Способ получения двуокиси марганца

ОПИСАНИЕгггг 833543 К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 121079 (21) 2827813/23-26 Ф)М КЛ с присоединением заявки йо(23) Приоритет -С 01 6 45/02 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий,ь г3, 1Ленинградский государственный научно-исследовательскийи проектный институт основной химической прогаааленности(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУОКИСИ МАРГАНЦА Изобретение относиТся к получению двуокиси марганца, используемой, например, при производстве герметиков, в качестве адсорбента, катализатора и т.дИзвестен способ получения двуокиси марганца, включающий взаимодействие манганата с карбонатом щелочного металла или аммония с последующей термической обработкой в атмосфере водяного пара при 280-400 фС 1 .Однако известный способ длителен и требует больших энергетических затрат.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения двуокиси марганца, включающий взаимодействие сухих исходных продуктов - углекислого марганца и аммиачной селитры, взятых в отношении 2,0-2,5:1, и последующую термическую обработку образовавшейся смеси на: первой стадии при 200-210 фС в течение 2-3 ч без доступа кислорода, на второй стадии - при 300-350 фС в 1 ечение 3-4 ч в присутствии кислорода воздуха с получением продукта квалификации ч. При получении двуокиси марганца квалификации ч,д,а. и катализаторной ч. после завершения второйстадии термообработки в.смесь вручную вводят азотную кислоту уд. веса1,14-1,16 г/смиз расчета 0,320,33 кг на 1 кг смеси и затем продол-жают термообработку при 280-350 С втечение 25-30 ч с периодическим перемешиванием 21.Недостатком известного способа:является длительность процесса.Цельизобретения - ускорение процесса.Поставленная цель достигаетсяпредлагаемым способом получения двуокиси марганца, включающим вэаимодействие аммиачной селитры, предварительно сме;аанной с водой при 75-85 ОС ввесовом соотнааении (4-6);1 соответ"ственно, с углекислым марганцем, вы О держку образовавшейся смеси при 4550 еС в течение 15-25 мин, последующую термообработку ее при 200-350 оС .Технология предлагаемого способазаключается в следукщем.Гранулированную селитру смешивают с водой при 75-85 оС в соотнсшении (4-6):1 соответственно. В полученную смесь при перемешивании вводятуглекислый мартганец в отношении к Зо селитре 2,0-2,5:1, после чегосмесь выдерживают при 45-50 С в течение 15-25 мин, При этом из смесиудаляются излишки воды, завершаетсяформирование структуры смеси, которая создает наиболее благоприятныеусловия для протекания реакции. Полученную смесь при непрерывном перемешивании и перемещении подвергаюттермической обработке на первой стадии при 200-210 С без доступа кислорода в течение 60-80 мин, на второйстадии - при 300-350 С в присутствиикислорода воздуха в течение 60-80 мин.При получении продукта квалификациич.д,а. и каталитической чистоты впродукт после второй стадии термообработки вводят азотную кислоту и про 5должают термообработку при 280-350 фСв течение 60-80 мин,При смешении аммиачной селитры сводой верхний предел 6:1 обусловленмаксимальным растворением ее в воде 20при заданной температуре, нижний предел 4:1 экспериментально установлениз условия оптимального ожижениясмеси компонентов, понижение которого ведет к увеличению энергозатрат 25на агломерацию смеси компонентов ик увеличению длительности процесса,Верхний предел температуры смешения аммиачной селитры с водой(85 С) обусловлен максимальным растворением селитры в объеме воды приминимальных затратах электроэнергии и длительности процесса. Смешение аммиачной селитры при температурениже 75 С приводит к неполному инеэффективному растворению ее и вызывает необходимость увеличения времени растворения.Время выдержки смеси (15-25 мин)обусловлено необходимостью формиро"вания соответствующей структуры смеси компонентов, агломерации ее. Превышение верхнего предела ведет кнеоправданному увеличению длительности процесса, выдержка смеси в течение менее 15 мин приводит к неполной 45агломерации смеси, что затрудняетосуществление непрерывности процесса.П р и м е р 1 , 15 кг гранулиро"ванной аммиачной селитры растворяютв 3 л воды при 75 фС и непрерывномперемешивании ( соотношение 5:1) .В полученный раствор при непрерывном перемешивании вводят 30 кг углекислого марганца. В результатеполучают 48 кг смеси, которую подвергают выдержке в течение 15 мин при45 фС, что снижает массу смеси до45 кг. Смесь компонентов при непре"рывном перемешивании и перемещениитермически обрабатывают на первой 60остадии в течение 60 мин при 200 Сбез кислорода воздуха, на второй фстадии - в течении 65 мин при 300 Св присутствии кислорода воздуха. Врезультате получают 18 кг продукта б 5 квалификации ч., соответствующегоГОСТ 4470-70, с содержанием 78 МпОг,П р и м е р 2, 15 кг гранулированной аммиачной селитры растворяютв 2,5 л воды при 80 С и непрерывномперемешивании (соотношение 6:1). Вполученный раствор при непрерывномперемешивании вводят 33 кг углекислого марганца. В результате получают50,5 кг смеси, которую подвергаютвыдержке в течение 22 мин при 48 С,что ведет к снижению массы смеси до48 кг. Смесь компонентов при непрерывном перемешивании и перемещениитермически обрабатывают на первойстадии в течение 65 мин при 205 Сбез кислорода воздуха, на второй - втечение 70 мин при 325 С в присутствии кислорода воздуха. После второйстадии термической обработки вводятпутем распыления 15,26 кг азотнойкислоты уд. веса 1,14 г/смэ, а затемвновь подвергают при непрерывном перемешивании и перемещении термическойобработке в течение 70 мин при 325 С.В результате получают 18,7 кг продукта квалификации ч.д.а., соответствующего ГОСТ 4470-70, с содержанием85 МпОд,П р и м е .р 3, 15 кг аммиачнойселитры (гранулированной ) растворяютв 3,75 л воды при 85 С и непрерывномперемешивании (соотношение 4:,1) . Вполученный раствор при непрерывномперемешивании вводят 37,5 кг углекислого марганца. В результате получают56,25 кг смеси, которую подвергаютвыдержке в течение 25 мин при 50 С,что снижает массу смеси до 52,5 кг.Смесь компонентов при непрерывном перемешивании и перемещении термически:обрабатывают на первой стадии в течение 70 мин при 210 С без кислородавоздуха, на второй - в течение 80 минпри 350 С в присутствии кислородавоздуха. После второй стадии термической обработки вводят путем распыления 17,3 кг азотной кислоты уд. веса 1,16 г/см , а затем вновь подвергают при непрерывном перемешиваниии перемещении обработке в течение80 мин при 350 С, В результате получают 18,9 кг продукта квалификациикаталиэаторной ч соответствующеготуб - 09-3798-74/ с содержанием Мпог75.Предлагаемый способ позволяет значительно ускорить процесс получениядвуокиси марганца, снизив общие затратЫ времени с 14-18 ч по известномуспособу до 2,5-3 ч, для продукта марки ч. и соответственно с 47-55 чдо 3,5-4,5 ч при получении продуктамарки ч. д.а, и катализаторной ч. Кроме того, данный способ позволяет эффективно вести непрерывный процесс,а также сократить энергозатратыи улучшить условия производства, таккак при этом исключается непосред833543 Формула изобретения Составитепь В,ПоповРедактор В,Матюхина Техред А. Вабинец КорректорЕ.Рсшко Заказ 3908/19 Тираж 505 . ПодпксноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ственный контакт обслуживающего персонала с активным продуктом,Способ получения двуокиси марганца, включающий взаимодействие аммиачной селитры с углекислым марган" цем и последующую термическую обра ботку образовавшейся смеси при 200" 350 фС, отличающийсятем, что, с целью ускорения процесса, перед взаимодействием аммиачную селитру смешивают при 75-85 С с водой в весо"вом соотношении (4-6) 11 соответственно и перед термической обработкойсмесь выдерживают при 45-50 С в течение 15-25 мин,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент ФРГ Р 2051917,кл. 12, о 45/02,.опублик. 1971.2, Технологический регламент 9 206производства марганца двуокиси ч.,ч.д.а. и марганца двуокиси катализаторной ч 1972 (прототип),