Способ получения -диоксида марганца

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09) СИ) 45/О 1) С 22 В 47/00 С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Патент США У 3780158,кл, 423-49, 1975,2. Авторское свидетельство СССРР 513937, кл, С 01 С 45/02, 1973.(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (3 -ДИОКСИДА МАРГАНЦА термическим разложениемнитрата марганца в присутствии нитратов кальция, магния, калия и натрия, отличающийся тем,что, с целью упрощения технологиии повышения выхода продукта, разложение проводят при давлении 0,151,0 МПа.Изобретение относится к технологиимарганца, в частности к способу получения-модификации диоксида марганца (-ДМ) путем термического разложения нитрата марганца. 5Диоксид марганца необходим дляпроизводства по безотхолным технологиям таких соединений марганца как1-ДМ, перманганата марганца, сульфатамарганца и др. Значительная потребность в -ДМ имеется в металлургической промышленности для производствакачественных сталей.Известен способ получения ДМ, покоторому 553-ный раствор нитрата марганца разлагают в присутствии затрав.ки ДМ при 140-150 С 1,Недостатком способа является низкая скорость образования 3-ДМ(40 кг/м ч), Кроме того, способ характеризуется значительными энергозатратами, связанными с испарениембольшого количества воды при разложении нитрата марганца.Наиболее близок к предлагаемому 25по технической сущности и достигаемому эффекту способ получения-диоксида марганца термическим разложением нитрата марганца в присутствиинитратов кальция, магния, калия и 30натрия, согласно которому раэложеание проводят при 150-200 С и атмосферном давлении 21,Недостатками известного способаявляются низкая скорость разложениянитрата марганца, большие энергозатраты и трудоемкость выгрузки получаемой пульпы-ДМ из-за ее высокойвязкости в связи с низким содерЖанием воды. Кроме того, получаемые в 40процессе окислы азота содержат значительное количество воды, что усложняет их переработку в азотную кислоту,Цель изобретения - упрощение технологии и повышение выхода продукта. л 5Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения-диоксида марганца в присутствии нитратов кальция, магния, калия и натрия,разложение проводят при давлении 500,15-1,0 МПа.При этом условии не только повышается скорость разложения, но и процесс в целом становится более технологичным, так как вязкость получаемой 55 пульпы обеспечивает ее текучесть, в результате чего упрощается выгрузка пульпы из реактора. Образующиеся окис лы азота содержат незначительное количество воды и могут быть легко и экономично переработаны в соответствующую кислоту.Сравнительные данные технологических параметров способов получения 9-ДМ по известному решению и изобретению приведены в табл. 1. Таблица 1 Способ Технологические параметры исвойства Температура раз-180 170-190ложения, Со Скорость образования 3-ДМ, кг/м ч 160-350 500-700 Время, необходимое для образования 200 кг 0,3 Степень разложения Мп(ЯО)2,7 от исходного ко- личества 47-84 78-87 Условия выгрузки пульпы изреактора вязкости Содержание вла-67 19-25 ги в окислах азота, мас.7 1,7-2,2 99,5 99,5 Физико-химические свойства й= 5,026 г/см темно-серый кристаллический порошок. Тетрагональная решето ока; О =4,44 А; С =2,78 АХимический состав, мас.Е:Мп(:1 Не менее 98,0Н 20 в НС 1 Не более 2 10фГе Не более 5 10 Знергозатраты,МДж/кг -ДМСодержаниеМпОг вДМмас,Е Известный Предлагае- мый Выгрузка Выгрузка затрудне- самотеком на из-завысокой-4Со Не более 1" 10П р и м е р. В автоклав загружают 139 г раствора нитратов следующего 10 состава, мас,7:Мп(ИО)2 3517Са(ИО)2 27,9МД(ИО)2 8,9КИО 5,9 15 ИаИО 3,7Р 20 18,4Автоклав герметизируют и погружают в нагретую до 200 С баню. Темпераотура термического разложения нитрата 20 марганца составляет 170-180 С. Давление в автоклаве 0,15 МПа поддерживают путем систематического удаления избытка окислов азота через кран Гоффера в приемник-конденсатор. Ско рость разложения нитрата марганца определяют по градуировочному графику зависимости скорости нарастания давления окислов азота от времени.Опыт заканчивают через 20 мин. 30Автоклав охлаждают, взвешивают, вскрывают и содержимую пульпу вылива. Таблица 2 Параметры Примеры конкретного выполнения Исходный Конечный Конеч- Исходный алый Исходный онечый 13 48,9 10,6 47,5 б,0 48,8 7,8 64,5 64,5 69,8 69,8 66,8 66,8 25,5 19,0 22,8 20,4 25,4 0,4 19,4 20,2 20,0 Мп 02 140 116,4 141 139 113,4 95 Итого Масса компонентов исходного раствора и конечной пульпы, гМп(ИОЗ)2 Сумма Са(ИО )2 М 8(ИО)2 КИО, ИаИОют в приемник. Вес полученной пульпы . (смесь нитратов и -дМ) 113 г. Соотношение твердой фазы (-ДМ) и жидкой фазы (раствор нитратов) в пульпе составляет 1:5.Состав жидкой фазы пульпы (94 г), мас,7:Мп(ИО ) 11,3Са(ИОз) 41,2Ма(ИО), 13,1КИО 8,.7ИаИО 3 5,4НаО 20 11 Вес удаленной при термическом разложении воды определяют по разности ее веса в исходном растворе и в.жидкой фазе пульпы. Количество выделившихся окислов азота определяют по стехиометрии реакции термического разложения нитрата марганца в соответствии с полученным количеством -ДМ.Пульпу разбавляют горячей водой и фильтруют.-ДМ промывают на фильтре горячей водой и сушат. Количество полученного сухого,8 -ДМ составляет 19 г,что составляет 78,07. от теоретического,Результаты выполнения способа при давлении 1,0 МПа и атмосферном приведены в табл, 2.Время разложения, мин 20 60 15 Скорость образования -ДМ,кг/мч 500 700 350 Содержание паров воды в окисЛах азота, мас,7 25,6 54,1 10,0 Объем выделившихся газов,м на 1 кг ДМ 1,2 0,1 3 ь 9Нет возможности 80 Сухие соли% Термическое разложение при давлении выше 1,0 МПа нецелесообразно, так какпереработка окислов азота в кислоту проводится при давлении не0,6 МПа. Составитель Н.НовиковРедактор Л.Пчелинская Техред Т. Маточка Корректор О.Билак Заказ 4908/17 Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Температура, при которой возможна выгрузка пульпы из реакторасливом,С Таким образом, предлагаемый способ не только обеспечивает более быстрое разложение нитрата марганца, 40 но и значительно упрощает технологос производства как на стадич выгрузки, так и на стадии регенерации окислов азота. Знергозатраты по изобретению примерно в 3-4 раза ниже, чем по известному способу,