Способ получения двуокиси марганца

(33) ЯпонияОпубликовано 05,05.75. Бюллетень1Дата опубликования описания 28.07.75 Государственный ком ите Совета Министров ССС ао делам изобретений 61.871,1088,8) 53) открыт 72) Авторы изобретения Иностранцы идехиса Ямагиси и Мизуо Танак(Япония) Иностранная фирма Ниппон Кокан Кабусики Кайся(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУ Изобретение относится к технологии получения двуокиси марганца.Известен способ получения двуокиси марганца путем электролиза сернокислых растворов двухвалентного марганца, содержащих б свободную серную кислоту, с последующим отделением двуокиси марганца от электролита фильтрованием, промывкой и сушкой осадка.Содержание ионов двухвалентного марганца в электролите до 35 г/л, свободной серной кис лоты - 176 в 4 г/л, плотность тока 5 - 10 а/дм.Недостатками известного способа являются: периодичность процесса, низкая производительность вследствие низкой допустимой плот ности тока и невысокое качество получаемого продукта, использование которого в качестве деполяризатора для сухих элементов является малоэффективным из-за низкой степени чистоты и значительного содержания связанной 20 воды.С целью устранения указанных недостатков предложен способ получения двуокиси марганца, по которому содержание ионов двухвалентного марганца в растворе поддерживают 25 от 10 до 40 г/л, свободной серной кислоты - от 400 до 600 г/л, электролиз ведут при температуре 30 - 50 С, при плотности тока 30 - 75 а/дм. Кроме того, для улучшения качества получаемой двуокиси марганца, используемой в качестве деполяризатора в сухих элементах, полученную в электролизере двуокись марганца после фильтрации рекомендуется обрабатывать при температуре 50 в 1 С в течение 0,5 - 4 час при перемешивании в отфильтрованном электролите, после чего раствор подвергать повторной фильтрации.Двуокись марганца может быть аналогично обработана в растворе, полученном из части отфильтрованного электролита после выделения из нее при нагревании двуокиси марганца, которую возвращают на электролиз в качестве затравки, и фильтрации или в смеси этого раствора с другой частью отфильтрованного электролита.Процесс осуществляют по следующей технологической схеме, представленной на чертеже (на схеме пунктирные линии показывают движение сырья и двуокиси марганца, сплошные линии - движение жидкости, взвеси).Сырье и раствор сульфата марганца, содержащий серную кислоту, поступает в танк 1 для выщелачивания. Раствор сульфата мар. ганца непрерывно поступает в электролизер 2. Ионы Мпз+ электролитически окисляются в ионы Мпз+, которые гидролизуются с образо ванием двуокиси марганца, выпадающей в55 60 65 3электролите. Взвесь, содержащая ионы Мп+и двуокись марганца, выгружают непрерывнопз электролизера 2 и подают на фильтр 3 дляотделения двуокиси марганца. Отфильтрованный электролит содержит ионы Мпо+ 5 - 15 г/л,ионы Мп и серную кислоту. Большая частьотфильтрованного электролита может бытьвозвращена в электролизер 2, а часть электролита нагревают в танке 4, ионы Мп+ гидролпзуются и образовавшуюся двуокись марганцаотфильтровывают на фильтре 5, возвращаютв электролизер 2, где используют в качествезатравки, а фильтрат, содержащий 0,1 -0,7 г/л ионов Мп, направляют в обогревательный танк 6.Отфильтрованный электролит из фильтра 3может непосредственно поступать в обогревательный танк 6. Осевшая на фильтре 3 двуокись марганца поступает в обогревательныйтанк 6 и нагревается там в электролите, отфильтрованном на фильтре 3 или в смесичасти этого электролита с раствором -фильтратом из фильтра 5.Двуокись марганца подвергают дальнейшейпереработке - фильтрации на фильтре 7, нейтрализации и промывке, сушке до превращения в целевой продукт. Фильтрат от фильтра7 содержит свободную серную кислоту, ионыМп+и Мп+ в небольшой концентрации, еговозвращают в танк 1 для выщелачивания марганца из сырья,Практическое осуществление предлагаемогоспособа иллюстрируют следующие примеры,П р и м е р 1.Электролиз.Электролизер емкостью 4 л. Электроды:анод - чистая двуокись свинца, полученнаяметодом электролитического осаждения, катод - графитовый. Расстояние между электродами 9 мм. Состав электролита: концентрация свободной серной кислоты 400 г/л, концентрация ионов Мп+ - 20 г/л. Температура - 37 С. Плотность тока 45 а/дм, Среднеенапряжение на электролизере - 3,7 6. Сырье:раствор сульфата марганца, содержащий120 г/л Мп+, Количество загружаемогосырья - 200 мл/час, загрузка непрерывная.Нагрев после электролиза.Температура нагрева 95 С. Продолжительность нагревания 2 часа. Используемый длянагревания электролит содержит 400 г/л серной кислоты, 20 г/л Мп+ и 0,3 г/л Мп+.Эффективность тока и состав образующейсядвуокиси марганца.Эффективность тока - 76% за 6 час электролиза.Продукт содержит: всего марганца - 58,0%,двуокиси марганца - 87,9 о/о, связанная вода 70 о/о РЬ 0009 о/оСтруктура кристаллов у - МпО,.Пример 2,Электролизер, электроды и расстояние между ними такие же, как в примере 1.Состав электролита: концентрация свободной серной кислоты 500 г/л, концентрация 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ионов Мп+ - 16 г/л. Температура 45 С. Плотность тока 60 а/дм. Средний вольтажна электролизере - 4,3 Ь. Сырье: раствор сульфата марганца, содержащий 110 г/л ионов Мп+, полученный выщелачпванпем карбоната марганца. Количество загружаемого сырья: 240 мл/час, загрузка непрерывная.Нагрев после электролиза.Температура нагрева 70 С. Продолжительность нагревания 3 часа. Используемый для нагревания электролит содержит 500 г/л серной кислоты, 16 г/л Мп+ и 9,5 г/л Мп+.Эффективность тока и состав образующейся двуокиси марганца. Эффективность тока 71,2% за 24 часа электролиза.Продукт: всего марганца - 58,0 о/о, двуокиси марганца - 86,4 о/о, связанной воды - 9,8%.Структура кристаллов у - МпО и небольшое количество а - МпО,П ример 3.Электролиз.Электролизер, как в примере 1. Электроды: анод и катод из свинца. Расстояние между электродами 14 мм.Состав электролита: тот же, что в примере 1, Температура 40 С. Плотность тока 50 а/дм, Среднее напряжение на электролизере 3,9 в. Сырье: раствор марганца, содержа. щий 100 г/л Мп+, полученный выщелачиванием окиси марганца (МпО), Количество загружаемого сырья 210 мл/час, загрузка непрерывная.Нагрев после электролиза.Температура нагрева 80 С. Продолжительность нагревания 1,6 часа. Электролит для нагрева тот же, что в примере 1.Эффективность тока и состав образующейся двуокиси марганца.Эффективность тока - 73,5/о за 48 час электролиза.Продукт: всего марганца - 58,3/о, двуокиси марганца 87,0/о, связанной воды 7,5/о.Структура кристаллов у - МпО и небольшое количество а - МпО.Двуокись марганца, полученная по предлагаемому способу, обладает длительностью замкнутой цепи прп вольтаже свыше 1 в на 15 - 20 о/о больше, чем у продуктов, полученных известными способами, а также высокими деполяризующими свойствами. Предмет изобретения Способ получения двуокиси марганца путем электролиза сернокислых растворов двухвалентного марганца, содержащих свободную серную кислоту, с последующим отделением двуокиси марганца от электролита фильтрованием, промывкой и сушкой осадка, о тл и ч ающи й ся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения качества получаемой двуокиси марганца, содержание ионов двухвалентпого марганца в растворе поддерживают от 10 до 40 г/л, свободной серной кислоты - от 400 до 600 г/л, электролиз ведут при тем.470107 Составитель ф. ЛьвовичТехред Е. Подурушина Корректор Т. Гревц едактор Т. Каранов Подписи Тираж 393Совета Министров СССоткрытийнаб., д. 4/5 Изд.674сударственного комитета по делам изобретений иМосква, Ж, Раушская каз 182411ЦНИИ Типография, пр. Сапунова, 2 пературе 30 - 50 С, при плотности тока 30 - 75 а/дм2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что двуокись марганца после фильтрации обрабатывают при температуре 50 - 100 С в течение 0,5 - 4 час при перемешивании в отфильтрованном электролите, после чего раствор подвергают повторной фильтрации,3. Способ по пп, 1 и 2, отличающийся тем, что двуокись марганца обрабатывают в растворе, полученном из части отфильтрованного электролита после выделения из нее при нагревании двуокиси марганца, которую возвращают на электролиз в качестве затравки.4. Способ по пп. 1, 2 и 3, отличающий о ся тем, что двуокись марганца обрабатывают в смеси части отфильтрованного электролита с раствором, полученным пз другой части отфильтрованного электролита после выделения из нее прп нагреганип двуокиси 10 марганца, которую возвращают на электролизв качестве затравки.