Способ получения углекислого марганца Советский патент 1993 года по МПК C01G45/00 

Изобретение относится к способам получения марганца углекислого, используемого для производства высококачественных марганец-цинковых ферритов.

Известен ряд способов переработки марганецсодержащих стоков, полученных в результате окисления анилина в производстве гидрохинона.

Способ получения марганца углекислого из сточных вод производства гидрохино- на заключается в очистке раствора марганца сернокислого от железа, тяжелых металлов, органических примесей с последующей обработкой раствора пастой фторида бария для очистки от кальция и осаждением карбоната марганца углекислым аммонием.

Недостаток способа - повышенное содержание примеси кальция и магния в конечном продукте.

Наиболее близким к заявленному является способ получения марганца углекислого из продуктов окисления анилина.

Сущность способа состоит в том, что раствор марганца сернокислого, являющийся отходами производства, предварительно очищают от железа окислением

(О-t-T

Fe в Fe с помощью Н202 от тяжелых металлов раствором сульфида аммония от органических примесей обработкой активированным углем. Очистку от щелочных и щелочноземельных металлов осуществляют путем обработки водным раствором аммиака до рН 8,6-9,0 при 50-70°С в присутствии гидроксиламина сернокислого,

-VI

оо

О

ел о о

выдержки суспензии, отделении загрязненного маточного раствора от марганец- содержащего осадка, его последующей репульпации серной кислотой до рН 6,0-6,5, выдержки суспензии, обработки суспензии водным раствором аммиака до рН 8,6-9,0 с последующим отделением осадка и растворением его в серной кислоте и обработкой полученного углеаммонийной солью с дальнейшей промывкой и сушкой осадка.

Недостатком способа является относительно невысокий выход целевого продукта (80%), связанный с потерями марганца при очистке.

Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что марганец углекислый получают из сточных вод - отходов производства гидрохинона путем введения в исходный раствор, содержащий сульфат марганца в количестве 230- 250 г/дм , персульфата аммония в количестве 2-3 мае. % по отношению к марганцу, содержащемуся в растворе, и рН реакции в пределах 6,5-7,0 с последующей очисткой от органических примесей, щелочных и щелочноземельных металлов, осаждением из очищенного раствора карбоната марганца раствором углеаммонийной соли с дальнейшей промывкой и сушкой продукта.

- Пример. Стакан с мешалкой помещают в термостат, заливают 1 л сточных вод, содержащих марганец сернокислый. Концентрацию раствора доводят дистиллированной водой до 230 г/дм3.

В раствор загружают 15 г активированного угля. Подачей водного раствора аммиака доводят рН до 6,5. Нагревают раствор до температуры 70°С, прибавляют 1,7 г персульфата аммония, что соответствует 2 мае. % по отношению к марганцу в растворе, при этом суспензия принимает кислую реакцию (рН 3). Поднимают значение величины рН до 6,5-7,0 добавлением водного раствора аммиака, выдерживают содержимое стакана в течение 1 ч при температуре 60-80°С и фильтруют..

Для предотвращения окисления Мп+2 до Мп+ и Мп+ перед осаждением аммиаком добавляют 2,0-2,5 г гидроксиламина сернокислого. Подачей аммиака рН доводят до 8,6-9,0 нагревают до 60°С выдерживают 1 ч для образования основных солей марганца. Осадок отжимают, переносят в стакан с мешалкой, добавляют 1-1,5 г гидроксиламина сернокислого, заливают дистиллированной водой () и перемешивают 10 мин.

В суспензию дозируют серную кислоту до рН 6,0-6,5, выдерживают 0,5 часа, затем рН аммиаком доводят до 8,6-9,0 и выдерживают 1 ч, после чего осадок отжимают и

подвергают двум промывкам.

Отмытый и отжатый осадок размешивают с водой (0,7-0,75) дм3 и растворяют в серной кислоте. По достижении рН раствора 3,0-4,0 подачу кислоты прекращают, раствор охлаждают до 25 ± 5°С и выделяют из него марганец углекислый раствором карбоната аммония (340 ± 40) г/дм3. Осадок отжимают и промывают дистиллированной водой до отсутствия сульфатов в промышленных водах и сушат в сушильном шкафу при температуре 70-90°С до содержания массовой доли марганца 43-45%.

Выход готового продукта составляет 90%.

Влияние количества введенного персульфата аммония на чистоту марганца углекислого и потери марганца приведены в таблице.

Пример. Выполнен синтез марганца

углекислого из сточных вод производства гидрохинона с разным количеством добавки персульфата аммония. Полученные данные также приведены в таблице.

Как видно из таблицы по прототипу

(см.пример 1) получены образцы, соответствующие требованиям ТУ, а потери марганца в шлам на стадии очистки от тяжелых и легкогидролизуемых металлов составили 10-13 мас.%. Общие потери выше за счет

потерь на стадии очистки от щелочных и щелочноземельных элементов.

В примере 2 добавка 1 % персульфата аммония оказалась недостаточной для полной очистки от тяжелых металлов. Примеры

з-4 свидетельствуют о достаточном количестве персульфата аммония для очистки раствора марганца по требованиям ТУ целевого продукта и существенном уменьшении перехода марганца в шлам.

Дальнейшее увеличение количества персульфата аммония (примеры 5-6) приводит к росту потерь марганца и расходу персульфата аммония без существенного улучшения качества целевого продукта.

при рН осаждения примесей за пределами оптимальных (примеры 7-8) наблюдается либо недостаточная очистка от никеля, меди, цинка и свинца (см.пример 7) или увеличиваются потери марганца за счет образования его гидроксидов (см.пример 8).

Таким образом применение заявляемого способа позволит по сравнению с прототипом увеличить выход целевого продукта и получить высококачественные марганеццинковые ферриты, используемые в электронной технике, а также процесс за счет уменьшения количества стадий фильтрации и совмещения процессов очистки от легкогидролизующихся, тяжелых металлов и органических примесей в один процесс. Заявляемый способ исключает применение токсичного (NH4)2S и„взрывоо.пасной N262.

Изобретение относится к способам получения марганца углекислого, используемого для производства высококачественных марганец-цинковых ферритов. Углекислый марганец получают из сточных вод производства гидрохинона путем обработки сточных вод в присутствии персульфата аммония в количестве 2,0-3,0 мас.% от массы марганца, содержащегося в растворе, и рН 6,5-7,0, фильтрации полученной смеси с последующим отделением раствора и обработкой его водным раствором аммиака в присутствии гидроксиламина сернокислого, выдержки полученной суспензии, отделения маточного раствора от марганецсодер- жащего осадка, рекульпации осадка серной кислотой до рН 6,0-6,5, выдержки образующейся суспензии, обработки ее водным раствором аммиака до рН 8,6-9,0 с отделением марганецсодержащего осадка, растворения осадка в серной кислоте, обработки полученного раствора карбонатом аммония с дальнейшим выделением, промывают и сушкой целевого продукта. 1 табл. ё

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ получения углекислого марганца из сточных вод производства гидрохинона, включающий очистку сточных вод-от легкогидрализующихся и тяжелых металлов, фильтрацию полученной смеси с после- дующим отделением раствора и обработкой его водным раствором аммиака в присутствии гидроксиламина сернокислого, выдержку полученной суспензии, отделение маточного раствора от марганецсодержа- щего осадка, репульпацию осадка серной кислотой до рН 6,0-6,5, выдержку образующейся суспензии, обработку ее водным расВлияние добавки персульфата амония и рН раствора на качество полученного марганца углекислого и потери марганца на стадии очистки сточных вод от легкогидролизирующихся и тяжелых металое

Примечание: Сточные воды производства гидрохинона имеют следующий состав, мае. %:

марганец сернокислый 24.71; серная кислота 1.58; пиролюзит 0.14 аммоний сернокислый 3.58; примеси 1,42; хинон 0,10; кальций сернокислый 0.32; вода остальное.

твором аммиака до рН 8,6-9,0 с отделением марганецсодержащего осадка, растворение осадка в серной кислоте, обработку полученного раствора карбонатом аммония с дальнейшим выделением, промывкой и сушкой целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, очистку сточных вод от легкогидрализующегося и тяжелых металлов осуществляют в присутствии персульфата аммония в количестве 2,0-3,0 мас.% от массы марганца, содержащегося в растворе, и рН 6,5-7,0.