Способ получения перманганата щелочного металла Советский патент 1983 года по МПК C01G45/12 

о

4;: СО to

00

Изобретение относится к получению перманганата щелочного металла из диоксида марганца.;

Известен способ получения перманганата калия, включающий две стадии. Вна- г чале пиралюзит окисляют до манганата кислородом при дajвлeш и 2-2,5 атм в феде расплавленной щелочи при 20О220С. На второй стадии полученный манганат подают в электролизеры, где 10 происходит его окисление до перманганата Cl J.

Недостатками-известного способа являются его многостадийность, сложность аппаратурного оформления, энергоемкость. 15

Известен также одностадийный способ получения перманганата калия, основанный на окислении диоксида марга1ша в смеси с едким кали кислородом воздуха при 2-3 атм и8О-9О С 2.20

НедостаткЬм данного способа является необходимость использования повышенного давления, .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре-25 зультату является способ получения перманганата щелочного металла, включающей окисление диоксида марганца окислами азота в щелочной среде при температуре, свыше 40С З.30

Недостатком известного способа являются невысокий выход целевого продукта и длительность процесса. Через пять часов после начала реакции, менее 2% диоксвда марганца переходит в перманганат,з5 что свидетельствует о низком выходе продукта. При проведении реакции необходимо использовать концентрированные растворы щелочи (свьше 240 г/л). Кроме того, окислы азота токсичны и загрязняют ок- 40 ружающую среду.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта, ускорение процесса и уменьшение расхода щелочи.

Поставленная цель достигается тем, 45 что соЛшсно способу получения перман ганата щелочного металла путем i- окисления диоксвда марганца гипохлоритом натрия в щелочной среде при повышенной температуре в присутствии катализатора- 50 сульфата двухвалентной меди, сульфата трехвалентного железа, нитрата серебра или нтрата двухвалентного кобальта.

Целесообразно использовать катализа- 55 тар в количестве О, S-1O% от веса диоксида марганца, а окисление диоксвда вести при 65-85°С.

Способ осуществляется следующим образом.

В щелочной среде между диоксидом марганца и гипохлоритом протекает реакция с образованием перманганата. Концентрация гипохлорита и щелочи может колебат гся в широких- хгределах: по активному хлору от 3 до 40 г/л, по едкому натру от 20 до 100 г/л. Эти колебания существенно не влияют на выход перманганата. Взаимодействие диоксида марганца с гилохлоритом протекает уже при температуре ниже 50°С, однако в отсутствии катализатора образуется смесь манга- ната и перманганата. Поэтому в реакционную смесь добавляют катализатор соединения двухвалентной меди , трехвалентного железа, серебра или двухвалентного кобальта. Введение катализатора в количестве до 0,5% от веса диоксида марганца практически не оказывает влияния на ход реакции. При введении катализатора в количестве более 10% происходит интенсивное раеложение гипохлорита, что отрицательно сказывается на реакции образования перманганата. Наилучщие результаты получены при 6 5-8 5 С.

Пример 1. Набеску диоксида марганца 0,25 г помещают в реакционный сосуд и обрабатывают 50 мл раствора гипохлорита с содержанием активного хлора 14 г/л и щелочи 80 г/л, в при.сутствии сульфата и двухвалентной меди в количестве 3% от веса диоксида марг,анца. Сосуд помещают в термостат и выдерживают при 80 С в течение 25-35 мин. Выход перманганата при этом составляет 78%.

Пример 2. Навеску диоксида марганца 0,1 г помещают в реакционный сосуд и обрабатывают 100 мл раствора гипохлорита натрия с сод ржанием активного .слора 2О г/л и щелочи 95 г/л в присутствии нитрата серебра, взятого в количестве 2,5% от веса диоксида. Сосуд помешают в термостат и вьщерживакут прн в течение ЗО мин. Выход перм шганата составляет 72%.

П.р и м е р 3. Навеску диоксвда марганца О,1 г обрабатывают в реакци онном сосуде 1ОО мл раствора гипохлорита натрия с содержанием активного хлора 26 г/л и щелочи 65 г/л в присутствии катализатора нитрата двухвалентного кобальта, взятого в количестве 3,5% от веса диоксида. Сосуд помещают в термостат и вьщерживают в те- 31 ченив ЗО мин при . Выход перма ганата составляет 73%. Пример 4. Навеску диоксида м ганца О,1 г обрабатывают в реакционном сосуде 200 мл раствора гипохлорита натрия с содержанием активного хлора 18 г/п и щелочи 78 г/л в присут ствЕН сульфата трехвалентного железа, взятого в количестве 3,5% от веса диоксида. Сосуд выдерживают при в течение 35 МНЕ. Выход перманганата составляет 65%. Использование лредложенного способа позволяет получать перманганат щелочного металла используя менее концетриро 28 ванный раствор щелочи (60-10О г/л qpoTHB 240 г/л и выше у известного), со1фатить емя получения перманганата, повысить выход целевого продукта, иэб&жать загрязнения окружающей среды соединениями азота. Использование в щгоцессе несложной аппаратуры пооволяет использовать на установках по дезодорации газовых вььфосов, где в качестве окислителя ксполь-. зуется раствор перманганата калия, возвратить в Щ)оцесс реген |фованный :1фодукт и уменьшить расход пермангана та, устранить сброс марганцевых соедвI нений в водоемьи

I. СПОССЖ ПСШУЧЕНИЯ ПЕРМАНГАНАТА ЩЕЛОЧНСГО МЕТАЛЛА путем окисления диоксида марганца в шепочкой среде при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, ускорения пр жесса и уменыиения расхода щелочи, (жвсленве ведут гипохлоритом натрия в присутствии катализатора - сульфата двухвалентной меда, сутшфата трехвалентного железа, нитрата, серебра или нитрата двухвалентного ко бальта. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ в и с я тем, что катализатор вспольауют в количестве 0,5-1О% от веса диоксида марганца. (Л 3.Способ по Ш1. 1 и 2, о т л и ч аю ш и и с я тем, что окисление ведут при 65-85с.