Способ получения перманганата натрия Советский патент 1980 года по МПК C25B1/28 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРМАНГАНАТА НАТРИЯ

I

Изобретение относится к области электрохимии, в часггиости к получению неорганических-солей, и может быть применено в производстве марганцевых окислителей.

Известен способ получения пермангана- та натрия анодным растворением электролитического марганца в карбонатных или щелочных электролитах l.

Недостатками способа являются применение дорогостоящих анодов, высокий расход электроэнергии при использовании карбонатных электролитов, низкий выход перманганата натрия в щелочных растворах.

Наиболее близким к изобретению является способ получ ения перманганатов анодным растворением ферромарганца или силикомарганца, согласно которому анодное растворение проводится в слабокислых или нейтральных растворах сернокислых солей при анодной плоскости тока 9- Ю А/дм и при напряжении 5,8-7,0 В J2J

Недостатками указанного способа являются получение продукта электролиза в

виде сульфатного раствора, разбавленного по перманганату натрия, что препятствует выделению последнего из электролита, а также высокие энергозатраты.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и повыщение чистоты продукта.

Поставленная цель достигается тем, что электролиз ведут при напряжении 3,2- 4,5 В и плотностях тока: объемной 255О А/дм , анодной 2О-4О А/дм и катодной 4О-6О А/дм, с использованием электролита следующего состава, г/л; НаОН 4О-25Ог

5О-150; вода ДО 1 л.

Способ осуществляется следующим образом.

Ферромарганец в виде литых электродов завещивают в электролизер, где происходит его анодное растворение в щелочно-карбонатном натриевом электролите. При этом марганец ферромарганца анодно окисляется и образует концентрированный 370 раствор перманганата натрия в основном электролите. В процессе электролиза содержание карбоната в растворе за счет анодного растворения карбидов ферромарганца уве личивается, а щелочи - снижается. Железо, силиций н металлические примеси фер ромарганца образуют прчй электролизе окислы, которые отделяют от раствора фильтрованием. Напряжение на ванне благодаря высокой электропроводности электролита составляет не более 3,2 В в начале электролиза и не более 4,5 В в конце. Объемная плотность тока (Dog должна быть ниже 25 А/дм, использование больших объемов электролитов снижает концентрацию продукта в растворе, и Применение DQ более 50 А/дм технически усложняется. Электролиз ведут при анодной плртноо (DO,) 20-40 А/дм, так как при тн тока 20 А/дм 1)0 ниже уменьшается выход продукта по току, а при D более 4О А/дм л4.1 А / гт |растут анодная поляризация и напряжение на ванне. Для уменьшения катодного восстановления перманганата электролиз проводят при катодной плотности тока (D) не менее 40, но не более 60 А/дм чтобы за счет высокой катодной поляризации не уве личивать напряжение на ванне. В состав электролита входит 25О - 40 г/л NaOH, так как при содержании щелочи более 25О г/л выход пермангаката резко снижается, а ниже 4О г/л - основные показатели электролиза ухудшаются. Раствор должен содержать не менее БО г/л Ha,jCO, так как в растворах щелочи с бойее низким содержанием карбоната образуется в основном манганат натрия. Концентрация карбоната натрия в электролите во время электролиза возрастает, но не должна превышать 150 г/л N , чтобы карбонат не кристаллизовался во время электролиза в ванне, . Пример, Электролизер - бездиафр агменная ванна размером 640 110 51О мм. Аноды - литые электроды размером 55-25 -450 мм из ферромарганца марки . Химический состав ферромарганца, %: Мп 79,53;Fe 10,75; S.i 1,21; Nil 0,20; С 7,0. Катоды - медные готастинки, Условия электролиза и основные показатели работы электролизера, состав и ко личество полученных растворов приведены ниже. Сила тока, А500 Продолжительность электролиза, ч30 Плотность тока: анодная. А/дм25-30 .катодная. А/дм объемная, А/дм29 Напряжение, В3,2-4,5 Объем электролита, л: начальный17,5 конечный17,0 Температура электролита, С19-33 Состав электролита, г/л: начальный НаОН50,6 ,8 конечный NaOH55,1 На СОз106,5 . НаММ О4168,8 ,6 Количество растворившегося анодаого ферромарганца, кг2,750 Количество, полученное в растворе, кг: ЫаМнОф2,870 Од2,9085 Расходаые коэффициенты на 1 кг полученного продукта: расход электроэнергии, кВт ч11,02 расход щелочи, кг 0,376 расход ферромарганца, кг . 0,466 Состояние анодов после электролиза: алл блестящий, растворение равномер, питтингоБ, окислов, осадков на похности анодов не отмечается. При этом потери аноднорастворивщегомарганна в виде-двуокиси марганца тавляют всего 5%. Технико-экономическая эффективность длагаемого способа состоит в уменьии расхода электроэнергии за счет жения напряжения при электролизе, енсификации процесса путем увеличеплотностей тока и получения концентованного раствора пepмaнгaнй a н:атс легкоотделяемыми компонентами ктролита. ормула .изобретения Способ получения перманганата натрия ем анощюго растворения ферромарган57О9715ца в беадиафрагменном электролизере, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии и повышения чиототы продукта, электролиз ведут при 5 напряжении 3,2-4,5 В и плотностях тока: объемной 25-5О А/дм , анодной 20-40 А/дм и катодной 40 60 А/дм , с использованием электролита следующего состава, г/л: 6 Ц аОН40-250 .5О-15О ВодаДо 1 л Источники внформацвя, принятые во внимание при эюзпертиэе i. Агладае Р. И., Домайская Г. М. )щх, 8, с. 787, 1951. 2, Авторское свидетельство СССР 94195, кл. С О1 С 45/12,24.04.51 (прототип).