Способ получения перманганата щелочного металла

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИХ 9428 А 1 6 45/12 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ НИ СТВУ ичаютор испольот веса диличае ведут ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ТИЙ АВТОРСНОМУСВИД(7 1) Ленинградский технологическийинститут холодильной промышленности(56) 1. Мачулкин М. Н., Маркова В. М.,Ковалева К. А., Савочкин В. Р., Бамбулевич Е. А. Новая технологическая схемаполучения манганата и перманганатакалия. Сб. трудов ГИПХ. Госхнмиздат,1960.2. Авторское свидетельство СССРМ 75534, кл. С 01 6 49/12, 06.10.48.3, Патент США % 4117080,(54)(57) 1. СПОСОБ ПОПУЧЕНИЯ ПЕР МАНГАНАТА ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА путем окисления диоксида марганца в щелочной среде прн повышенной температуре, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, ускорения процесса и уменьшения расхода щелочи, окисление ведут гипохлоритом натрия в присутствии катализатора - сульфата двухвалентной меди, суль фата трехвалентного железа, нитрата, серебра или нитрата двухвалентного кобальта.2. Способ по п. 1., о т лщ и й с я тем, что катализазуют в количестве 0,5-10%оксида марганца.3, Способ по пп. 1 и 2, о тю щ и й с я тем, что окисленипрн 65-85 С.Изобретение относится к получению перманганата щелочного металла иэ диоксида марганца.Известен способ получения перманганата калия, включающий две стадии. Вначале пиралюэит окисляют до манганата кислородом при давлении 2-2,5 атм в среде расплавленной щелочи при 200- 220"С. На второй стадии полученный манганат подают в электролизеры, где 10 происходит его окисление до перманганата 1 .Недостатками известного способа являются его многостадийность, сложность алпаратурного оформления, энергоемкость, 15Известен также одностадийный способ получения пермангвната калия основанный нв окислении диоксида марганца в смеси с едким кали кислородом воздуха при 2-3 втм и 80-90 С 21. 20Недостатком данного способа является необходимость использования повьпценного давления.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения перманганата щелочного металла, включающий окисление диоксида марганца окислами азота в щелочной среде при температуре,свыше 40 С 3.ЗОНедостатком известного способа являются невысокий выход целевого продукта и длительность процесса. Через пять часов после начала реакции, менее 2% диоксида марганца переходит в перманганат,з что свидетельствует о низком выходе продукта. При проведении реакции необходимо использовать концентрированные растворыщелочи (свыше 240 г/л). Кроме того, окислы азота токсичны и загрязняют ок ружающую среду.Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта, ускорение процесса и уменьшение расхода щелочи.Поставленная цель дЬстигается тем, 45 что соЧысно способу получения перманыната щелочного металла путем. окисления диоксида марганца гипохлоритом натрия в щелочной среде при повышенной температуре в присутствии катализатора - 50 сульфата двухвалентной меди, сульфата трехвалентного железа, нитрата серебра или нитрата двухвалентного кобальта. Целесообразно использовать катализа- у тор в количестве 0,5-10% от веса диоксида марганца, а окисление диоксида вести при 65-85 С. Способ осуществляется следующим образом.В щелочной среде между диоксидом марганца и гипохлоритом протекает реакция с образованием перманганата. Концентрация гипохлорита и щелочи может колебаться в широких пределах: по активномухлору от 3 до 40 г/л, по едкому натру от 20 до 100 г/л. Эти колебания существенно не влияют на выход пермангвната, Взаимодействие диоксида марганцас гилохлоритом протекает уже при температуре ниже 50 С, однако в отсутствииокатализатора образуется смесь манганата и пермвнганвта. Поэтому в реакционную смесь добавляют катализатор- соединения двухвалентной меди, трехвалентного железа, серебра или двухвалентного кобальта. Введение катализатора в количестве до 0,5% от веса диоксида марганца практически не оказывает влияния на ход реакции. При введении катализатора в количестве более 10% происходит интенсивное разложение гипохлорита, что отрицательно сказывается на реакции образования перманганвта. Наилучшие результаты получены при 65-85 С,П р и м е р 1, Наклеску диоксида марганца 0,25 г помещают в реакционный сосуд и обрабатывают 50 мл раствора гипохлорита с содержаниемактивного хлора 14 г/л и щелочи 80 г/л, в при.сутствии сульфата и двухвалентной меди в количестве 3% от веса диоксида марганца. Сосуд помещают в термостатьи выдерживают при 80 С в течение 25-35 мин. Выход перманганата при этом составляет 78%.П р и м е р 2. Навеску диоксида марганца 0,1 г помещают в реакционный сосуд и обрабатывают 100 мл раствора гипохлоритв натрия с содержанием активного хлора 20 г/л и щелочи 95 г/л в присутствии нитрата серебра, взятого в количестве 2,5% от веса диоксидв. Сосуд помещают в термостат и выдерживают при 85 ЬС в течение 30 мин. Выход перманганата составляет 72 О/о. П р и м е р 3. Навеску диоксида марганца 0,1 г обрабатывают в ревкци онном сосуде 100 мл раствора гипохлорита натрия с содержанием активного хлора 26 г/л и щелочи 65 г/л в присутствии катализатора нитрата двухввлентного кобальта, взятого в количестве 3,5% от веса диоксида. Сосуд помешают в термостат и выдерживают в те1049428 3чение 30 мин при 85 С. Выход лерманганата составляет 7 3%.П р и м е р 4. Навеску диоксида марганца 0,1 г обрабатывают в реакционном сосуде 200 мл раствора гипохло рита натрия с содержанием активного хлора 18 г/л и щелочи 78 г/л в присуъ 1 ствии сульфата трехвалентного железа, взятого и количестве 3,5% от веса диоксида. Сосуд выдерживают при 85 цС в теО чение 35 мин. Выход перманганата составляет 65%Использование предложенного способа позволяет получать перманганат щелочного металла используя менее концентриро 4ванный раствор щелочи (60-100 г/л против 240 г/л и выше у известного), сократить время получения перманганата, повысить выход целевого продукта, избежать затрязнения окружающей среды соединениями азота.фИспользование в процессе несложной аппаратуры позволяет испольэовать на установках по дезодорации газовых выбросов, где в качестве окислителя исползуется раствор пермангаиата калия, воз,вратить в процесс регенерированный продукт и уменыпить расход цермангана та, устранить сброс марганцевых соедн-нений в водоемы.Составитель В. ТотровРедактор Г. Волкова Техред Ж.Кастелевич Корректор О.ТигорЗаказ 8343/22 Тираж 471 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4