Способ получения цинковых кронов

Способ получения цинковых кронов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеез Севетсннк

Сецрюпнстнчаснмк

Республик

<и> 941430 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (51)N. Кл.

С 25 В 1/00

С 09 С 1/08 (22)Заявлено08.05.80 (2l) 2921996/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

9мударстеенный кфннтет

CCCP но делен нзвбретеннй н открытнй

Опубликовано 07.07.82. Бюллетень ¹25 (53) УДК 661.87 6. .247 (088.8) Дата опубликования описания 09.07,82!

А. A. Шутов, Т. М. Кащеева, В. И. Афонина Й К. Г; Ку (72) Авторы изобретения (7) ) Заявитель

Ивановский химико-технологический институт (54) спосоБ получкния цинковых клонов

1

Изобретение относится к производству неорганических пигментов, а именно к электролитнческому получению цинкового крона непрерывным способом.

Известен способ получения цинковых кронов путем взаимодействия оксида цинков с бихроматом калия в присутствии соляной кислоты (1). Суммарное уравнение этого процесса имеет вид

4 О+О К Сто ЕНСЕ+ Н О- А9иО С "03 ЪН О+ СЕ

Недостатком известного способа является дефицит оксида цинка, многостадийность процесса и большое количество сточных вод, 20

Цель изобретения — упрощение способа и устранение сточных вод при сохранении высокого качества цинковых кронов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения цинковых кронов путем взаимодействия цинкосодержащего компонента с бихроматом ка лия в присутствии минеральной кислоты при поддержании рН в растворе 6-7, взаимодействие ведут электрохимически в электролизере с растворимым цинковым анодом при анодной плотности тока

3-6 A/äì, в качестве минеральной кислоты используют азотную кислоту и процесс ведут в электролите при следующем соотношении компонентов. в нем, г/л:

Двухромовокислый калий (в пересчете на хромовый ангидрид ) 14-16

Азотнокислый калий 100-350

Вода До1п

В предлагаемом электрохимическом получении цинкового крона добавление в хромсодержаший электролит азотной кис. лоты до значения рН 6-7 способствует электрохимическому растворению цинко3 04 вого анода и образованию и прикатодном, пространстве эквивалентных количеств гидроксильных ионов, которые при последующем взаимодействии с ионами цинка и хромата дают крон, отвечающий стандарту.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

В электролизер со скоростью 6-

Ъ

9 см /мин подают раствор, содержащий билромат и нитрат калйя и азотную кислоту, и пропускают электрический ток плотностью 3-6 А/дм Образуется суспензия крона. Осадок отфильтровывают и направляют на сушку, а маточные растворы, содержащие избыточное количество нитрата, образовавшегося в элек-, тролизере в результате нейтрализации азотной кислоты щелочью, подаются на упарку.

14ÇÎ

lÅ

Н 2» О, (рН10(5). Таким образом, в щелочной среде цинковый крон цопучать

|невозможно В кислой среде при электрохимическом растворении цинкового анода в объеме электролизера образуются только ионы двухвалентного цинка, а образования гидроокиси цинка невозможно.

Следовательно, и в кйслой среде исключается возможность получения стандартного крона.

Одновременное образование в объеме электролизера осадков гидроокиси цинка и хромата цинка в требуемых соотношениях возможно лишь при рН=6 — 7. Изменение рН в этом интервале приводит к изменению соотношения в кроне гидроокиси цинка и хромата цинка в пределах требований ГОСТа.

Верхнее значение, концентрации нитрата 350 г/л обусловлено его раствори2S

Ю

В зависимости от количества получающихся промывных вод упарку раствора производят до таких концентраций, чтобы после кристаллизации отделился избыточный нитрат щелочного металла, а оставшийся маточник после смещения с промывными водами содержал бы нитрат в пределах 100 — 350 г/л.

Введение процесса при плотности тока более 6 A/äì приводит к увеличению интенсивности растворения цинкового анода. Увеличивается концентрационная и электрохимическая поляризация, ионы цинка восстанавливаются на катоде и загрязняют конечный продукт. Кроме того, проведение процесса при плотности тока более 6 А/дм приводит к образованию

2. в объеме электролизера болыцих количеств гидроксил-ионов, что связано с преимущественным протеканием процесса образования гидроокиси цинка. Таким образом, для регулирования необходимой скорости образования гидроокиси требуется постоянное подкисление в объеме электролизера. Снижение же плотности тока ниже 3 А/дм экономически нецелесообразно, так как уменьшается выход продукта, суспензия получается с малой концентредией твердой фракции (крона), . увеличиваются расходы на фильтрацию и упарку.

Гидроокись цинка имеет значительно меньшую растворимость, чем хромат цинка, и поэтому в слабощелочной и щелочной средах преимущественно проходит реакция образования гидроокиси цинка (полное осаждение прн рН=8) с последующим протеканием образования ионов мостью. Электролит не должен быть насыщенным Ilo отношению к нитрату щелочного металла, так как в противном случае начинается загрязнение крона и увеличивается расход промывных вод на стадии фильтрации.

При концентрации нитратов щелочных металлов ниже 100 г/л резко снижается эффективность электрохимического растворения цинка.

Пример. В электролизер непрерывного действия, изготовленный из органического стекла,1 имеющий прямоугольную форму, снабженный лопастной мешалкой и холодильником, подают из смесителя электролит состава, г/л:

К О" О1 (в пересчете на

Сг ОД 14

КИО 250

НКО До pH=-6

Вода Ао 1л

Рабочий объем электролизера 720 мл, скорость подачи электролита 6 см /мин, о температура 20 С, плотность тока

3 А/дм . После выхода на стационарный режим за последующие 4 ч образуется

20 г крона состава: 24,3% C g, 66,9%

ZNO, который имеет укрывистость

125 г/м и малоемкость 45.

2В маточном растворе концентрация

КМО увеличивается до 260 г/л. Объем маточника, получающегося за 4 ч электролиза, составляет 1440 см . Часть его в количестве 500 см подают на упарку до конечного объема 220 см (600 г/n), из которого последующим охлаждением въщеляют 5 r нитрата калия. Раствор, оставшийся после кристал5 9414 лизации, соединяют с оставшимся маточ= ником, не прошедшим стадию упарки, и подают в смеситель на корректировку.

1 .Полученный крон отвечает ГОСТУ .16763-7 1. S

Способ может .бьггь использован для приготовления цинкового крона, который в настоящее время получается в промышленности только химическим методом из окиси цинка и хромовой смеси. Он позво- 1Î ляет получать стандартный продукт. В результате практической реализации предложенного способа будут исключены газовые и жидкостные выбросы, снижены расходные коэффициенты по сырью, устра- t5 иены сточные воды.

Технико-экономический эффект способа по сравнению с применяемым в настоящее время химическим способом определяется заменой окиси цинка на металличес- 20 кий цинк и снижением расходных коэффицинетов по сырью. Повышение экономич ности производства достигается также за счет выпуска побочного продукта— нитрата щелочного металла, выход которого составляет 25-30% err массы получаемого крона.

30 6 формула изобретения

Способ получения цинковых кронов путем взаимодействия цинкосодержащего

;компонента с бихроматом калия в присутствии минеральной кислоты при псщдержании рН в растворе 6-7, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения способа и устранения сточных вод при сохранении высокого качества цинковых кронов, взаимодействие ведут электрохимически в электролизере с растворимым цинковым анодом при анодной плотности тока 3-6 A/äì,.â качестве минеЯ ральной кислоты используют азотную кислоту и процесс ведут в электролите при следующем соотношении компонентов в нем, г/л:

Двухромовокислый калий (в пересчете на хромовый ангидрид) 14-16

Азотнокислый калий 100-350

Вода До 1n

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Беленький Е. Ф., Рискин И. В.

Химия и технология пигментов. Л„1960, с. 307.

Составитель О. Зобнин

Редактор Л. Алексеенко Техред А. Ач Корректор М. лароши

Заказ 4766/10 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4