Способ получения реактивного бихромата натрия

 

ОЛ КСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 528262 Союз Советских

:Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 11.11,74 (21) 2073986/26 (51) М. Кл. С 01G 37/14

В 01К 1/00 с присоединением заявки №

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 661.876.23 (088.8) Опубликовано 15.09.76. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 30.08.76 (72) Авторы изобретения

А. A. Ваулина, Н. А. Карнаев, Б. А. Пахомов, С. П. Ширяева, А. А. Андреев и С. Г. Подрезов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАКТИВНОГО БИХРОМАТА

НАТРИЯ

ГосУАаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к технологии производства хромовых соединений, в частности к получению реактивного бихромата натрия.

Известен способ получения реактивного бихромата натрия из технического натриевого хромпика, по которому технический бихромат натрия растворяют в дистиллированной воде и фильтруют через двойной фильтр (1).

Для удаления ионов кальция фильтрат упаривают до половины объема и охлаждают. При этом выпадают кристаллы, загрязненные солями кальция, их отделяют, фильтрат разбавляют равным объемом воды и для удаления ионов хлора небольшими порциями при перемешивании прибавляют Ag>Cr04 до прекращения перехода красно-бурого осадка Ag Cr04 в белый AgCI.

Для удаления ионов $04 — приливают раствор BaCr 07, хорошо перемешивают и нагревают 1,5 — 2 ч, производят контрольную проверку.

Если SO 2 — еще присутствует, снова прибавляют небольшое количество ВаСг20т. Прибавлять двухромовокислый барий нужно осторожно, чтобы достигнуть удаления $0а,— -ионов, не вводя избытка ионов бария. Раствор бихромата натрия нейтрализуют безводным углекислым натрием реактивной квалификации до величины рН=4,0, упаривают до появления кристаллической пленки и охлаждают до комнатной температуры, помешивая раствор. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, сушат при 35 — 40 С. Выход бихромата натрия

5 марки «чистый» составляет 75с(?.

Этот метод в промышленном масштабе не применяется из-за высокой стоимости реагентов.

1о Известен также способ получения реактивного бихромата натрия из технического хромового ангидрида (2), Раствор технического хромового ангидрида в конденсате (с концентрацией около 750 г/л СгОз) очищают от при1з меси сульфат-ионов пульпой ВаСг04 (твердое вещество: жидкость=1: 5) при кипячении.

Раствор отстаивают в течение 12 ч, декантпруют, нейтрализуют по индикатору конго красный безводным углекислым натрием реактивной квалификации до величины рН=4,0 и отделяют нерастворимые фосфаты. Очищенный раствор упаривают до концентрации

1000 — 1100 г/л СгО, (плотность 1,80—

1,82 г/см ) и охлаждают до 20 — 30 С. Кристаллы Na Cr>0-,.2Н С отфильтровывают и сушат при 50 — 60 С. Очистку раствора бихромата натрия от примеси хлорид-ионов проводят сульфатом серебра.

Недостатком данного способа является вы30 сокий расход соды реактивной квалификации

528262

3 и использование дефицитного и дорогостоящего соединения серебра.

Цель;о изобретения является получение реактивного бпхромата натрия при пониженном расходе соды и исключение использования дефицитных реагентов — углекислого натрия реактивной квалификации и соединения серебра.

Указанная цель достигается тем, что нейтрализацию раствора ведут кальцинированной содой сначала до рН=2 — 3, затем ведут совместно очистку от примеси хлорид-ионов и дальнейшую нейтрализацию до рН=4 — 4,5 электролизом раствора в бездиафрагменном электролизере.

Предложенный способ осуществляют по следующей технологической схеме.

Безводный технический бихромат натрия (ГОСТ 2651-70) растворяют в конденсате до концентрации 700 — 750 г/л CrO>, нагревают до кипения, обрабатывают раствором бихромата бария для удаления ионов SO4 и кипятят в течение 1,5 — 2,0 ч. Раствор отстаивают в течение 12 ч, декантируют, нейтрализуют кальцпнированной содой до величины pH=

=2,0 — 3,0 и пропускают через электролизер для удаления ионов С1 из раствора и окончательной нейтрализации его до величины рН=

=4,0 — 4,5. В процессе электролиза на аноде ионы С1 окисляются с ооразованием свободного хлора, в прикатодном пространстве идет накопление щелочи.

Регулируя скорость протекания бихроматного раствора через электролизер, добиваютс.; заданной rлуо iHi i ионов С1 и нужной величины рН.*

Электролизер представляет собой стальную ванну, футерованную стеклотканью, пропитанной эпоксидной смолой. Внутри ванны установлены свинцовые пластинчатые аноды с прорезями для протекания электролита и трубчатые катоды из нержавеющей стали. Постоянный ток для электролиза подают от выпрямителя.

Раствор после электролиза фильтруют, упаривают до удельного веса 1,80 — 1,82 г/см, снова фильтруют, охлаждают при перемешиванип до температуры 28 — 30 С. Выделившиеся кристаллы двухводного бихромата натрия отделяют на центрифуге от маточного и сушат. Маточник смешивают с бихроматным раствором, прошедшим стадию электролиза, и вновь используют для получения кристалла.

Выход реактивного бихромата натрия марm «чда» составляет 90 — 92 /о.

Применение электрохимической очистки от примеси хлорид-ионов обеспечивает возможность использования для нейтрализации кальцинированной соды, содержащей 0,8О/, NBC1 вместо безводного углекислого натрия реактивной квалификации, что позволяет сократить расход соды и снизить себестоимость продукта.

1О

4

Пример К 1 л бихроматного раствора, содержащего 627 г/л СгОЗ, 6,1 г/л 504

1,7 г/л С1 —, добавляют 210 мл раствора бихромата бария с концентрацией 40 г/л Ва + для осаждения ионов SO 4 — и кипятят в течение 1,5 ч. После отстаивания в течение 12 ч раствор декантируют. При этом содержание

SO4 в растворе снижается до 0,21 г/л, содержание свободного CrO> после обработки раствора бихроматом бария составляет 60 г/л

СгО, что соответствует величине рН=0,4.

Декантированный раствор обрабатывают 26 г кальцинированной соды (рН=2,5) и подвергают электролизу. Электролиз ведут в электролизере ящичного типа размером 154+65+

Х100 мм, изготовленном из плексигласа толщиной 5 мм. Корпус его разделен на ячейки тремя анодами. Аноды, изготовленные из свинца, вставлены в корпус по направляющим и имеют по одному отверстию либо в нижнем углу, либо у противоположной стенки электролизера в верхнем углу (по уровню электролита).

Размер отверстий 5 10 мм, предназначены они для обеспечения последовательного, направленного движения электролита вдоль электролизера и наибольшего времени пребывания раствора в каждой ячейке. Катоды выполнены из трубки диаметром 8 мм, материал — нержавеющая сталь марки 1Х18Н9Т.

Суммарная рабочая поверхность анодов

3,0 дм, катодов — 1,4 дм . Аноды и катоды соединены параллельно при помощи шин, расположенных с противоположных сторон электролизера. Вход электролизера снабжен питающим карманом. На выходе имеется сливной карман. Уровень электролита регулируется переливной тру.бкой на выходе из электролизера. Электролиз ведут при плотности тока на аноде 5А/дм .

После электролиза получают раствор, характеризуемый следующими показателями:

CrO> — — 647 г/л, С1 =0,05 г/л, рН =4,1.

Раствор фильтруют, упаривают до удельного веса 1,80 г/см, затем охлаждают при перемешивании до температуры 30 С. Выпавшие кристаллы отделяют на центрифуге типа Т вЂ” 1, промывают 30 мл холодной дистиллированной воды. Маточный раствор объединяют с раствором, очищенным от хлопьев после электролиза и используют для следующего опыта.

При 20-кратном использовании маточника выход реактивного бихромата натрия марки

«чда» составляет 91 .

В таблице представлены данные по качеству бихромата натрия, полученного при 20кратном использовании маточника в 1-ом, 5-ом, 10-ом, 15-ом и 20-ом цикле использования маточника.

Предлагаемый способ позволяет вдвое сократить расход соды на нейтрализацию за счет того, что бихроматный раствор нейтрализуют содой лишь до величины рН=2,0 — 3,0, 528262

Состав кристалла

3

CU

v

z с4 содержание содержание хлоридов, сульфатов, CI % 04 содержание основного вещества

Na,Сг,О-,.2Н, О,",, 99,0

99,0

99,0

99,0

99,0

15

0,025

0,025

0,025

0,025

0,025

0,005

0,005

0,005

0,005

0,005

72

Sl

Формула изобретения

Составитель Ф. Львович

Техред А. Камышникова

Редактор Т. Девятко

Корректоры: В. Дод и А. Николаева

Заказ 1837/10 Изд. № 1561 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5 типография, пр. Сапунова, 2 а для окончательной нейтрализации до величины рН=4,0 4,5 используется натриевая щелочь, образующаяся в процессе электрохимической очистки от ионов С1 —.

Способ получения реактивного бихромата натрия путем очистки исходного кислого. раствора хромового ангидрида от примеси сульфат-ионов обработкой хроматом щелочноземельного металла с последующей нейтрализацией раствора содой до рН=4 — 4,5, очисткой от примеси хлорид-ионов, упаркой, кристаллизацией и отделением продукта, отли5 ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода соды и исключения использования дефицитных реагентов, нейтрализацию раствора ведут кальцинированной содой, сначала до рН=2 — 3, затем ведут совместно очистку

10 от примеси хлорид-ионов и дальнейшую нейтрализацию до рН=4- — 4,5 электролизом раствора в бездиафрагменном электролизере.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Корякин Ю. В., Ангелов М. И. «Чистые химические реактивы», Госхимиздат, М., 1955, с. 378.

20 2. Авербух Т. Д., Павлов П. Г. «Технология соединений хрома». Изд, «Химия»,, Л. О., 1967, с. 200.