СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРАСНОЙ ОКИСИ РТУТИ Российский патент 1995 года по МПК C01G13/02 

Изобретение относится к технологии получения красной окиси ртути, применяемой в химических источниках тока.

Известен способ получения красной окиси ртути путем термического разложения азотнокислой соли этого металла в присутствии кислорода воздуха [1]
Однако размер частиц получаемого продукта находится в пределах от 1,5 до 15 мкм, что не соответствует требованиям, предъявляемым к гранулометрическому составу, и вызывает трудности при изготовлении химических источников тока.

Кроме того, термическое разложение солей приводит к загрязнению атмосферного воздуха продуктами разложения (окислами азота и др.), а также парами металлической ртути.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения красной окиси ртути путем взаимодействия растворов азотно-кислой окисной ртути с гидроокисью натрия. Процесс осуществляют путем одновременного добавления водных растворов азотно-кислой окисной ртути и едкого натра в суспензию, содержащую NaCl, при 100-110^оС и щелочности на уровне 0,1-0,6 N с последующей промывкой и сушкой продукта [2]
Однако получаемая при указанных выше параметрах окись ртути имеет фракцию с размером частиц от 5 до 24 мкм в количестве 75-80% а фракцию с размером частиц до 2 мкм в количестве 10-15% что не соответствует требованиям, предъявляемым к гранулометрическому составу оксида ртути, применяемого в химических источниках тока. Выделение фракции заданного гранулометрического состава приводит к уменьшению выхода готового продукта до 80% а также загазованности атмосферного воздуха ртутью с узла просева оксида ртути. Кроме того, недостатком данного способа является образование большого количества ртутьсодержащих сточных вод при отмывке продукта от NaCl.

Целью изобретения является повышение качества готового продукта, увеличение его выхода, улучшение экологических условий, а также упрощение технологии за счет сокращения объема ртутьсодержащих сточных вод.

Для этого получение красной окиси ртути ведут путем совместной дозировки растворов азотно-кислой ртути и едкого натра в суспензии NaCl при постоянном перемешивании и температуре 110-125^оС в начале процесса со скоростью дозировки раствора азотно-кислой окисной ртути 2-3 л/мин и щелочностью реакционной массы 0,6-0,8 N и последующей дозировкой раствора азотно-кислой окисной ртути со скоростью 5-6 л/мин при щелочности 0,15-0,35 N.

Целесообразно процесс получения красной окиси ртути заданного гранулометрического состава вести в аппарате с развитой поверхностью из титана ВТ-1 и удельной поверхностью 40 м²/м³ реакционной массы.

Повышение температуры в процессе обмена на 10-15^оС приводит к уменьшению до 2% мелкодисперсного продукта оксида ртути с размером частиц до 2 мкм. Кроме того, протекание процесса обмена при 110-125^оС позволяет выдержать нормальность реакционной массы в заданном интервале.

Проведение обмена при начальной щелочности 0,6-0,8 N и конечной 0,2-0,4 N приводит к уменьшению количества применяемого в процессе обмена кристаллического хлористого натрия, за счет чего сокращается объем промывных вод.

Разная скорость дозировки раствора азотно-кислой окисной ртути в процессе обмена приводит к увеличению размера частиц, практически полному исключению мелкодисперсной фракции. При этом минимальный размер частиц достигает 7 мкм.

Проведение обмена в аппарате с развитой поверхностью до 40 м²/м³ позволяет получить однородный продукт.

Проведение обмена при указанных выше условиях позволяет кроме всего по- лучить порошок красного HgO с размером частиц 12-15 мкм с выходом 96% от теории.

Способ осуществляют следующим образом.

В аппарат с развитой поверхностью из титанового сплава с удельной поверхностью 40 м²/м³ реакционной массы заливают дистиллированную воду, подогревают реактор подачей пара в рубашку аппарата до 60^оС. Загружают хлористый натрий, после чего нагревают содержимое реактора до 110-125^оС. При температуре в реакторе 110-125^оС ведут одновременно дозировку раствора азотно-кислой окисной ртути со скоростью 2-3 л/мин и раствора едкого натрия в количестве, необходимом для поддержания щелочности реакционной массы в пределах 0,6-0,8 N.

Дозировку оставшейся половины раствора азотно-кислой окисной ртути ведут со скоростью 5-6 л/мин, при этом раствор едкого натрия дозируют со скоростью, необходимой для поддержания щелочности реакционной массы 0,15-0,35 N. Полученный продукт, красную окись ртути, отделяют от маточника, промывают дистиллированной водой до требуемого содержания ионов хлора и сушат.

П р и м е р 1. В эмалированный аппарат емкостью 1,6 м³ заливают 300 л дистиллированной воды, подогревают до 60^оС, загружают 210 кг хлористого натрия, нагревают до 100^оС и ведут одновременно дозировку растворов азотно-кислой окисной ртути и раствора едкого натрия так, чтобы щелочность реакционной массы поддерживалась в пределах 0,1-0,6 N. Полученный продукт отмывают 3 м³ дистиллированной воды до содержания в нем Cl^- не более 0,001% Далее оксид ртути отделяют фильтрацией и сушат.

Содержание частиц до 2 мкм составляет 13,6%
Содержание частиц с размером более либо равным 10 мкм составляет 77,6%
Выход готового продукта с учетом выделения продукта требуемого качества согласно ТУ 6-09-3927-82 после просева составляет 85%
П р и м е р 2. В аппарат с развитой поверхностью из титанового сплава с удельной поверхностью 40 м²/м³ реакционной массы заливают 100 л дистиллированной воды, подогревают до 60^оС, загружают 60 кг хлористого натрия, нагревают до 117^оС и ведут одновременно дозировку раствора азотно-кислой окисной ртути и раствора едкого натра, 250 л раствора азотно-кислой окисной ртути с концентрацией 1200 г/л дозируют со скоростью 2,5 л/мин, при этом дозировкой раствора едкого натра поддерживают щелочность реакционной массы 0,7 N. Оставшиеся 250 л раствора азотно-кислой окисной ртути дозируют со скоростью 5,5 л/мин, при этом дозировкой раствора едкого натра поддерживают щелочность реакционной массы 0,2 N. На промывку продукта от NaCl при этом уходит 800 л дистиллированной воды. Далее продукт сушат. Содержание частиц с размером до 12 мкм (7-11 мкм) составляет 6% а содержание частиц с размером 12-15 мкм 94%
Выход продукта в соответствии с требованием ТУ 6-09-3927-92 составляет 96%
П р и м е р 3. Обмен ведут аналогично примеру 2, однако дозировку 250 л растворов азотно-кислой окисной ртути ведут со скоростью 2-3 л/мин, оставшуюся часть раствора едкого натра ведут так, чтобы выдержать щелочность реакционной массы на уровне 0,3 N.

Частицы с размером до 2 мкм отсутствуют.

Содержание частиц с размером более либо равным 10 мкм составляет 83%
Выход готового продукта при этом составляет 92%
П р и м е р 4. Получение порошка красной окиси ртути осуществляют аналогично примеру 2, однако дозировку растворов ведут при 100^оС.

Содержание частиц с размером до 2 мкм составляет 2,1%
Содержание частиц с размером более либо равным 10 мкм составляет 80%
Выход готового продукта 89%
Оптимальными параметрами процесса получения красного оксида ртути являются температура синтеза 115-120^оС, скорость дозировки раствора азотно-кислой окисной ртути в начале процесса обмена 2-3 л/мин при щелочности реакционной массы 0,7 N и скорость дозировки раствора азотно-кислой окисной ртути 6 л/мин при нормальности 0,2 N во второй половине процесса.

Использование: получение красной окиси ртути для химических источников тока. Сущность способа: нитрат двухвалентной ртути и едкий натр дозируют в суспензию хлорида натрия. Нагревают до 110 - 125°С и перемешивают. Скорость дозировки нитрата ртути составляет 2 - 4 л/мин, а щелочность - 0,6 - 0,8N. Затем скорость дозировки нитрата ртути увеличивают до 5 - 7 л/мин при щелочности 0,15 - 0,35N. Процесс ведут в реакторе из титана марки ВТ - 1. Удельная поверхность - 40 м²/м³ реакционной смеси. 1 з.п. ф-лы.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРАСНОЙ ОКИСИ РТУТИ, включающий непрерывное добавление растворов нитрата ртути (II) и гидроксида натрия в суспензию хлорида натрия при нагревании и перемешивании реакционной смеси, отличающийся тем, что сначала добавление раствора нитрата ртути (II) ведут со скоростью 2 - 4 л/мин при щелочности и реакционной смеси 0,6 0,8 N, затем добавление раствора нитрата ртути (II) ведут со скоростью 5 7 л/мин при щелочности 0,15 0,35 N и нагревание осуществляют до 110 125^oС. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавление растворов в суспензию ведут в реакторе из титана марки ВТ-1 с удельной поверхностью 40 м²/м³ реакционной смеси.