Способ получения бихроматов щелочного металла иили хромовой кислоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 06221 А 5 В 1/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) Н БР АТЕНТ(54) СПОСОБ ПО ЩЕЛОЧНОГО М ВОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение ния бихроматов пособа получееталлов 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(56) Заявка ФРГкл. С 01 6 37/03 ц, Райнер Вебер, Норберт Дитер Блок, Ганс-Дитер М 3020260,опублик, 1980,ЛУЧЕНИЯ БИХРОМАТОВЕТАЛЛА И/ИЛИ ХРОМОкасается сщелочных м хромовои 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 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. 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.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 70-850 С и при плотности тока 2 - 5 кАм .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 йа 2 Сг 207 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 прийере 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/лйа 2 Сг 207 2 Н 20 и 200 част,/милл, кальция.Скорость подачи при этом выбирают так,чтобы выходящий из ячейки католит имелзначение рН, равное 6,5 - 7,0, При этом вовремя опыта, длящегося 9 дней, устанавли"0 валось неизменяющееся среднее напряжение ячейки 4,2 В. Средний выход по токусоставляет 63,5.Сравнительный пример,Повторяют пример 1 с той разницей, что15 в катодную камеру подают воду с такой скоростью, что из электролитической ячейкивыходит 10-ный натриевый щелок.При продолжительности электролиза 9дней устанавливается среднее напряжение20 в электролитической ячейке 4,2 В, Среднийвыход по току за этот период составляет380 .Сравнение данных по выходу по токупримера 1 и сравнительного примера под 25 тверждает достижение поставленной цели,Примеры 2-5, В этих примерах используют аноды из титана, снабженные нанесением путем гальванизации из расплаваплатиновым покрытием, причем в примерах30 2 и З.используют двухслойную диафрагмуНафион 324, а в примерах 4 и 5 - однослойную диафрагму Нафиона 430В качестве католита при этом получают:пример 2: 200 -ный натриевый щелок путем35 подачи воды в катодную камеру (сравнение:согласно прототипу);примеры 3 и 4: содержащий хромат раствор. со средним значением рН = 6,5 путемподачи раствора бихромата натрия, со 40 держащего 800 г/л йСг 20 г 2 Н 20 и 200част,/милл. кальция,пример 5: содержащий хромат раствора сосредним значением рН = 13,4 путем подачираствора бихромата натрия, содержащего45 600 г/л йа 2 Сг 207 2 Н 20 и 200 част,/милл,кальция,Результаты опыта сведены в таблице,Сравнение примеров 2 и 3 подтверждает достижение поставленной цели и в случае50 использования двуслойной катионовой диафрагмы, Кроме того, результаты примеров.3-5 показывают, что при использовании однослойной диафрагмы вместо двухслойнойможет достигаться значительно меньшее55 напряжение электролитической ячейки привысоком выходе по току.Пример 6. Повторяют пример 1 с той1806221 Составитель О.ЗобнинТехред М,Моргентал Корректор О.Густи Редактор З,Ходакова Заказ 967 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, 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 ибикарбоната 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 элек тролизом раствора моно- или бихроматащелочного металла при повышенной температуре с использованием катионообменной мембраны на основе перфторированного полимера с сульфокислотными группами с 10 подачей в катодную камеру водный фазы ивыводом из анодной камеры целевого продукта с последующим еговыделением кристаллизацией, отл и ча ю щи й с ятем,что, с целью увеличения выхода по току, в каче ство водной фазы в катодную камеру подают водный раствор монохромата и/или бихромата и/или карбоната щелочного металла.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я 20 тем, что в катодную камеру подают раствор,содержащий 70 - 95% ионов бихромата и 5- 30% монохромата.3. Способ по пп 1 и 2,отличающий с я тем, что в катодную камеру подают 25 раствор, дополнительно содержащий хромовую кислоту.4. Способ по п 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем,.что при подаче в катодную камеру раствора карбоната щелочного металла он до полнительно содержит гидроокись илибикарбонат щелочного металла.