Способ получения цинковых кронов

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфев Сфеетсиик(23) Приоритет тнеудэрстмннык Вентет СССР но делан нзвбретеннй н открытий(53) УДК 661.876, ,247 (088,8 Дата опубликования описания 09,07,82 нина й К. ГКу 72) Авторы изобретен и ов, Т, М. Кащеев. А. Ивановский химико-технологический институт ель ЦИНКОВЫХ КРО ОЛУ оизвода олучем споИзобретениству неорганиименно к элнию цинковогособом.Известен скронов путемцинков с бихрвии соляной куравнение это достигается тем, у получения цинковых действия цинкосоа с бихроматом каинеральной кислоты Поставленначто согласнокронов путемдержащего колия в присутстпри поддержавзаимодействектролизеанодом пр ль е относится к п способ взаим еских менто ктролитическому крона непрерыв мпонент ии лучения цинковыхйствия оксида алия в присутст 1. Суммарноесса имеет вид пособ взаим растворе 6-7,электрохимическиворимым цинкой плотности ток и р ве мато в эл вым о3-6 оты проц и а м, в качестве минеральнойиспользуют азотную кислоту иведут в электролите при следуюношении компонентов. в нем,А/д оты процес 41 и О+ 0,5 К Ст 0 т + ЗНСС+ 1,5 Н О(в пересчете на хромовый Не нгидряд тком известного способа являотнокислый кал ит оксида многостадии ВодаВ предлагаемом электрчении цинкового кронасодержащий электролитдо значения рН 6-7 сктрохимическому раство оце ьшое количес охими добавл вод. полу хром ретения - упрощение снос ие сточных вод при сохра го качества цинковых кроа твует оть ок нию цинк ется деф ность пр сточныхЦельба и уст нении вь нов,14-16 100-35 1 и еском ение вной кис3 04вого анода и образованию в прикатодном,пространстве эквивалентных количествгидроксильных ионов, которые при последующем взаимодействии с ионамицинка и хромата дают крон, отвечающийстандарту.Предлагаемый способ реализуетсяследующим образом,В электролизер со скоростью 6-Ъ9 см /мин подают раствор, содержащий билромат и нитрат калйя и азотнуюкислоту, и пропускают электрическийток плотностью 3-6 А/дм Образуетсясуспензия крона. Осадок отфильтровывают и направляют на сушку, а маточныерастворы, содержащие избыточное количество нитрата, образовавшегося в элек-,тролизере в результате нейтрализацииазотной кислоты щелочью, подаются наупарку.14 ЗО 5 6 Н Ь 02, (рН=10(5). Таким образом, в щелочной среде цинковый крон цопучать невозможна В кислой среде при электро- химическом растворении цинкового анода в объеме электролизера образуются только ионы двухвалентного цинка, а образования гидроокиси цинка невозможно. Следовательно, и в кйслой среде исключается возможность получения стандартного крона.Одновременное образование в объеме электролизера осадков гидроокиси цинка и хромата цинка в требуемых соотношениях возможно лишь при рН=6 - 7. Изменение рН в этом интервале приводит кизменению соотношения в кроне гидроокиси цинка и хромата цинка в пределах требований ГОСТа.Верхнее значение,концентрации нитрата 350 г/л обусловлено его раствори25 30 35 Ю 45 50 55 В зависимости от количества получающихся промывных вод упарку растворапроизводят до таких концентраций, чтобыпосле кристаллизации отделился избыточный нитрат щелочного металла, а оставшийся маточник после смещения с промывными водами содержал бы нитрат впределах 100 - 350 г/л,Введение процесса при плотности токаболее 6 А/дм приводит к увеличениюинтенсивности растворения цинковогоанода. Увеличивается концентрационнаяи электрохимическая поляризация, ионыцинка восстанавливаются на катоде и загрязняют конечный продукт. Кроме того,проведение процесса при плотности токаболее 6 А/дм приводит к образованию2.в объеме электролизера больших количеств гидроксил-ионов, что связано спреимущественным протеканием процессаобразования гидроокиси цинка. Таким образом, для регулирования необходимойскорости образования гидроокиси требуется постоянное подкисление в объемеэлектролиэера. Снижение же плотноститока ниже 3 А/дм экономически нецелесообразно, так как уменыпается выходпродукта, суспензия получается с малойконцентрацией твердой фракции (крона),увеличиваются расходы на фильтрациюи упарку.Гидроокись цинка имеет значительноменьшую растворимость, чем хроматцинка, и поэтому в слабощелочной и щелочной средах преимущественно проходитреакция образования гидроокиси цинка(полное осаждение прн рН=8) с последующим протеканием образования ионов мостью. Электролит не должен быть насыщенным по отношению к нитрату щелочного металла, так как в противном случае начинается загрязнение крона и увеличивается расход промывных вод на стадии фильтрации.При концентрации нитратов щелочных металлов ниже 100 г/л резко снижается эффективность электрохимического растворения цинка.П р и м е р, В электролизер непрерывного действия, изготовленный из органического стекла,1 имеющий прямоугольную форму, снабженный лопастной мешалкой и холодильником, подают из смесителя электролит состава, г/л: К О"О. (в пересчете наСг ОД 14КИО250НЮО До рН=-6Вода До 1 лРабочий объем электролизера 720 мл,скорость подачи электролита 6 см /мин,отемпература 20 С, плотность тока3 А/дм . После выхода на стационарныйрежим за последующие 4 чобразуется20 г крона состава: 24,3% СРО, 66,9%2 мО, который имеет укрывистость125 г/м и малоемкость 45,2 В маточном растворе концентрацияКМО увеличивается до 260 г/л. Объемматочника, получающегося за 4 ч электролиза, составляет 1440 см . Частьего в количестве 500 см подают наупарку до конечного объема 220 см(600 г/л), из которого последующимохлаждением въщеляют 5 г нитрата калия. Раствор, оставшийся после кристал5 9414лизации, соединяют с оставшимся маточником, не прошедшим стадию упарки, иподают в смеситель на корректировку,1Полученный крон отвечает ГОСТУ.16763-7 1. 5Способ может,бьггь использован дляприготовления цинкового крона, которыйв настоящее время получается в промышленности только химическим методом изокиси цинка и хромовой смеси. Он позвоОляет получать стандартный продукт. Врезультате практической реализации предложенного способа будут исключены газовые и жидкостные выбросы, сниженырасходные коэффициенты по сырью, устра иены сточные воды,Технико-экономический эффект способапо сравнению с применяемым в настоящее время химическим способом определяется заменой окиси цинка на металлический цинк и снижением расходных коэффицинетов по сырью, Повышение экономич"ности производства достигается такжеза счет выпуска побочного продукта -нитрата щелочного металла, выход кото- Зрого составляет 25-30% от массы получаемого крона. 30 6формула изобретенияСпособ получения цинковых кронов путем взаимодействия цинкосодержащего,компонента с бихроматом калия в присутствии минеральной кислоты при пааержании рН в растворе 6-7, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа и устранения сточных водпри сохранении высокого качества цинковых кронов, взаимодействие ведут электрохимически в электролизере с растворимым цинковым анодом при анодной плотности тока 3-6 А/дм,.в качестве минеЯральной кислоты используют азотную кислоту и процесс ведут в электролите приследующем соотношении компонентов внем, г/л;Двухромовокислый калий(в пересчете на хромовыйангидрид) 14-16Азотнокислый калий 100-350Вода До 1 лИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Беленький Е. ф., Рискин И. В.Химия и технология пигментов, Л 1960,с. 307.Составитель О. ЗобнинРедактор Л. Алексеенко Техред А. Ач Корректор М, ШарошиЗаказ 4766/10 Тираж 686 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