Способ получения реактивного бихромата натрия Советский патент 1976 года по МПК C01G37/14 B01K1/00 

Изобретение бтиосйтся к технологии произЁодства хромовых соединений, в частности к получению реактивного бйхромата натрия.

Известен способ Получения реактивного бйхромата натрия из технического натриевого хромпика, по которому технический бихромат натрия растворяют в дистиллированной воде и фильтруют через двойной фильтр 1. Для удаления ионов кальция фильтрат упаривают до половины объема и охлаждают. При этом вьшадают кристаллы, загрязненные солями кальция, их отделяют, фильтрат разбавляют равным объемом воды и для удаления ионов хлора небольшими порциями при перемешивании прибавляют Ag2Cr04 до прекрашения перехода красно-бурого осадка Ag2CrO4 в белый AgCl.

Для удаления ионов SO приливают раствор ВаСг2О7, хорошо перемешивают и нагревают 1,5-2 ч, производят контрольную проверку.

Если SO 4 еще присутствует, снова прибавляют небольшое количество ВаСг2О7. Прибавлять двухромовокислый барий нужно осторожно, чтобы достигнуть удаления SO24 -ионов, не вводя избытка ионов бария. Раствор бйхромата натрия нейтрализуют безводным углекислым натрием реактивной квалификации до величины ,0, упаривают до появления кристаллической пленки и охлаждают до комнатной температуры, помешивая раствор. Выиавшие кристаллы отфильтровывают, сушат при 35-40°С. Выход бйхромата натрия марки «чистый составляет 75%.

Этот метод в промышленном масштабе не применяется из-за высокой стоимости реагентов.

Известен способ получения реактивного бйхромата натрия из технического хромового ангидрида 2. Раствор технического хромового ангидрида в конденсате (с концентрацией около 750 г/л СгОз) очишают от примеси сульфат-ионов пульпой ВаСгО4 (твердое вешество : жидкость : 5) при кипячении. Раствор отстаивают в течение 12 ч, декантируют, нейтрализ ют по индикатору конго красный безводным углекислым натрием реактивной квалификации до величины ,0 и отделяют нерастворимые фосфаты. Очиш;енный раствор упаривают до концентрации 1000-1100 г/л СгОз (плотность 1,80- 1,82 г/смз) и охлаждают до 20-30°С. Кристаллы Na2Cr2O7-2H2C отфильтровывают и сушат при 50-60°С. Очистку раствора бйхромата натрия от примеси хлорид-ионов проводят сульфатом серебра.

Недостатком данного способа является высокий расход соды реактивной квалификации и использование дефицитного и дорогостоящего соединения серебра. Целью изобретения является получение реактивного бихромата натрия при попиженном расходе соды и исключение иснользовапия дефицитных реагентов - углекислого натрия реактивной квалификапии и соединения серебра. Указанная цель достигается тем, что нейтрализацию раствора ведут кальцинированной содой сначала до рН 2-3, затем ведут совместно очистку от примеси хлорид-ионов и дальнейшую нейтрализацию до рН 4-4,5 электролизом раствора в бездиафрагменном электролизере. Предложенный способ осуществляют по следующей технологической схеме. Безводный технический бихромат натрия (ГОСТ 2651-70) растворяют в конденсате до концентрации 700-750 г/л СгОз, нагревают до кипения, обрабатывают раствором бихромата бария для удаления ионов SO4 и кипятят в течение 1,5-2,0 ч. Раствор отстаивают в течение 12 ч, декантируют, нейтрализуют кальципированпой содой до величины рН 2,0-3,0 и пропускают через электролизер для удаления ионов из раствора и окончательной нейтрализации его до величины рН 4,0-4,5. В процессе электролиза на аноде ионы С1 окисляются с образованием свободного хлора, в прикатодном пространстве идет накопление щелочи. Регулируя скорость протекания бихроматного раствора через электролизер, добиваютсгт заданной глубины очистки раствора от иопов СК и нужной величины рН. Электролизер представляет собой стальную ванну, футерованную стеклотканью, пронитанпой эпоксидной смолой. Внутри ванны установлены свинцовые пластинчатые аноды с прорезями для протекания электролита и трубчатые катоды из нержавеющей стали. Постоянный ток для электролиза подают от выпрямителя. Раствор после электролиза фильтруют, упаривают до удельного веса 1,80-1,82 г/см снова фильтруют, охлаждают при перемешивании до температуры 28-30°С. Выделившиеся кристаллы двухводпого бихромата натрия отделяют на центрифуге от маточного и сушат. Маточник смешивают с бихроматным раствором, прошедшим стадию электролиза, и вновь нспользуют для получения кристалла. Выход реактивного бихромата натрия марси «чда составляет 90-92%. Применение электрохимической очистки от примеси хлорид-ионов обеспечивает возможность использования для нейтрализации кальцинированной соды, содержащей 0,8% NaCl вместо безводного углекислого натрия реактивной квалификации, что позволяет сократить расход соды и снизить себестоимость продукта. Пример К 1 л бихроматного раствора, содержащего 627 г/л СгОз, 6,1 г/л SO , 1,7 г/л С1, добавляют 210 мл раствора бихромата бария с концентрацией 40 г/л Ва2+ для осаждения ионов SO4 и кипятят в течение 1,5 ч. После отстаивания в течение 12 ч раствор декантируют. При этом содержание SO в растворе снижается до 0,21 г/л, содержание свободного СгОз после обработки раствора бихроматом бария составляет 60 г/л СгОз, что соответствует величине рП 0,4. Декантированный раствор обрабатывают 26 г кальцинированной соды (,5) и нодвергают электролизу. Электролиз ведут в электролизере ящичного тина размером 154Х65Х ХЮО мм, изготовленном из плексигласа толщиной 5 мм. Корпзс его разделен на ячейки тремя анодами. Аноды, изготовленные из свинца, вставлены в корпус по направляющим и имеют по одному отверстию либо в нижнем углу, либо у противоположной Степки электролизера в верхнем углу (по уровню электролита). Размер отверстий 5X10 мм, предназначены они для обеспечения последовательного, направленного движения электролита вдоль электролизера и наибольшего времени пребывания раствора в каждой ячейке. Катоды выполнены из трубки диаметром 8 мм, материал- нержавеющая сталь марки 1Х18Н9Т. Суммарная рабочая поверхность анодов 3,0 дм, катодов-1,4 дм. Аноды и катоды соединены параллельно при помощи шин, расноложеиных с противоположных сторон электролизера. Вход электролизера снабжен нитающим карманом. На выходе имеется сливной карман. Уровень электролита регулируется переливной трубкой па выходе из электролизера. Электролиз ведут при плотности тока на аноде 5А/дм2. После электролиза получают раствор, характеризуемый следующими показателями: СгОз 647 г/л, ,05 г/л, рН 4,1. Раствор фильтруют, упаривают до удельного веса 1,80 г/ем, затем охлаждают при перемешивании до температуры 30°С. Выпавшие кристаллы отделяют па центрифуге типа Т-1, промывают 30 мл холодной днстиллированпой воды. Маточный раствор объединяют с раствором, очищенным от хлопьев после электролиза и используют для следующего опыта. При 20-кратном использовании маточника ыход реактивного бихромата натрия марки «чда составляет 91 %. В таблице представлены данные по качеству бихромата натрия, полученного при 20ратном использовании маточника в 1-ом, 5-ом, 10-ом, 15-ом и 20-ом цикле иснользования маочника. Предлагаемый способ позволяет вдвое сократить расход соды на нейтрализацию за чет того, что бихроматный раствор нейтралиуют содой лишь до величины рН 2,0-3,0,

а для окончательной нейтрализации до величины рН 4,0-4,5 используется натриевая щелочь, образующаяся в процессе электрохимической очистки от ионов С1.

Формула изобретения

Способ получения реактивного бихромата натрия путем очистки исходного кислого, раствора хромового ангидрида от примеси сульфат-ионов обработкой хроматом щелочноземельного металла с последующей нейтрализацией раствора содой до ,5, очисткой от примеси хлорид-ионов, упаркой, кристаллизацией и отделением продукта, отличающийся тем, что, с целью расхода соды и исключения использования дефицитных реагентов, нейтрализацию раствора ведут кальцинированной содой, сначала до рН 2-3, затем ведут совместно очистку от примеси хлорид-ионов и дальнейшую нейтрализацию до рН 4-4,5 электролизом раствора в бездиафрагменном электролизере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Корякин Ю. В., Ангелов М. И. «Чистые химические реактивы, Госхимиздат, М., 1955, с. 378.

2.Авербух Т. Д., Павлов П. Г. «Технология соединений хрома. Изд. «Химия., Л. О., 1967, с. 200.