Способ получения основного карбоната свинца
Владельцы патента RU 2418103:
Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет (RU)
Изобретение относится к способу получения основного карбоната свинца электролизом водного раствора с использованием анодного свинецсодержащего материала, насыщенного диоксидом углерода. При этом электролиз проводят при катодной плотности тока 25-30 мА/см2, давлении диоксида углерода 0,5-0,8 МПа, а в качестве анодного материала используются решетки отработанного свинцового аккумулятора. Техническим результатом является повышение производительности процесса. 1 табл.
Изобретение относится к способам получения неорганических соединений, в частности к способам получения основного карбоната свинца электрохимическим путем.
Изобретение может быть использовано как один из способов получения основного карбоната свинца, используемого в производстве специальных красителей, а также при проведении различного химического синтеза.
Известен способ получения основного карбоната свинца, включающий взаимодействие раствора нитрата свинца с раствором соды, нагрев полученной суспензии до 50-55°С и последующее отделение, промывку и сушку полученного продукта [пат. России №1669866, МКИ C01G 21/14. Способ получения основного карбоната свинца].
Недостатком указанного способа является трудоемкость осуществления процесса и расход ценных химических реагентов.
Наиболее близким способом того же назначения по совокупности признаков является известный способ Сперри. Электролиз проводится в диафрагменном электролизере, католит содержит 4% ацетата натрия и 3-5% соды, проводится донасыщение католита углекислым газом, анолит - 4% ацетата натрия, 0,2% соды и 0,05% бикарбоната натрия. При температуре 40°С и анодной плотности тока 300 А/м2 выход по току составляет 97%.
Данный способ имеет ряд существенных недостатков, а именно: электролизер разделен на камеры, соответственно, возрастает расход электроэнергии на проведение электролиза, в качестве исходного материала необходим чистый свинец, процесс трудоемкий [Прикладная электрохимия / Под ред. А.Л.Ротиняна. - СПб: Химия, 1974. - 387 с.].
Задача заявляемого изобретения - получение основного карбоната свинца путем переработки вторичного свинцового сырья.
Технический результат - экономичность процесса, чистота получаемого соединения вследствие проведения процесса электрохимическим методом под давлением углекислого газа.
Технический результат достигается тем, что получение основного карбоната свинца электролизом водного раствора с использованием анодного свинецсодержащего материала, насыщенного диоксидом углерода, отличается тем, что электролиз проводится при катодной плотности тока 25-30 мА/см2, давлении диоксида углерода 0,5-0,8 МПа, в качестве анодного материала используются решетки отработанного свинцового аккумулятора.
При плотности тока меньше 20 мА/см2 скорость процесса низкая из-за протекания реакции выделения свинца на катоде. При большой плотности тока на аноде идет процесс окисления свинца с образованием окислов.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Электролиз проводится в бездиафрагменном электролизере. В электролизер заливается 0,1 М раствор нитрата калия, в систему подают углекислый газ из баллона под давлением. При установившемся давлении углекислого газа к системе подключают постоянный электрический ток. В качестве анода используют решетки отработанного свинцового аккумулятора, катода - Ст-3. Катодная плотность тока - 25-30 мА/см2. Давление углекислого газа 0,5-0,8 МПа. При проведении электролиза по предлагаемому способу в объеме раствора образуется основной карбонат свинца.
Пример 1. В стеклянную емкость на 1 л заливается 0,1 М раствор нитрата калия. Закрепляется катод из Ст-3 и анод - решетки отработанного свинцового аккумулятора. Раствор насыщается углекислым газом. Давление углекислого газа 0,5 МПа. Электролиз проводят при катодной плотности тока 25 мА/см2. Выход по току основного карбоната свинца 93,7%.
Пример 2. В стеклянную емкость на 1 л заливается 0,1 М раствор нитрата калия. Закрепляется катод из Ст-3 и анод - решетки отработанного свинцового аккумулятора. Раствор насыщается углекислым газом. Давление углекислого газа 0,8 МПа. Электролиз проводят при катодной плотности тока 25 мА/см2. Выход по току основного карбоната свинца 96,6%.
Пример 3. В стеклянную емкость на 1 л заливается 0,1 М раствор нитрата калия. Закрепляется катод из Ст-3 и анод - решетки отработанного свинцового аккумулятора. Раствор насыщается углекислым газом. Давление углекислого газа 0,5 МПа. Электролиз проводят при катодной плотности тока 30 мА/см2. Выход по току основного карбоната свинца 93,0%.
| Плотность тока, мА/см2 | Р, МПа | Выход по току, % |
| 25 | 0,5 | 93,7 |
| 25 | 0,8 | 96,6 |
| 30 | 0,5 | 93,0 |
В таблице представлена зависимость плотности тока, давления и выхода по току.
Предлагаемый способ обладает рядом преимуществ:
1. Использование для получения основного карбоната свинца решеток отработанного свинцового аккумулятора, т.е. вторичного свинецсодержащего сырья.
2. Повышение производительности за счет проведения процесса под давлением углекислого газа.
3. Снижение расхода электроэнергии за счет осуществления процесса в бездиафрагменном электролизере.
Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов.
Способ получения основного карбоната свинца электролизом водного раствора с использованием анодного свинецсодержащего материала, насыщенного диоксидом углерода, отличающийся тем, что электролиз проводят при катодной плотности тока 25-30 мА/см2, давлении диоксида углерода 0,5-0,8 МПа, в качестве анодного материала используют решетки отработанного свинцового аккумулятора.
