Способ очистки раствора монохромата натрия от многовалентных катионов Советский патент 1993 года по МПК C01G37/14 B01J45/00 

Изобретение относится к очистке растворов хроматов, в частности, к способу очистки раствора монохромата от многовалентных катионов.

Целью изобретения является обеспечение тонкой очистки от многовалентных катионов, в частности от кальция.

Поставленная цель достигается в способе очистки раствора монохромата от многовалентных катионов путем обработки исходного раствора химическим реагентом при нагревании за счет того, что в качестве химического реагента используют ионито- вый бисерный полимер на основе сшитого полистирола, имеющего хелатирующие группы формулын

-CH2-N(CH2COONa)2 и -сн2-ы-снгсоома

или

-CHj-N- -CHi-P-CON0 2

И

I

и

-снгы-снГР-(ОМс0г

о

причем обработку проводят при температуре 50-90°С.

Предпочтительно обработку осуществляют при температуре 80-90°С.

Обработку обычно осуществляют при специфической нагрузке бисерного полимера, равной 1-50 объемам слоя/ч, предпочтительно 20-40 объемам слоя/ч.

Исходный раствор содержит 100-600 г/л хромата щелочного металла и всего 2- 600 частей/миллион многовалентных катионов.

Упомянутые бисерные полимеры можно применять и в виде геля, и в макропористом виде, причем предпочтительно применяют макропористый вид.

Оказалось целесообразным применение бисерного полимера в монодисперсном виде.

Использование бисерных полимеров в качестве ионитов известно.

Предпочтительно используют бисерные полимеры, в которых мольное соотношение атомов фосфора и атомов натрия равно 1:1- 8,1:1.

сл

С

00

со о о ел

со

Предлагаемый способ позволяет получать очищенный раствор монохромата, содержащий менее 1 части/миллион каждого многовалентного катиона, например, кальция, магния, стронция, бария и железа, причем отчасти количество катионов еще намного меньше указанного. Такой раствор особенно пригоден для использования в качестве электролита для электрохимического получения дихроматов и хромовой кислоты. Благодаря предельно низкому содержанию многовалентных катионов значительно удлиняется срок службы мембраны, что обеспечивает надежную работу электролизера без помех. Кооме того, дихроматы и хромовая кислота обладают максимальной чистотой. Вышеприведенные пределы температуры для обработки исходного раствора осуществлены для достижения поставленной цели, так как при их несоблюдении не достигают положительного эффекта.

Нагруженные многовалентными катионами биссерные полимеры можно регенерировать известным образом.

Предлагаемый способ поясняется нижеследующими примерами.

В примерах используют растворы монохромата натрия, полученные обычным производственным процессом.

В примерах используют следующие бисерные полимеры в качестве катионитов:

Бисерный полимер А

Макропористый бисерный полимер на основе сшитого дивинилбензолом полистирола, в котором стирольные ядра замещены

группами

-CHrN- -CH2-P40Nco2,

н i

группами

-CH2-N-CH2-P-(ONc02 О

причем мольное соотношение атомов фосфора и атомов азота равно примерно 1,6:1,0.

Такой бисерный полимер описан,

Биссерный полимер Б.

Макропористый бисерный полимер на основе сшитого дивинилбензолом полистирола, в котором стирольные ядра замещены

группами -CH2-N(CH2COONa)2 и

и группами .-сн2-ы-сн2сооыа

Этот полимер имеется в торговле под названием Леватит ТП 207, инофирма Байер АГ, Леверкузен/ДЕ.

Пример 1. Использованный в этом примере 34%-ный раствор монохромата натрия (462 г/л монохромата натрия) содержит многовалентные катионы в следующих количествах:

Кальций:10,3 части/миллион

магний:0,4 части/миллион

стронций:5,1 части/миллион.

1 л этого раствора перемешивают с 300 мл бисерного полимера А при температуре 89°С в течение 27 ч. Значение рН этого рас- твора равно 11,5. При окончании опыта вышеназванные катионы имеются в следующих количествах:

кальций 0,4 части/миллион

(предел обнаружения)

5 магний: 0,05 части/миллион

(предел обнаружения) стронций:0,7 части/миллион

Пример 2. 350 мл бисерного полимера А подают в выполненную с возможно- 0 стью обогрева стеклянную колонну диаметром 3 см, при этом высота слоя полимера в колонне равна примерно 50 см. Через эту колонну пропускают 25,5%-ный раствор монохромата натрия (318 г/л моно- 5 хромата натрия), содержащий многовалентные катионы в следующих количествах: кальций; 2,7 части/миллион магний: 0,5 части/миллион стронций: 16,8 части/миллион 0 Железо: 0,09 части/миллион.

Раствор пропускают через колонну снизу вверх со скоростью 2,25 л/ч при температуре 88°С.

По окончании опыта элюат колонны со- 5 держит многовалентные катионы в следующих количествах (см. табл. 1).

Пример 3. 350 мл бисерного полимера А подают в выполненную с возможностью обогрева стеклянную колонну 0 диаметром 3 см, при этом высота слоя полимера в колонне равна примерно 50 см. Через эту колонну со скоростью 10,6 л/ч пропускают 35,5%-ный раствор монохромата натрия (438 г/л монохромата натрия), со- 5 держащий 1,8 части/миллион кальция, 1 часть/миллион стронция, 0,4 части/миллион бария и 0,4 части/миллион магния. Подачу осуществляют снизу вверх при температуре 80°С.

0 По окончании опыта элюат колонны содержит многовалентные катионы в следующих количествах (см, табл. 2).

Пример 4. 350 мл бисерного полимера Б подают в выполненную с возможно- 5 стью обогрева стеклянную колонну диаметром 3 см, при этом высота слоя полимера в колонне равна примерно 50 см. Через эту колонну со скоростью 2,25 л/ч пропускают 35,5%-ный раствор монохромата натрия (438 г/л монохромата натрия), содержащий 2,5 части/миллион кальция, 1 часть/миллион стронция, 0,4 части/миллион бария и 0,4 части/миллион магния. Подачу осуществляют снизу вверх при температуре 80°С.

По окончании опыта элюат колонны содержит многовалентные катионы в следующих количествах (см. табл. 3).

Пример 5. Повторяют пример 1 с той разницей, что процесс ведут при температуре 50°С. При этом по окончании опыта многовалентные катионы имеются в следующих количествах:

Кальций:0,6 ч/милл.

магний:0,1 ч/милл.

стронций:0,9 ч/милл.

Пример 6. Повторяют пример 1 с той разницей, что процесс ведут при температуре 90°С. При этом по окончании опыта многовалентные катионы имеются в следующих количествах: кальций: 0,4 ч/милл. (предел

обнаружения) магний: 0,05 ч/милл. (предел

обнаружения) стронций: 0,6 ч/милл.

Выбор верхнего температурного предела обусловлен тем, что при температуре

0

5

0

90°С наблюдается начинающееся снижение активности бисерных полимеров.

Таким образом способ по изобретению позволяет снизить содержание кальция по сравнению с прототипом более, чем в 10 раз.

Формула изобретения 1. Способ очистки раствора монохромата натрия от многовалентных катионов путем обработки исходного раствора химическим реагентом при нагревании, отличающийся тем, что, с целью обеспечения тонкой очистки от многовалентных катионов, в качестве химического реагента используют ионитовый бисерный полимер на основе сшитого дивинилбензолом полистирола, имеющего хелатирующие группы формул -СН2-.М-(СН2СОО№)2

и

н

-CH,-N-CH2COONQ

ИЛИ -сн,-м- -снг-Р-1ома),, н

о-CHjr-N-cHj-p-(ONal.

о

причем обработку проводятЪри 50-90°С.

2.Способ по п. 1, отличающийся 5 тем, что обработку осуществляют при удельной нагрузке бисерного полимера 20-40 об. слоя/ч.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что бисерный полимер используют в

0 монодисперсном виде.

Сущность: Раствор монохромата натрия обрабатывают ионитовым бисерным полимером на основе сшитого дивинилбензолом полистирола с хелатирующими и группами: (CH2COONa)2 и -CH2-NCH2COONa или -CH2-N CH2-P-(ONa) и - иЈ CH2-f J-CH2-P-(ONa)2 при температуре 50 % 90°С при удельной нагрузке бисерного полимера 20-40 объемов слоя/час. Возможно использование бисерного полимера в монодисперсном виде. Содержание кальция в растворе 0,4 части/миллион. 2 з.п. ф-лы.

Таблица

Т а б л и ца 2

Таблица 3