Способ получения неорганических перекисных соединений Советский патент 1990 года по МПК C25B1/28 

Изобретение относится к электросинтезу неорганических перекисных соединений, в частности перфосфатов и перборатов щелочных металлов, полученных электрохимическим путем в борат- или соответственно фосфатсодер- жащих электролитах, которые являются мягкими окислителями, при определенных условиях разлагаются с выделением активного кислорода, не токсичны и могут применяться для отбелки целлюлозы, в качестве составных частей различных моющих средств, для очистки сточных вод и для других целей.

Целью изобретения является повышение выхода по току, концентрации и стабильности растворов перекисных соединений.

Наличие в растворах перекисных соединений примесей тяжелых металлов значительно снижает устойчивость этих

соединений за счет ускорения реакции их разложения. Для обработки растворов электролитов от примесей тяжелых металлов рекомендуется проводить предварительный электролиз на платиновой сетке-катоде в течение 2-3 сут. Недостаточная обработка растворов при электросинтезе перекисных соединений приводит к снижению выходов по току и концентраций активного кислорода в ходе электролиза. Данная обработка позволяет снизить примеси тяжелых металлов в растворе до 0,0001%.

При использовании в известном способе раствора, полученного или приготовленного из реактива марки охн, обеспечивающего получение раствора с концентрацией не более 0,000005%, выход по току перекисных соединений (катодных и анодных) 140%, а концентрация активного кислорода 17,2%. Приелел

Сл

со

0 СЛ

чем концентрация активного кислорода через 24 ч уменьшается на 1%.

Пример 1. Электролит, содержащий, г/л: К3Р04 424, KF 116, рН 13,85, подвергают электролизу в электрохимической ячейке со стеклянной диафрагмой, В качестве катода используют углеграфитовую ткань (рабочая поверхность 250 см7), анода- платиновую пластинку (поверхность 3,12 см1). Электролиз ведут при катодной плотности тока 0,016 А/см2 и анодной 0,14 А/см. Концентрация активного кислорода 16%, суммарный вы- ход по току (анодный и катодный) 127%.

При применении предварительной обработки электролита, содержащего тяжелых металлов до 1%, под током на ртутном катоде при катодной плотности тока S-IO A/CM1 в количестве 300 мл на 1 А нагрузки в течение 10 ч суммарный выход по току перекисных соединений 130%, концентрация активного кислорода 23,39%. Концентрация ионов тяжелых металлов снижается до 0,00001%. Причем концентрация активного кислорода через 24 ч изменяется на 0,1%,

Пример 2. Проведен электролиз 690 г/л КгС03, 25 г/л К4340-, и 0,5 г/л HgSiOL . Условия электролиза аналогичны описанным в примере 1.

Электролиз ведут 4 ч при катодной плотности тока 10 мА/см1 и анодной 0,5 А/см , После электролиза выход по току 140%, концентрация активного кислорода 7,8 г/л.

При применении предварительной обработки электролита под током па ртутном катоде в течение 15 ч при катодной плотности тока 10 А/см1 вы- ход по току увеличивается до 160%, концентрация активного кислорода до 8,7 г/л,

Зависимость показателей электролиза от времени обработки раствора приведена в табл. 1 (количество обрабатываемого раствора 300 мл).

Зависимость показателей электролиза от количества раствора, подвергнутого обработке, приведена в табл.2, условия проведения электролиза аналогичны примеру 1.

Зависимость показателей электролиза от катодной плотности тока приведена в табл. 3 (условия проведения электролиза аналогичны примеру 1).

Как видно из данных, приведенных в примерах, при ведении процесса -за

0

5

пределами предлагаемого способа приводит к ухудшению показателей электролиза.

При проведении предварительной обработки электролитов на Hg катоде выход по току не превышает 135%, т.е. является более низким, чем при использовании реактивов с маркой о.х.ч. Применение других инертных электродов (РЬ или Sn) дает еще более нежелательные результаты.

Как видно из табл. 1, при времени обработки раствора менее 10 ч выхода по току концентрация и стабильность перекисных соединений ниже, чем по прототипу.

Повышение времени обработки электролита до 15 ч и выше нецелесообразно, так как не приводит к улучшению процесса электролиза, а напротив, только усложняет проведение процесса,

Даннае, приведенные в табл. 2, показывают, что если количество раствора, подаваемого на обработку, превышает 310 мл, происходит ухудшение стабильности и снижение как концентрации, так и выходов по току перекисных соединений,

Из табл. 3 следует, что повышение плотности тока выше 10 или понижение ниже А/смг также отрицательно сказывается на проведении электролиза, уменьшая все его показатели.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет повысить выход по току на 40%, концентрацию активного кислорода на 30% при одновременном увеличении стабильности в 10 раз, что расширяет область применения неорганических перекисных соединений.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет использовать в качестве исходных продуктов менее чистые реагенты, следовательно, более дешевые.

Формула изобретения

Способ получения неорганических перекисных соединений электролизом растворов соответствующих высших кислородсодержащих солей щелочных металлов в диафрагменном электролизере при подаче кислорода на катод из углеграфитовой ткани, отличающи й- с я тем, что, с целью увеличения выхода по току, концентрации и стабильности получаемых перекисных соедине515553956

ний, раствор перед подачей в электро- при плотности тока -10 4А/см в лизер подвергают электрохимической течение 10-15 ч при расходе раствора обработке в ячейке с ртутным катодом 0,29-0,31 л на 1 А нагрузки.

I Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности к способам получения перекисных соединений, и позволяет увеличить выход по току, концентрации и стабильности получаемых перекисных соединений. Для получения неорганичесикх перекисных соединений электролизом растворов высших кислородсодержащих солей щелочных металлов /фосфатов, боратов/ в диафрагменном электролизере при подаче кислорода на катод из углеграфитовой ткани раствор перед подачей в электролизер подвергают электрохимической обработке в ячейке с ртутным катодом при плотности тока 10^-3 - 10^-4 А/см² в течение 10-15 ч расходе раствора 0,29 - 0,31 л на 1 А нагрузки. 3 табл.

Концентрация, г/л

17,0 18,4 21,7 23,4 23,4

Количество раствора, мл

Выход по току, %

180 180 180 156 139

140

23 23 21 18 17 Прототип

17,2

Таблица 3

Катодная Концентра- Выход по Стабильность плотность ция, г/л току, % раствора, % тока, А/см

10 116,51375,2

,21750,4

5-Ю 423,41800,1

Ю-423,41800,1

10 517,61277,0

iч

Составитель Л.Вальков Редактор О.Головач Техред А.КравчукКорректор В.Кабаций

Заказ 540Тираж 542Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Выход по току, %

Стабильность раствора, 7,

5

0,5

0,1

0,1

0,1

Таблица 2

Концентрация, г/л

Стабильность раствора, %

0,1 0,1 0,1 0,2 0,8

20