Способ очистки сульфата натрия отСОЕдиНЕНий XPOMA (у1) Советский патент 1981 года по МПК C01D5/16 

t

Изобретение относится к очистке от хрома (VI) сульфата натрия, получающегося в производстве бихромата натрия.

Сульфат натрия широко применяется в стекольной, лако- и анилинокрасочной, фармацевтической и других отраслях промьошленйости.

Известны способы очистки сульфата натрия от соединений шестивалентного хрома путем многократной промывки его или повторного растворения и перекристаллизации из получаемых насыщенных растворов 1.

Однако,как в первом (степень очистки сульфата натрия от хрома не превьиаает 60%) , так и во втором (степень очистки достигает только 95%) случаях не достигается полнота очистки сульфата натрия от хрома (VI),

Наиболее близким к предлага,емс«му; является способ очистки сульфата натрия, базирующийся на восстановлении хрома ,(VI) до хрома (III) с последующим его осаждением щелочным реагентом, отделением в виде гидроокиси хрома, переработкой сульфатных растворов на кристаллический сульфат натрия. При этом в качестве восстановителя используют серосодержащие

соединения, продуктом окисления которых являются сульфат натрия - сульфид натрия, двуокись серы и т.д. Процесс ведут при температуре кипения реакционной смеси и 2.

Недостатком этого способа является низкая скорость фильтрации сус7 пензий - 0,3-0,5 мл/см мин, а также неполнота осаждения хрома (III) в;

10 насыщенном водном растворе в результате образования инертных хромсульфатных комплексов (87-98%) к, как следствие, загрязнение товарного сульфата натрия соединениями хрома.

15

Цель изобретения - повышение степени осаждения хрома и улучшение фильтруемости продуктов осаждения.

Поставленная цель достигается способом, состоящим в растворении

20 хромсодержащего сульфата натрия и последующей обработке полученного водного раствора серосодержащими восстановителями при бО-ЮО С.В присутствии фосфат-ионов, вводимых с ортофосфор25 ной кислотой и ее солями в количестве, обеспечивающем молярное отношение РОл :СгОо, в реакционной смеси 0,4-0,9. Далее суспензии перерабатывают по схеме как в указанном способе.

Выбор РО, :CrO в пределах 0,4-0,9 сэбусловлен тем, что при РО,:СгО„ 0,9i в сульфатном растворе появляются фосфат-ионы, что приводит к загрязнению целевого продукта, а при значении i.0,4 исчезает эффект улучшения фильтруемости. Предпочтительным отношением является 0,5-0,7.

Оптимальность выбора температурных параметров процесса производится по скорости фильтрования продуктов восстановительного осаждения хрома. Установлено, что повьлление .температуры выше приводит к улучшению фильтруемости продуктов осаждения с 0,5 мл/см мин при до 0,8 мл/см мин при 80-с и до 4,0 мл/см мин при 95°С и обеспечивает 97-99%-ное осаждение фосфатионов {содержание Фосфат-ионов в растворе не превышало 0,1 г/л . При соблюдении указываемых параметров процесса достигается полное осаждение хрома (III) в виде гидратированных соединений, например состава

СгРо пО(он) ,

где п 0,1-1,5.

В зависимости от применяемого восстановителя процессы восстановления -хрома (VI)-до хрома (III) и его осаждения могут быть описаны следующими уравнениями, например, для случая

РО :СгОп,0,5

. HjPO + А H,(x-()HjO

4 Cr РО - Cr (ОИ),,. X Н,оЗ 7 N i )

4 Not.,, ,,(4 Xч) Н,0

rACc Pq -crCoH), xH,o -t-7Ma,so, с-2)

2 NCT,0r,j b60, , + a NaOK+(2x+2)HjO 2 CrPO -CrtOH).XH20 - -bNQI,(1)

Образующиеся в процессе восстановительного осаждения гидратированные соединения хрома (III) - смесь гидроокиси хрома, и фосфата хрома обладают хорошей фильтруемрстью 24 мл/см мин легко отделяются от раствора Na,, .

Было также установлено, что для достижения полноты восстановительного хрома величина рН среды должна быть не менее 4,0, так как при снижении рН ниже этой величины в растворе присутствовал хром (III) . Верхний же предел рН определяется полнотой восстановления хрома (VI) и расходом восстановителя. Повышение величины рН выде верхнего предела с одной стороны требует значительно большего количества восстановителя, против теоретически необходимого, а с другой - не обеспечивает полноты восстановления хрома (VI). При поддержании величины рН среды в пределах 4-6, предпочтительнее 4,5-5 при праь тически стехиометрическом расходе восстановителя достигается практически полное восстановление хрома (VI) и, осаждение хроМа (III) в соответствии с уравнениями (1-3) .

При соблюдении данного интервала рН осаждение фосфат-ионов достигает 95-99%.

Пример. 360 г сульфата нат0 15 20 25 рия, получаемого в производстве бихромата натрия, с содержанием 1% Сг.О растворяют в 1 л оборотного раствора 1сульфата натрия, вводят 7,5 мл фосфатной кислоты с концентрацией 330 г/л , что обеспечивает в реакционной смеси молярное отношение ,j равное 0,70. Получаемую смесь нагревают до и затем медленно по каплям вводят восстановитель - 7,7 мл раствора сульфида натрия с концентрацией 164 г/л , что соответствует 120% от стехиометрического уравнения (1). Получаемую в процессе восстановления хрома (VI) пульпу выдерживают при этой температуре в течение 30 мин, после чего величину рН среды доводят серной кислотой до 4,5 выдерживают в течение 30 мин до полного восстановления хрома (VI), и затем реакционную смесь фильтруют при средней скорости фильтрации 3,1 мл/см мин. Осадок дважды репульпируют в воде и получают гидра5тированный основной фосфат хрома состава, СгРОл-0,43 Сг(ОН) который может быть использовЪ.н в качестве полупродукта в производстве среднего фосфата хрома (противокоррозионного пигмента) или фосфатного связующего на основе хрома. Промывные воды к качестве оборотного раствора возвращают в начало процесса.

.П р и м е р. Процесс осуществляют как в примере 1, только в качестве восстановителя используют раствор тиосульфата натрия, 15,6 мл

5 50 55 раствора тиосульфата натрия с концентрацией 150 г/л ,4T:o соответствует 110% от стехиометрического количества в уравнении (2), вводят при 95°G в сульфатный раствор. Процесс оканчивают при рН 5,2, получая осадок, фильтруемостькоторого по фильтрату составляет 3,4 мл/см мин,

Примерз. Аналогичный результат получают используя в качестве восстановителя сернистый ангидрид. Процесс проводят при ВО С и конечном значении рН 5,4,получая осадок,фильтруемость которого по фильтрату равна 3, О мл/см мин .

Получаемый по п.п, 1-3 раствор

0 65 сульфата натрия с содержанием 326342 г/л Na,.SOi, и О,06-0,09 г/л (соединения хрома отсутствуют) перерабатывается на товарный продукт, например, путем его сушки в распылительной сушилке или сушилке КС. Товарный сульфат натрия содержит, мас.% : 95 0,02 PQ соединения хрома - отсутствуют. Формула изобретения I.Способ очистки сульфата натрия от соединений хрома (VI), включающий его растворение, восстановительное осаждение хрома путем обработки раствора серосодержащими соединениями отделение.полученного осадка и переработку очищенного сульфатного раств ра на кристаллический сульфат натрия отличающийся тем, что, с целью повьшения степени осаждения хрома и улучшения фильтруемости продуктов .осаждения, обработку исходного раствора серосодержащими со«пине- , ниями осуществляют при бО-ЮО с, в присутствие фосфат-ионов, вводимых в молярном отношении РО/,:СгОп, равном 0,4-0,9. - 2. Способ по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что фосфат-ионы вводят в виде ортофосфорной кислоты или ее солей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Юнкевич Н.Ф., Шокин И.Н. 1925, 4, 33. 2.Авербух Т.Д., Павлов П.Г. Технология соединений хрома, Химия, Л., 1973, с. 168-169.