Способ получения ксантановодорода Советский патент 1983 года по МПК C25B3/00 C07C161/04 

а сл

4

ю Изобретение относится к электрохимическому производству, а точнее к технике получения ксантановодорода из роданидсодержащих сточных вод и технологических растворов коксохимического и химического производства. Известен способ получения ксанта новодорода путем электрохимической обработки водного раствора роданистого аммония и кислоты, взятых в со отношении соответственно 1: (0,1-1, при плотности тока в пределах 0,050,5 А/см , температуре 30-50°С и концентрации роданида аммония в пре делах 3-10 г-экв/л. Сущность способа состоит в том, что в процессе электрохимического взаимодействия роданида и кислоты -в водном раствор образуется роданистоводородная кисл та, которая при достижении концентрации 5вес.% подвергается самопро извольной межмолекулярной циклической конденсации (тримеризации)с об разованием ксантановодорода и синильной кислоты. Последняя электрохимически окисляется до CNO, который далее в кислой среде при повышенной температуре подвергается гид ролитической деструкции до NHt и . Существенным недостатком известного способа является то, что при осуществлении электрохимического процесса в длительном промежутке времени в одну стадию в переточном бездиафрагменном электролизере, ког да электролит находится практически в стационарном состоянии, трудно, обеспечить необходимый массообмен и оптимальные параметры технологического режима. Это Отрицательно сказывается на производительности процесса, на выходе (по току и по веществу) и на чистоте получаемого целевого продукта. Цель изобретения - снижение энер гозатрат, увеличение выхода продукта и его чистоты. Для достижения этой цели процесс ведут в две стадии при анодной плот ности тока и линейной скорости движения раствора на первой стадии соответственно 0,01-0,05 А/см и 0,1-0,5 м/с с рециркуляцией раствор на второй стадии при плотности тока 0,35-0,5 А/см2-и линейной скорости 1,0-1,5 м/с. Необходимость проведения процесса в две стадии обуславливается нес колькими причинами, главными из кото рых является то, что скорость и выход ксантановодорода адекватны скорости генерирования и концентрации роданистоводородной кислоты в растворе . Исходя из того, что скорость электрохимического процесса и произ водительность его по рбданистоводородной кислоте, в основном, зависит от количества перенесенного электричества, а не от потенцисша, при котором он осуществляется (ввиду низкой поляризуемости SCN-ионов), наиболее целесообразным является проведение технологического процесса на первой стадии при плотности тока 0,01-0,05 А/см и скорости движения обрабатывае1 1ой жидкости 0,1-0,5 м/с. Соблюдение этих параметров обеспечивает необходимую концентрацию роданистоводородной кислоты в растворе и достаточно высокую производительность процесса. При увеличении скорости движения раствора более 0,5 м/с снижается концентрация роданистоводородной кислоты в растворе из-за недостаточной степени разложения роданистого аммония и увеличиваются ее потери при турбулизации раствора. В то же время, снижение скор эсти менее 0,1 м/с нерационально, так как при этом превышение концентрации роданистоводородной кислоты в растворе 5-6 вес.% приводит к образованию ксантановодорода, что вызывает затруднения в осуществлении процесса. На второй стадии при скорости движения циркулирующего электролита 1,0 м/с,.особенно при увеличении его ионной силы, что обусловлено ростом концентрации роданистого аммония и величиной плотности тока, в результате пересьпцения приэлектродного пространства промежуточными (роданистоводородная кислота, CN, CNOионы)- и конечными продуктами (ксантановодоррд, сульфат аммония и др.), которые не успевают отводиться от поверхности анода, начинается его пассивация, повышается напряжение и, следовательно, увеличиваются энергозатраты, т.е. проявляются недостатки известного способа. Превышение верхнего экстремального значения.скорости движения потока циркулирующего раствора (1,5 м/с) уже не сказывается на технологическом процессе (на степени окисления Ы-ионов и на скорости отвода от анодной поверхности продуктов реакции) . Напротив, это приводит к снижению выхода целевого продукта изза потерь роданистоводородной кислоты вследствие повышенного газовыделения компонентов из раствора при его чрезмерной турбулизапии. Таким образом, осуществление электрохимического процесса при указанных параметрах технологического режима позволяет устранить недостатки, которые присущи известному спо.собу, и тем самым повысить производительность процесса и чистоту целевого продукта, снизить энергозатраты. Примем рециркуляция электролита в закрытом циркуляциойном контуре на второй стг1дии предотвращает потери роданистоводородной кислоты и улетучивание высокотоксичного HCN. .За счет ретура роданистоводородной кислоты, роданистого аммония и др. значительно повьпяается выход ксантановодорода и степень использования сырья. В табл. 1-3 приведены данные, подтверждающие оптимальность парамет ров предлагаемого технологического режима и его преимущества перед известным. Пример 1. Концентированный раствор роданистого гшмония (3 г-экв/л) с рН 4 подвергают электрохимическойобрабатке в электролизном устройстве вертикального типа на первой стадии при плотности тока на графитовом аноде 0,05 А/см и линейной скорости движения раствора 0,3 м/с, а на второй стадии при „ сюодной плотности тока 0,35 А/см и скорости движения циркулирующего раствора 1,2 м/с. Концентрация роданистоводородной кислоты (РВК) в раст воре, выходящем из нижнего патрубка устройства, составляет 4,8%, а в злект ролите на второй стадии - 11,2%. Образующийся суспендированный ксантано водород непрёоыяно отделяется от раствора, проходя через фильтрующее устройство, которое совмеп ено с за- . крытым циркуляционным контуром. Среднее напряжение на электролизере 3,1 ву выход продукта 95,3% от теоретического. Продукт имеет следующие показатели: содержание основного вещества 99,1%, зольность 0,05%, т.пл. (разя.) 183-184°С. Пример2. В условиях примеа 1 проводят серию опытов, изменяя только скорость циркуляции электролита от 0,8 до 2,0 м/с. Результаты приведены в табл. 1. ПримерЗ. Показатели технологического процесса получения ксантановодорода при различной скорости движения раствора на первой стадии (0,05-0,6 м/с) и плотности тока в пределах 0,01-0,05 А/см2 приведены в табл. 2. Преимущества изобретения в срав нении с известным способом приведены в табл. 3. Производительность процесса по РВК увеличивается в 1,2-1,5 раза. Как видно из табл. 3,-отличия и преимущества изобретения по сравнению с известным способом обеспечивают улучшение технологических и вольтамперных характеристик и за счет ихповыщение производительности процесса и чистоты продукта, снижение энер- гозатрат.

Таблица

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КСАНТАНОВОДОРОДА, предусматривающий электролиз концентрированного кислого раствора роданида с использованием графитовых электродов и выделение продукта, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, увеличения В13хода продукта и его/чистоты, процесс ведут в две стадии при анодной плотности тока и линейной скорости движения раствора на первой стадии соответственно 0,01-0,05 А/см и 0,1-0,5 м/с с рециркуляцией раствора на второй ста- , дни при плотности тока 0,35-0,5 А/см и линейной скорости 1,0-1,5 м/с .