Способ получения мышьяковой кислоты Советский патент 1983 года по МПК C25B1/22 

Изобретение относится к технологии получения неорганических кислот, в частности мышьяковой кислоты, электрохимическим способом и может &ать использовано в производстве мьшьяковой кислоты и ее производных.

Известен электрохимический способ окисления трехвалентного мышьяка до пятивалентного под действием переменного электрического тока, заключакидийся в том, что электролиз осуществляют на переменном токе с применением одного из электродов из тантеша или ниобия в присутствии хлористого натрия. Процесс осуществляют при плотности 1000-2000 А/м и температуре электролита 40-50с. Шлхрд по току с учетом его выпрямления составляет 95,5% 13.

Однако известный способ дает возможность получения лишь солей мышьяновой кислоты. Что касается мьваьяковой кислоты, то ее получение указанньш способом невозможно, так как электролиз осуществляют в щелочной среде и в состав электролита кроме мышьяковистого ангидрида входят щелочь натрия и хлористый натрийГ

Известен также способ получения кишьяковой кислоты путем электррхимического окисления мышьяковистого ангидрида в электролите заключающийся в том, что в электролизер без диафрагмы наливают воду, насыпают мышьяковистый ангидрид и тотчас же перемешивают и одновременно нагревают получеуную суспензию паром до 60-70 с. Затем через электроды пропускают .ПОСТОЯННЫЙ ток при напряже10

нии на электродах 2,5

В, в результате

чего на аноде происходит окисление трехвалентного мышьяка и образуется мышьяковая кислота. Кроме этого на катоде за счет восстановительного

15 процесса образуется элементарный мышьяк и арсин, который дополнительно окисляют на дополнительном ано-. де С2.

Недостатки известного электрохими20ческого способа получения мыыьяковой кислоты заключсцотся в том, что на катоде выделяется большое количество арсина, что является отрицательным фактором при производстве, так как

25 арсин, являясь сильно действующим отравлякшшм веществом, при такой техНОЛО17ИИ. требует дополнительного анодного окисления, кзделяемзШ на катоде водород всегда находится в контакте

30 с электролит, в результате чего в растворе всегда остается трехвалентны jvibmibHK, а при такой технологии раз деление трехвгшантного и пятивалентного мышьяка невозможно ri при отстаивании. мышьяковфй кислоты в ней вЪег да .обнаруживается или остается .опре деленное количество трехвалентного мышьяка, что приводит к загрязнению мышьяковой кислоты, и в результате восстановительного процесса на като де, кроме арсина образуется и элементарный мышьяк, который загрязняет целевой продукт, а также вызывае потерю мышьяка, что уменьшает выход мышьяковой кислоты, так как элементарный мышьяк в дальнейшем не окисляется на аноде Целью изобретения является упрощение процесса и повышение чистоты конечного продукта. Поставленная цель достигается сп собом получения мышьяковой кислоты путем электрохимического окисления мышьяковистого Ангидрида в электролите, причем окисление ведут в анод ной камере диаф агменного 3JieKTpoлиэера и. в электролита используют мышьяковую кислоту с концентрацией 0,4-1 вес.%. Применение предотвраща ет восстановлен 1е образовавшейся мышьяковой кислоты и обеспечивает получение чистой мышьяковой кислоты так как оставшийся в католите трехвалентный мышьяк и полученный элементарный мышьяк не смешивают в в 1шья ковую кислоту, образовавшуюся в анолите. Кроме этогр, использование в качестве анода титана, обмотанного платиновой проволокой, создает ему индиферентность по отношению к внешней среде, а также обеспечивает чистоту полученного продукта. Более того, обмотанная вокруг титановой основы платиновая проволока придает эффективность процессу окисления в силу увеличения рабочей площади поверхности анода. Использование в качестве электролита 0,4-1,0% раствора мышьяковой кислоты уменьшает до минимума восстановление мышьяка на катоде и выделение арсина и, кроме того, увеличивает электропроводность исходного раствора. С целью установления оптимальной концентрации электролита опыты электг ролиза проводят при различных его концентрациях. Установлена зависимость восстановления мышьяка и электропроводности исходного раствора от состава электролита. С увеличением концентрации мышьяковой кислоты в электролите напряжение на ячейке уменьшается, а количество восстановлен ного мышьяка и арсина увеличивается. Полученные результаты приведены в таблице.

30 26 23 22

21 20 19 18

Эксперименты проводят при плотности тока 5-10 А/дм-. Выход мышьяковой кислоты по току составляет 30-50%.

0,2

94 94 93 93 93 92 90 87 0,3 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,1

- Таким образом, в соответствии с полученными результатами, установлено, что для электролита лучше брать 65 разбавленный раствор мышьяковой кислоты, концентрацией 0,4-1,0%. При более низких концентрациях наблюдается резкое увеличение сопротивлеЛИЯ раствора, а при более высоких концентрациях эйачятельно увеличивается количество восстановленного мьшьяка и уменьшается выход целевоГЧ5 продукта. Пример. В диафрагмеиный элек тролизер вводят ьяяиьяковую кислоту концентрацией 0,8%. В анолит добавля ют мышьяковистый ангидрид. В Качеств диафрагма служит керамический сосуд с ТОЛЩИНОЙ, стенки 1,5 мм. АНОДЫ гшатиновые или комбинированные плати но-титановые электроды (титановые стержни обмотанные платиновой фольгой или проволокой)I катоды - свинЬовые электроды. Температура 40-60 0 (электролиз проводят без внешнего подогрева, за счет джоулевого тепла) Электролиз ведут при перемешивании анолита. Анодная и катодная плотност тойа составляет б А/дм. после полного окисления трехвалентного ишшьяка в,анолите образуется чистая 1«лиья ковая кислота, концентрация которой зависит от количества шлиьяковисто-го ангидрида, взятого для окисления. Выход по току составляет 45-48%. Полученная мькиьяковая кислота содержит 0,1-0,2% трехвслеНтного мышья ка. Количество последнего можно еще уменьшить и получить мышьяковую кислоту, свободно от трехвалентного мышьяка, если продолжить окислитель прсщесс, но в этом случае уменьшается также, шпсод по току. Дышьякозая кислота, полученная известным способом, содержит 1-3% трехвалентного кишьяка к получение млйьяковой КИСЛО, свободной от трехвглеитного мяиьяка, не возможно, того, она всегда содержит определенное ко« личество элементефного («шьяка, который удаляется лш1Ь после ти тельного фильтрования, тогда как мшьяковая кислота, полученная- предлагаемым способом, элементгфный мьшьяк, . совершенно не содцержит. V -, . Фофтула изобретения .: : Способ получения мшшяковой кислоты путем электрохимического окисления мышьяковистого ангидрида в электролите, о тли ч а ю щ и и с я тем, Что, с цеАью упрощения процесса и повшения частоты конечного продукта : окисление ведут в анодной канаере диа- фрагменного электролизера и в качестве элек фолита используют мьшьяко- : вую кислоту с концентрацией 0,41 вес,%. Источники и нфсчрмацин, гфийятые во внимание при экспертизе 1.Автсфское сш1Детельство СССР 223068 кл. С 01 В 27/00, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР 58Э71, кя. С 01 В 27/00, 1938.