Способ получения солей шестивалентного хрома

Способ получения солей шестивалентного хрома

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

00 519503

Gaea Советский

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.11.?2 (21) 1849142/26 (51) М. Кл е С 25В 1/00

С 25Б 1/14//

С 01G 37/14

С 02С 5/12 с присоединением заявки Ме 1909259/26

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 661.876.231 (088.8) Опубликовано 30.06.76. Бюллетень Хе 24

Дата опубликования описания 09.08.76 (72) Автор изобретения

Н. И. Плотников (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

СОЛЕЙ ЮЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к технологии получения солей шестивалентного хрома и может быть использовано в области очистки сточных вод или переработки хромсодержащего сырья — феррохрома или хромитовых руд.

Известен способ извлечения хрома в виде хромата из сточных вод, содержащих также ионы железа и цветных металлов, с помощью ионообменных смол. Сточные воды последовательно проходят через песчаные, угольные, катионитовые и анионитовые фильтры. Регенерацию катионитовых фильтров проводят серной кислотой, анионитовых фильтров — едким натром, затем хлористым натрием. При этом образуются растворы, содержащие хлористый натрий и 22 — 27 г/л хромата (в пересчете на

С2ОЗ) (1 ) °

Недостатками такого способа являются сложность аппаратурного оформления и высокая стоимость эксплуатации ионообменной установки.

Известен способ анодного растворения феррохрома в щелочной среде. Хром переходит в раствор в виде соединения шестивалентного хрома, железо — в виде гидрозакиси, которая шестивалентным хромом переводится в гидроокись. При этом эквивалентное количество шестивалентного хрома восстанавливается до трехвалентного и теряется в виде осадка r(OH)з (2).

Известен способ получения соли шестивалентного хрома — хром ата натрия путем электролиза с никелевыми электродами суспензии хромсодержащего соединения, например хромита, феррохрома и окиси трехвалентного хрома с использованием в качестве жидкой фазы 6 — 18 /о-ного раствора едкого натрия при плотности тока 4 а/дм . После электролиза раствор хромата натрия отделяют от твер10 дой фазы (3).

Целью изобретения является упрощение технологии, предотвращение потерь хрома и исключение использования дефицитного сырья.

Это достигается тем, что по предлагаемому

15 способу электролизу .подвергают суспензию в растворе хлористого натрия с концентрацией

10 — 200 г/л NaC1 с использованием графитового анода и стального или свинцового катода при анодной плотности тока 10 — 60 а/дм .

20 Для повышения концентрации соединения шестивалентного хрома и дехлорирования его раствора последний может быть обработан хромсодержащим соединением трехвалентного хрома с последующей фильтрацией.

25 По предложенному способу очистку хромсодержащих сточных вод сначала ведут изве. стными химическими методами. Полученный хромсодержащий осадок, содержащий соединение трехвалентного хрома, например гидро30 окись хрома, обрабатывают раствором хлорис.

519563 того натрия из расчета 10 — 20 г/л и подвергают электролизу.

В процессе электролиза образуется гипохлорит натрия, который полностью окисляет трехвалснтный хром в шестивалентный. В результате ве: ь хром, связанный B гидроокиси, пере:одит в раствор, в то время как гидроокиси железа, меди, цинка, никеля, кадмия практически пе растворяются, они лишь переходят

«окиси. Вследствие образования окисей объем

oc.".äêà значительно уменьшается, а продолжительность фильтрации его сокращается в 5—

i0 раз. После электролиза осадок сразу же фильтруют. Полученный фильтрат содержит лишь шестивалентный хром. Концентрация его 1 в фильтрате во столько раз больше, чем в исходной сточной воде, во сколько раз объем осадка после отстаивания меньше объема воды. В случае необходимости осадок предварительно обезвоживают путем фильтрации и затем репульпируют небольшим количеством во,и. Репульпированный осадок для уменьшения вязr;ocTH перед электролизом кипятят. При этом ч .eòü гидроокисей переходит в окись и объем твердой фазы сокращается. 3а счет этого уменьшают количество воды при репульпации отфильтроганного осадка. Кроме того, электролиз горячих растворов идет быстрес, чем холодных.

В ка гестве анода при электролизе использу- 30 ют rparpÿò, в качест«е катода — сталь. Электроды размещают па расстоянии 15 — 20 мм друг от друга. Напряжение тока при электролизе 10 — 12 в, анодная плотность тока 16—

60 а/дм"-, продолжительность электролиза 10 — 35

60 мин. Полученный хромсодержащий раствор отделяют от осадка фильтрацией и после дехлорирования путем кипячения направляют на использование в технологический процесс.

При переработке хромита, феррохрома и окиси хрома раствор хлористого натрия вводят в суспензию из расчета 100 — 200 г/л NaCI.

Злектроды размещают на расстоянии 10—

20 мм друг от друга. Злектролиз ведут при 45 плотности тока 10 — 20 а/дм, объемной плотности тока 5 — 10 а/л, напряжении 3 — 5 в.

Злектролизер, в котором проводят электролиз суспензии, оборудуют мешалкой для предотвращения осаждения твердой фазы. 50

Практическое использование предложенного способа иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1. Хромитовую руду измельчают и приготавливают 2/ -ную суспензию в растворе хлористого натрия, содержащего 100 г/л

NaC1.

500 мл суспензии заливают в электролизер, сделанный из химического стакана. Графитовый анод (6,8Х3,7+1,6 см) и стальной катод 6® (6,8Х3,7Х0,15 см) размещены на расстоянии

20 мм друг от друга. Злектролизер оборудован механической мешалкой. Сила тока равна

4а, напряжение 2 — 4,5 в, анодная плотность тока 16 а/дм . объемная — 8 а/л. Концентра4 ция Сг О после электролиза суспензии в течение l, 2 и 4 час соответственно равна 2,65, 4,47 и 4,82 г/л. Извлечение Сг90э из хромитовой руды при исходном его содержании

32,5 /ц соответственно равно 40,8, 68,8 и 74,2 /p.

Полученный раствор хромата натрия выпаривают.

Прим ер 2. Из сернокислых солей приготавливают 2 л раствора, содержащего по

83,5 мг/л меди, никеля, двухвалентного железа, цинка, трехвалентного железа и трехвалентного хрома, После подщелачивания 10 /юным раствором едкого натрия до рН=10,2 раствор делят на 2 части, которые затем отстаивают в литровых цилиндрах в течение

12 час. Объем осадка в каждом цилиндре равен по 170 мл. После декантации воды одну порцию осадка объемом 170 мл обрабатывают хлористым натрием (1,7 г) и подвергают электролизу в течение 30 мин. Анод графитовый 40X14+60 мм, катод стальной 45+1,2+

60 мм. Они расположены на расстоянии

20 мм друг от друга. Толщина слоя суспензии в электролизере, выполненном из химического стакана, равна 30 мм, В процессе электролиза сила тока равна 2а, напряжение 12в, анодпая плотность тока 16,7 а/дм, температура электролита 64 С. Концентрация шестивалентного хрома в растворе после 30 мин электролиза равна 510 мг/л. Ионы никеля, меди, железа и цинка в растворе не обнаружены.

Осадок из светло-коричневого стал черным.

По сравнению с исходным раствором концентрация хрома увеличена более чем в 6 раз.

Пример 3. Вторая порция осадка (170 мл), получение которого описано в примере 2, была обезвожена на воронке Бюхнера. Затем в осадок добавляют 50 мл воды и 1,7 г хлористого натрия. После этого осадок нагревают до кипения и подвергают электролизу в течение

20 мин. Устройство электролизера такое же, как в примере 1, В процессе электролиза сила тока равна 2 а, напряжение 12 в, анодная плотность тока 33,3 а/дм, температура электролита 63 С.

Объем раствора после электролиза равен

50 мл. Концентрация шестивалентного хрома в растворе после 20 мин электролиза равна

1675 мг/л. Осадок из светло-коричневого стал черным. По сравнению с исходным раствором концентрация хрома увеличена примерно в

20 раз.

Формула изобретения

1. Способ получения солей шестивалентного хрома путем электрохимического окисления суспензии хромсодержащего соединения трехвалентного хрома, например хромита, феррохрома, окиси и гидроокиси трехвалентного хрома, с последующим отделением раствора шестивалентного хрома от твердой фазы, от519503

Составитель Ф. Львович

Техред Е. Подурушина

Корректор Jl. Денискина

Редактор 3. Ходакова

Заказ 1685/14 Изд. Хе 1510 Тираж 1068 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии, предотгращения потерь хрома и исключения использования дефицитного сырья, элсктролизу подвергают суспензию в растворе хлористого натрия с концентрацией 10—

200 г/л NaC1, с использованием графитового анода и стального или свинцового катода при анодной плотности тока 10 — 60 а/дм .

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения концентрации соединения шестивалентного хрома и дехлорирования его раствора, последний обрабатывают хромсодержа1цим соединением трехвалентногс хрома с последующей фильтрацией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе.

1. «Учен. зап. ЦНИИОлово», Новосибирск, 1963, вып. 1, стр. 59 — 63.

2. Кури. «Прикладная химия», 1956, № 9, 29, 1365 — 1371, 1р 3. Авербух Т. Д., Павлов П. Г. Технология соединений хрома. Л., «Химия», 1967, стр.

150 †1.