Способ получения раствора смеси хлората и гипохлорита магния

Способ получения раствора смеси хлората и гипохлорита магния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химическому и электролитическому производству хлоркислородных соединений, к технологии соединений бора и используется для получения окислителя, применяемого, в частности, при очистке от железа (П) технологических растворов производства борной кислоты из бормагниевого сырья. Целью изобретения является упрощение процесса и исключение расхода реагентов. Сущность изобретения заключается в прямом электролитическом окислении раствора хлорида магния предпочтительно в виде бишофита, содержащего 47 - 70 г/л хлорида магния, 30 - 60 г/л борной кислоты, 170 - 220 г/л сульфата магния и 0 5 - 0 8 г/л сульфата кальция, при рН 4,5 - 6 в бездиафрагменной ванне с нерастворимыми анодом . ри плотности тока 8-12 А/дм2 и температуре 20 - 50°С, с получением в в пересчете на активный хлор соотношения хлората и гипохлорита до (2-3)1 и их содержания до 75 - 80% от общего хлора

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 25 В 1/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 вюзи о

К)

Ь

IC) СЛ ч (21) 4218391/26 (22) 06.01.87 (46) 30.01.91, Бюл. М 4 (72) Е.С.Лецких. А,С.Коробицин, В,И.Обозюк и Е.В.Большакова (53) 661.432.4 (088,8) (56) Якименко Л.М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов. М.: Химия, 1974, с. 414-415, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА

СМЕСИ ХЛОРАТА И ГИПОХЛОРИЧА МАГНИЯ (57) Изобретение относится к химическому и электролитическому производству хлоркислородных соединений, к технологии соединений бора и используется для получения окислителя, применяемого, в частности, при

Изобретение относится к химическому и электроли1ическому производству хлоркислородн ых соединений, к технологии соединений бора, и может использоваться для получения окислителя, применяемого в частности при очистке от двухвалентного железа технологических растворов производства борной кислоты из бормагниевого сырья.

Цель изобретения — упрощение процесса и исключение расхода реагента.

Пример 1. Получают электролизом раствор смеси хлората и гипохлорита магния иэ раствора хлорида магния в нейтрализованном магнезитом маточнике борной кислоты иэ бормагниевого сырья при рН = 6.

На приготовление 1 л исходното раствора берут 110 г кристаллического бишофита с содержанием 45;ь М9С!2, что соответствуЯ2 1624057 Al очистке от железа (П) технологических растворов производства борной кислоты из бормагниевого сырья. Целью изобретения является упрощение процесса и исключение расхода реагентов, Сущность изобретения заключается в прямом электролитическом окислении раствора хлорида магния предпочтительно в виде бишофита, содержащего 47 — 70 г/л хлорида магния, 30 — 60 г/л борной кислоты, 170 — 220 г/л сульфата магния и 0.5 — 0,8 г/л сульфата кальция, йри рН 4,5 — 6 в бездиафрагменной ванне с нерастворимыми анодом . ри плотности тока 8 — 12 А/дм и температуре

20 — 50 С, с получением в продук;е в пересчете на активный хлор соотношения хлората и гипохлорита до (2-3):1 и их содержания до 75 — 80$ от общегс хлора. ет 100 г М9С12.6Н20, 0,93 л маточного раствор борной кислоты, содержащего в виде сульфатов 6,40 MgO, в виде борной кислоты 1,70 В20з и 0,46 г/л Fe, и 3,2 г магнезита с содержанием 87,5 g, MgO. Приготовленную растворением смесь заливают в электролизер без диафрагмы с анодом из графита и катодом из титана, и проводят ее электролитическое окисление при плотности тока 10 А/дм, силе тока 10 А и температуре электролита 35 С в течение 3 ч 20 мин.

В результате осуществления электролиза получают 1 л раствора смеси хлората и гипохлорита магния, содержащего 8,3 г/л

CI03, 7,7 г/л OCI и 0,43 г/л Fe3» в виде взвеси его гидроксида. В целевом продукте (растворе) в пересчете на активный хлор соотношение хлората и гипохло рита равно 2:1, степень окисления хлора 79.1 . Суммар1624057 ный выход по току хлората и гипохлорита магния, а также железа (III) составляют

72Я%, Пример 2. В отличие от примера 1, на приготовление 1 л исходного раствора берут 165 г кристаллического бишофита. что ссо гветствуе г 150 г Mg Clz 6Н20з 0,89 л маточного раствора борной кислоты и 3 г магнезита и электролитическое окисление смеси ведут в течение 3 ч 50 мин.

B результате проведения электролиза получают 1 л раствора смеси хлората и гипохлорита магния, содержащего 11,5 г/л

CION, 7,2 г/л ОС! и 0,41 г/л Fe в виде ., веси его гидроксида. В продукте соотно : ние хлората и гипохлорита равно 3:1. ;сн: 75%, Суммар, и выход по току хлората, гипохлорита и . ;слеза (! I I) 77,6%».

П р и M е р 3. В отличие от примера 1, слс» нор смеси хлората и гипохлорита получз„>r» раствора с большей концентрацией хлорида магния в нейтрализованном б г.: товой рудой маточнике борной кислоты

,ðè рН 4,5. На приготовление 1 л исходного г: i(т-иора (суспензии) берут 144 г кристаллиiec oro бишофита, что сответствует 125 г

I IqC I » 6H:О, 0,89 л маточного раствора бор:с.,гы и 43 г баратовой руды, содерац и 5,76% MgO, 18% В20з и 0,6% FeO, и . г. ктролитическое окисление смеси ведут в "- ie <и» 4 ч.

В результате проведения электролиза и:иу..ают 1 л раствора суспензии хлората и гипохлсрита магния, содержащего 10,3 г/л

С!Оз, 5,83 г/n ОС! и 0,64 г/л Fe в виде в í-.си его гидроксида. В продукте соотно;::гнив лора а и гипохлорита составляет :? с гепень окисления хлора 73,5%. СумM3I. н ы,. выход по току хлората, гипохлорита .. железа (II I) — 65,7%.

Г! р и м е р 4. В отличие от примера 2, алек. ролитическое окисление ведут при

20 С в течение 2 ч 15 мин.

В результате проведения электролиза получают 1 л раствора смеси хлорага и ги,,о <лорита магния, содержащего 4,2 г/л

СIO; и 10,6 г/л OCI. В продукте соотношение хлората и гипохлорита 0,7;1, степень окисления хлора — 48,2%. Суммарный выход по току хлорага, гипохлорита и железа (III)

85,7О/,, Л р и м е р 5. Получаю электролизом раствор смеси хлората и гипохлорита магния из раствора хлорида магния в нейтрализованном магнезитом маточном растворе борной кислоты с предельно высоким содержанием В20з.

На приготовление 1 л исходного раствора берут 110 г кристаллического бишофита

55 с содержанием 45% MgClz. что соответствует 100 г MgClz 6H20, 0,93 л маточного раствора борной кислоты, содержащего в виде борной кислоты 2,43% В203, 0,60% H2S04 свободной и в виде сульфатов 5,30% MgO, 0,45 г/л Fe и 0,26 г/л Fe, а также 3,1 r каустического магнезита с содержанием

89% MgO.

Приготовленную растворением смесь, имеющую рН = 5,5. окисляют в бездиафрагменном электролиэере, с анодом из графита и катодом из титана, при плотности тока 13

А/дм2, силе тока 10 А и температуре 35" С в течение 3 ч 15 мин.

В результате электролиза получают л целевого раствора смеси хлората и гипохлорита магния, содержащего 9,2 г/л

СоОз, 6,8 г/л ОС! и 0,66 г/л Fe в виде взвеси его гидроксида. Соотношение хлората и гипохлорита в пересчете на активный хлор в целевом растворе равно 2,5:1.

Суммарный выход по току хлората магния, гипохлори а магния и железа (III) составляет 76,5%.

Пример 6. B отличие от примера 5, электоолиз проводят при плотности ",îêà 8

А/дм, силе soêà 8 А в течение 4 ч.

В результате электролиза получают тоже 1 л целевого раствора смеси хлората "> гипохлорита магния с содержанием 8,2 . г/л

С!Оз, 6,7 г/л ОС! и 0,66 ri n Fe . Соотношение хлората и гипохлорита в пересчете на

:.к .»вный хлор в нем 2,55:1, Суммарный выход по току хлората, гипохлорита и железа (I I I) 76,2%.

Пример 7, В отличие от примера 5, электоолиэ проводят при плотности тока 12

А/дм, силе тока 12 А в течение 2 ч 50 мин.

В результате электролиза получают также 1 целевого раствора смеси хлората гипохлорита магния с содержанием 9,0 - п

С!Оз, 7,25 г/л QCI и 0,66 г/л Fe

Соотношение хлората и гипохлорита в перес ете на активный хлор в нем 2,3: I.

Суммарный выход по току хлората, гипохлор.,та и железа (lll) 74,3%.

Пример 8. В отличие от приг.ера 5, электролиз проводят при 50 С в течение 3 ч

30 мин.

В результате электролиза получают также 1 л целевого раствора смеси хлора га и гипохлорита магния с содержанием 9,6 г/л

С!Оз, Г 3 г/л ОС! и 0,66 г/л Fe

Соотношение хлората и гипохлорита о пересчете на активный хлор в нем 2 8 1.

Суммарный выход по току хлората, гипохлорита и железа (! II) 72,4%.

Пример 9. Получают раствор смеси хлората и гипохлорита маггл»я предиага»вЂ” мым спэсобогл, 1624057

Для приготовления исходного раствора но непрерывное интенсивное механическое для электросинтеэа целевого продукта бе- перемешивание раствора. рут 0,89 л маточного раствора производства В процессе электролиза на аноде проборной кислоты из бормагниевого сырья, исходит разряд анионов хлора с выделенисодержащего в виде борной кислоты 2,4 5 ем из электролизера газообразного хлора и

В20з, 0,6 (, Н2304 свободной и в виде суль- частичным образованием в растворе хлорафатов 5,3 MgO и 0,054 (> FeO. Добавляют та и гипохлорита магния, а также частичное в указанный объем маточника 3,2 r каусти- разложение воды с выделением газообразческого магнезита с содержанием 89,0 ф, ного кислорода. На катоде происходит в осMgO для нейтрализации свободной кисло- 10 новном разложение молекул воды и ты, и растворяют в данном нейтрализован- частично разряд катионов водорода с выденом растворе 165 г кристаллического лением газообразного водорода и выпадебишофита с содержанием 45ь MgCI2. Пол- нием осадка гидроксида магния на рабочей учают 1 л исходного электролита состава, поверхности. Напряжение на электролизегlл: М9С!2 70; НзВОз 41,5; М9S04 164; 15 ре составляет 6 — 7 В. (Беэ перемешивания

FeS041,3 и рН = 5,3. электролита электролиэ прекращает через

Приготовленный раствор заливают в 1,5 ч из-за повышения напряжения до 10— электролизер с анодом из графита и каго- 12 В и низкого нарастающего во времени дом из титана с рабочей поверхностью по 1 падения силы тока).

2 дм, и обрабатывают при плотности тока 8 20 В результате электролитической обра2 о

Лlдм (силе тока 8 А). температуре 30 С и ботки получают 1 л конечного раствора, сонапряжении 2,8 — 3,0 В в течение 4 ч 50 мин. держащего 6,4 г/л М9(С!Оз)2; 1,8 г/л

М9(С!0)2 (в пересчете на активный хлор соВ процессе электросичтеза на аноде отношение хлората и гипохлорита 7,2;1 при происходит разряд анионов хлора с образо- 25 степени окисления хлора 31,37) и 22,4 г/л ванием в растворе хлората и гипохлорита MgC12, с суммарным выходом по току хлорамзгния и частичным выделением из электро- та и гипохлорита 32,0 . Выход по току вылизера газообразного хлора. окисление ка- деляющегося хлора составляет 63,0Я,. тионов железа (II) до железа (! i), а также :(оличество обрэзуюшегося осадка Мо(ОН)2 частичное разложение молекул воды с виде- 30 26,". г (0,68 r/А.ч.). лением газообразного кислорода. На като- Для полуения раствора см .си хл пэта де происходит разряд катионов водорода с и гипохлори а магния предложен эле:.. ровыделением газообразного водорода. При лит, представляющий собой раствор смеси этом осадка гидроксида магния на катоде и хлопида MBIHt!R и нейтр лизованного магв обьеме электролита не образуется 35 незитом или боратогой рчдой сульфат,ого

В результате электролитической обра- магочника производства борной кислоты из ботки получают 1 л раствора смеси хлората бормагниево э сь г>ья. и гипохлорита магния, содержащего, г/n: Электролит содержит, г/л: MgCI2 бН20

Mg(CION)2 13,2; Mg(CIO)2 9.1; MgCI2 45. 10С вЂ” 50: М9С!2 47 — 70; НзВОз 30 — 60;

М9з(ВОз)2 7,8: НзВОз 36,<; Mg SOn 16 ; 40 г1g)0< 170 220; СаЯО 0,5 — Р,8, и имеет

Ее01-!504 1,4; с суммарным выходом по току рН 4,5 — 6. хлората, ипохлорита и железа (Ill) 78,0 . В Концентрации хлорида магния в г редепродукте в пересчете на активный хлор со- лах 100 — 150 г!л MgCI2 6Н20 обеспечивают

2 Я отношение хлората и гипохлорита р",âíî при предлагаемых услогиях электрол а х р и

5:1 и степень превращения (окисления) 45 получение растворов смесей хлората и гипо>лораотхлораобщего758g,. Выходпотоку хлсрита магния с соотношением их в геревыделяющегося хлора составляет 17 j,. счете на активный хлор(2 — 3,3):1 и степенью

Г! р и м е;; 10. Получают раствор хлората окисления хлора 75 — RO $ с выходом по току магния известным способом. 65 — 85 .

50 При кснцснтрациях ниже 100 г/л М9С!2

В отличие от примера 9, для приготов- 6Í20 особенно ниже 80 г/л, наряду с окис ления исходного раствора для элоктросин- лением ионов хлора происх дит заметное теза целевого продукта берут 0,90 л воды, и выделение кислорода. Выход по току активрастворяют в ней 165 г кристаллического ного хлора падает до 50 — 607 „и резко возоишофита с содержанием 45 МоС!2. Пол- 55 растают потери графитового анода (хотя .: ают 1 л исходное электролита, содержа- степень окисления хлора в этом случае мои! rþ 70 r/n IVIgC12, рН = 5,3. Электролиз жетбытьдостигнута высокая — 80;4 и более) и,:;)B0дят в том же электролизере и при тех Концентрацi:и выше 150 г/л 1gCI 6Н20, >v;. условиях и продолжительности, что и в несмотря на достигаемый высокий выход по п1 имео 9, осуществляя лишь дополнптель- току хлората и гипохлорита (85 /, и 6onee).

1624057

Составитель Т. Барабаш

Техред М,Моргентал Корректор.С.Шекмар

Редактор И, Сегляник

Заказ 171 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбйнат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 менее целесообразнь, так как снижаются степень окисления хлора и соотношение хлората и гипохлорита в получаемом продукте, особенно при низких температурах (соответственно до примерно 50;(, и 0 7:1 при

20" С).

Концентрации 30 — 60 г/л НзВОз; 170 —

220 г/л Mg S04 и 0,5 — 0,8 г/л CBSO4 обуславливаются применением на 1 л приготовляемой исходной смеси для электролиза 0.85—

0,93 л маточника борной кислоты. содержащего в пересчете на оксиды 5,3 — 6,47(, MgO, 1,7 — 2,47ь В20з и до 0,6 (, Н2504 и имеющего плотность 1,1 c/см, При другом объеме взятого маточника изменится в ту или иную сторону от оптимальной концентрация

MgClz 6Hz0 в электролите. Снизить же содержание борной кислоты и солей магния и кальция в электролите путем разбавления маточного раствора или приготовляемой смеси водой нельзя по условиям основного производства — борной кислоты, в котором полученный раствор смеси хлората и гипохлорита магния в последующем используется. Что касается исключения образования осадка Mg(OH)z на катоде, то для него достаточно в два раза меньшего содержания борной кислоты в электролите. рН 4,5 — 6 является оптимальным для и роведения электролитической обработки.

Меньшие значения рН неприемлемы, так как исключает присутствие необходимых для образования гипохлорита и хлората анионов ОН в электролите. рН выше 6 (до

7) применимы, но менее целесообразны, поскольку в э1ом случае потребуется дополнительное подкисление раствора в процессе электролиза, Таким образом применение данного способа позволяет упростить технологию и аппаратурное оформление процесса получения раствора смеси хлората и гипохлорита магния за счет исключения раздельного их приготовления Ilo сложной многостадийной технологии и последующего смешения

5 (растворения) с ликвидацией стадий упарки раствора хлората натрия, кристаллизации твердого хлората натрия, высокотемпературного взаимодействия хлората натрия с плавом хлорида магния (бишофита) с пол10 учением твердого хлората магния, получения раствора каустической щелочи и газообразного хлора из раствора хлорида натрия в диафрагменном электролизере, хлорирования раствора каустической щело15 чи, а также перевода раствора гипохлорита натрия в раствор гипохлорита магния с помощью хлорида магния. Кроме того исключае1ся потребление хлорида натрия и сокращается потребление хлорида магния

20 на получение хлората и гипохлорита магния; повышается устойчивость получаемого (в форме хлората и гипохлорита магния) активного хлора и степень окисления хлора (т.е, относительного содержания активного хло25 ра) при исключении присутствия примеси бихромата натрия в целевом продукте (растворе).

Формула изобретения

Способ получения раствора смеси хло30 рата и гипохлорита магния, включающий ," ектролиз растворов хлоридов металлов с использованием нерастворима о анода, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и исключ,.чня расхо35 да реагентов, электролизу подвергают раствор, содержащий 47 — 70 г/л хлориста магния, 30 — 60 г/л борной кислоты, 170—

220 г/л сульфата магния, 0,5 — 0,8 г/л сульфата кальция и имеющий рН 4,5—

40 6,0. и электролиз веду1 при плотности тока 8 - 12 А/дм и 20 — 50 С.