Способ получения бихроматов щелочного металла и/или хромовой кислоты

 

Изобретение касается способа получения бихроматов щелочных металлов и/или хромовой кислоты путем электролиза раствора моноили бихроматов щелочного металла при повышенной температуре с использованием катионитовой диафрагмы на основе перфорированного полимера с сульфокислыми группами. Последующее выделение соответствующего целевого продукта путем кристаллизации. В катодную камеру подают водную фазу и из нее отводят содержащий щелочные ионы водный раствор , В качестве водной фазы в катодную камеру подают водный раствор, содержащий монохромат и/или бихромат, и/или карбонат щелочного металла. Изобретением достигается повышение выхода по току при электролитическом получении бихроматов щелочных металлов и/или хромовой кислоты. 3 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 25 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

{21) 4743501/26 (22) 04,04.90 (46) 30.03.93,Бюл,¹ 12 (31) P 3911065.6 (32) 06.04,89 (33) DE (71) Байер АГ (0E) (72) Гельмут Клотц, Райнер Вебер, Норберт

Ленхофф, Ханс-Дитер Блок, Ганс-Дитер

П интер (0Е) (56) Заявка ФРГ ¹ 3020260, кл. С 01 G 37/033, опублик. 1980. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИХРОМАТОВ

ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА И/ИЛИ ХРОМОВОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение касается способа получения бихроматов щелочных металлов и/или

Изобретение относится к технологии получения хромата и хромовой кислоты, в частности, к способу электролитического получения бихромата щелочного металла и/или хромовой кислоты.

Целью изобретения является повышение выхода по току при электролитическом получении бихроматов щелочных металлов и/или хромовой кислоты, Поставленная цель достигается в способе получения бихроматов щелочных металлов и/или хромовой кислоты путем электролиза моно- и/или бихромата щелочного металла. при повышенной температуре с использованием катионитовой диафрагмы на основе перфторированного полимера с сульфоксильными группами, и последующего выделения соответствующего целевого продукта путем кристаллизации, причем в

Ы3. 1806221 АЗ хромовой кислоты путем электролиза раствора моно- или бихроматов щелочного металла при повышенной температуре с использованием катионитовой диафрагмы на основе перфторированного полимера с сульфокислыми группами, Последующее выделение соответствующего целевого продукта путем кристаллизации, В катодную KGмеру подают водную фазу и из нее отводят содержащий щелочные ионы водный раствор. В качестве водной фазы в катодную камеру подают водный раствор, содержащий монохромат и/или бихромат, и/или карбонат щелочного металла, Изобретением достигается повышение выхода по току при электролитическом получении бихроматов щелочных металлов и/или хромовой кислоты. 3 з.п.ф-лы, 1 табл. катодную камеру подают водную фазу и из нее отводят содержащий щелочные ионы водный раствор, за счет того, что в качество водной фазы в катодную камеру подают водный раствор, содержащий моно- и/или бих-. ромат и/или карбонат щелочного металла.

Вводимый в катодную камеру водный раствор может еще содержать хромовую кислоту.

Предпочтительно вводят в катодную камеру содержащий хромат щелочного металла раствор, в котором 70 — 95% хромата представляют собой ионы бихромата, а 5—

30% — ионы монохромата.

Подобные растворы получают, например, при получении раствора бихромата щелочного металла из раствора монохромата щелочного металла подкисления двуокись углерода под давлением.

1806221

Если водный раствор не содержит ионов хромата, но лишь ионы карбоната, то в нем могут также содержаться гидроокись и/или гидрогенкарбонат щелочного металла, Подобные растворы получают тем, что в ячейки вводят воду или разбавленный, содержащий щелочные ионы раствор в катодной камере или же к этому раствору после отвода из катодной камеры прибавляютдвуокись углерода, Отводимый из катодной камеры раствор имеет значение рН = 4 —, 14, предпочтительно 6-7,5.

Предлагаемый способ осуществляют, как правило, при температуре 70-85 С и при плотности тока 2 — 5 кА!м .

Нижеследующие примеры поясняют способ и его положительный эффект.

Используемые в примерах электролизеры включают анодные камеры, выполненные из. чистого титана. и катодные камеры, выполненные из нержавеющей стали, В качестве диафрагмы используют содержащую сульфоксилые группы катионитовую диафрагму на основе политетрафторэтилена, выпускаемую американской фирмой ДюПонт под названием Нафион 324 и Нафион 430, причем Нафион 324 представляет собой двухслойную диафрагму, а Нафион 430— однослойную диафрагму.

Катоды выполнены из нержавеющей стали, а аноды — из титана и снабжены упомянутым в примерах электрокаталитическим покрытием. Расстояние между электродами и диафрагмой во всех примерах равно 1,5 мм. В катодные камеры подают растворы бихромата натрия, содержащие 800 г/л йагСг20т . 2 НгО идополнительно еще 200 част./мил. кальция.

Скорость подачи выбирают так, чтобы в выходящем из ячеек анилите устанавливалось соотношение ионов натрия к хрому(Ч!), равное 0,6.

Соответствующий целевой продукт выделяют известным образом путем упаривания и кристаллизации из анолита.

В катодные камеры ячеек подают или воду или содержащий бихромат натрия раствор.

Температура электролиза составляет во всех примерах 80 С и плотность тока — 3 кА!м проецированной передней поверхности анодов и катодов, причем эта поверхность составляет 11,4 см 6,7 см, Пример 1. В этом примере однослойную диафрагму Нафион 430 используют для разделения анодной и катодной камер, Анод выполнен из титана и снабжен содержащим окись иридия электролитическим покрытием.

В катодную камеру подают раствор бихромата натрия, содержащий 800 г/л йагСгрОт 2 Н20 и 200 част,/милл, кальция.

Скорость подачи при этом выбирают так, чтобы выходящий из ячейки католит имел значение рН, равное 6 5 — 7,0, При этом во время опыта, длящегося 9 дней, устанавли"0 валось неизменяющееся среднее напряжение ячейки 4,2 В. Средний выход по току составляет 63,5 .

Сравнительный пример, Повторяют пример 1 с той разницей, что

"5 в катодную камеру подают воду с такой скоростью, что из электролитической ячейки выходит 10 -ный натриевый щелок.

При продолжительности электролиза 9 дней устанавливается среднее напряжение

20 в электролитической ячейке 4,2 В. Средний выход по току за этот период составляет

38 .

Сравнение данных по выходу по току примера 1 и сравнительного примера под25 тверждает достижение поставленной цели.

Примеры 2-5. В этих примерах используют аноды из титана, снабженные нанесением путем гальванизации из расплава платиновым покрытием, причем в примерах

30 2 и З.используют двухслойную диафрагму

Нафион 324, а в примерах 4 и 5 — однослой ную диафрагму Нафиона 430

В качестве католита при этом получают: пример 2: 20 -ный натриевый щелок путем

35 подачи воды в катодную камеру (сравнение:согласно прототипу); примеры 3 и 4: содержащий хромат раствор . со средним значением рН = 6,5 путем подачи раствора бихромата натрия, со40 держащего 800 г/л й®Сг20т 2 Н20 и 200 част,/милл. кальция, пример 5: содержащий хромат раствора со средним значением pH = 13,4 путем подачи раствора бихромата натрия, содержащего

45 600 г/л йа2Сг20т 2 Н20 и 200 част./милл, кальция, Результаты опыта сведены в таблице.

Сравнение примеров 2 и 3 подтверждает достижение поставленной цели и в случае

50 использования двуслойной катионовой диафрагмы. Кроме того, результаты примеров.

3-5 показывают, что при использовании однослойной диафрагмы вместо двухслойной может достигаться значительно меньшее

55 напряжение электролитической ячейки при высоком выходе по току.

Пример 6. Повторяют пример 1 с той . разницей, что в катодную камеру подают раствор, содержащий 70 ионов бихромата

1806221

Составитель О.Зобнин

Техред М,Моргентал Корректор О.Густи

Редактор З.Ходакова

Заказ 967 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 и 30% ионов монохромата. При этом во время 9-дневного опыта устанавливается среднее напряжение 4,1 В при выходе по току

63,9%.

Пример 7. Повторяют пример 1 с той разницей, что в катодную камеру подают раствор, содержащий 95% ионов бихромата и 5% ионов монохромата, и опыт проводят в течение 29 дней. При этом среднее напряжение составляет 4,6 В при выходе по току

64%

Пример 8. Повторяют пример 1 с той разницей, что подаваемый в катодную камеру раствор содержит еще хромовую кислоту, причем опыт проводят в течение 30 дней.

При этом среднее напряжение составляет

4,1 В при выходе по току 63 .

Пример 9. Повторяют пример 1 с той разницей, что подаваемый в катодную камеру раствор содержит 19% смеси карбоната натрия и бикарбоната натрия. При этом среднее напряжение составляет 4,4 В при выходе по току 58%, Пример 10, Повторяют пример 1 с той разницей, что подаваемый в катодную камеру раетвор содержит 22% смеси карбоната натрия и бикарбоната натрия, При этом среднее напряжение 4,4, В при выходе по току 64%..

В примерах 1 — 5 подаваемый в катодную камеру водный раствор содержит 80% ионов бихромата и 20% ионов монохромата.

Формула изобретения

1, Способ получения бихроматов щелочного металла и/или хромовой кислоты элек5 тролизом раствора моно- или бихромата щелочного металла при повышенной температуре с использованием катионообменной мембраны на основе перфторированного полимера с сульфокислотными группами с

10 подачей в катодную камеру водный фазы и выводом из анодной камеры целевого продукта с последующим его выделением кристаллизацией, отл и ча ю щи и с ятем,что, с целью увеличения выхода по току, в каче15 ство водной фазы в катодную камеру подают водный раствор монохромата и/или бихромата и/или карбоната щелочного металла..

2. Способ по п.1, отличающийся

20 тем, что в катодную камеру подают раствор, содержащий 70 — 95 ионов бихромата и 530% монохромата.

3. Способ по пп1 и2,отличающи и с я тем, что в катодную камеру подают

25 раствор, дополнительно содержащий хромовую кислоту.

4. Способ по и 1, отличающийся тем,.что при подаче в катодную камеру раствора карбоната щелочного металла он до30 полнительно содержит гидроокись или бикарбонат щелочного металла.