоксида марганца в присутствии перегретого водяного пара, подаваемого под слой диоксида марганца при одновременном наложении электромагнитного поля с плотностью энергии не менее 600 кДж/м³.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2