Способ получения раствора смеси хлората и гипохлорита магния

(57) Изобретеи электролиткислородныхдинений бораокислителя, и ние относится мичес В результате за получают 1 л гипохлорита ма С 03, 7,7 г/л О взвеси его гидро (растворе) в переотношение хлора степень окислен осу ществ раствора ния, соде С и 043ксида, В ц счете на а та и гипох ия хлора ления электролисмеси хлората и ржащего 8,3 г/л г/л Ре 3 в виде елевам продукте ктивный хлор солорита равно 2:1, 79.1, СуммарГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОТА И ГИПОХЛОРИЧА МА ическому производству хлор соединений, к технологии сое используется для получения меняемого, в частности, при Изобретение относится к химическому и электроли 1 ическому производству хлоркислородн ых соединений, к технологии соединений бора, и может использоватьсядля получения окислителя, применяемого в частности при очистке от двухвалентного железа технологических растворовпроизводства борной кислоты из бормагниевого сырья,Цель изобретения - упрощение процесса и исключение расхода реагента.П р и м е р 1. Получают электролизомраствор смеси хлората и гипохлорита магния иэ раствора хлорида магния в нейтрализованном магнезитом маточникеборной кислоты из бормагниевого сырьяпри рН = 6,На приготовление 1 л исходного раствора берут 110 г кристаллического бишофитас содержанием 45;ь М 9 Сг, что соответствуочистке от железа (П) технологических растворов производства борной кислоты из бормагниевого сырья. Целью изобретения является упрощение процесса и исключение расхода реагентов, Сущность изобретения заключается в прямом электролитическом окислении раствора хлорида магния предпочтительно в виде бишофита, содержащего 47 - 70 г/л хлорида магния, 30 - 60 г/л борной кислоты, 170 - 220 г/л сульфата магния и 0.5 - 0,8 г/л сульфата кальция, йри рН 4,5 - 6 в бездиафрагменной ванне с нерастворимыми анодом . ри плотности тока 8 - 12 А/дм и температуре220 - 50 С, с получением в продук;е в пересчете на активный хлор соотношения хлората и гипохлорита до (2-3):1 и их содержания до 75 - 80 от общегс хлора,г М 9 С 12 6 Н 20, 0,93 л маточного расборной кислоты, содержащего в виде, а тов 6,40 М 90, в виде борной кис- Ос ,706 В 20 з и 0,46 г/л Ее, и 3,2 г с) ита с содержанием 87,5; М 90, Приенную растворением смесь заливают ролизер без диафрагмы с анодом из а и катодом из титана, и проводят ее олитическое окисление при плотно а 10 А/дм, силе тока 10 А и темпераектролита 35 С в течение 3 ч 20 мин. ет 100 творд сульфа лоты магне готовл в алек графит электр сти ток туре элный выход по току хлората и гипохлоритамагния, а также железа (111) составляют72 Я%,П р и м е р 2. В отличие от примера 1, наприготовление 1 л исходного раствора берут 165 г кристаллического бишофита. чтоссо гветствуе г 150 г МдС 12 6 Н 20 з 0,89 л маточного раствора борной кислоты и 3 г магнезита и электролитическое окислениесмеси ведут в течение 3 ч 50 мин.В результате проведения электролизаполучают 1 л раствора смеси хлората и гипохлорита магния, содержащего 11,5 г/лСОз, 7,2 г/л ОС и 0,41 г/л Ге в виде; нь окисления хлора - 75%, Суммар, ь и выход по току хлората, гипохлорита ил;.за (11) 77,6%,П р и м е р 3, В отличие от примера 1,Глстиор смеси хлората и гипохлорита получэ;,г из раствора с большей концентрацией хлорида магния в нейтрализованномБцг:товой рудой маточнике борной кислотыпри рН 4,5, На приготовление 1 л исходногог м твора (суспензии) берут 144 г кристаллиеского бишофита, что сответствует 125 г1 сС 6 Н;О, 0,89 л маточного раствора бор-:г,гы и 43 г баратовой руды, содер ац с и 5,76% МдО, 18% В 20 з и 0,6;( ГеО, и. г ктролитическое окисление смеси ведут в.не и 4 чВ результате проведения электролизаи. и .ают 1 л раствора суспензии хлората игипохлсрита магния, содержащего 10,3 г/лСОз, 5,83 г/л ОС 1 и 0,64 г/л Ге в видев иесл его гидроксида. В продукте соотно;ение лора а и гипохлорита составляет3 ".тепень окисления хлора 73,5 О/, Сумма,нн выход по току хлората, гипохлоритаи железа (111) - 65,7%.П р и м е р 4. В отличие от примера 2,алек. ролитическое окисление ведут при20 С в течение 2 ч 15 мин.В результате проведения электролизаполу,ают 1 л раствора смеси хлорага и гио лорита магния, содержащего 4,2 г/лСОз и 10,6 г/л ОС 1. В продукте соотношение хлората и гипохлорита 0,7;1, степеньокисления хлора - 48.2%. Суммарный выходпо току хлорага, гипохлорита и железа (111)85,7 О/о,Л р и м е р 5. Получают электролизомраствор смеси хлората и гипохлорита магния из раствора хлорида магния в нейтрализованном магнезитом маточном растворе борной кислоты с предельно высоким содержанием В 20 з. На приготовление 1 л исходного раствора берут 110 г кристаллического биаофита5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 с содержанием 45% МдС 12, что соответствует 100 г МдС 12 6 Н 20, 0,93 л маточного рас. твора борной кислоты, содержащего в виде борной кислоты 2,43% В 203, 0,60% Н 2504 свободной и в виде сульфатов 5,30% М 90, 0,45 г/л Ге и 0,26 г/л Ге, а также 3,1 г каустического магнезита с содержанием 89% МдОПриготовленную растворением смесь, имеющую рН = 5,5, окисляют в бездиафрагменном электролиэере, с анодом из графита и катодом из титана, при плотности тока 13 А/дм 2, силе тока 10 А и температуре 35" С в течение 3 ч 15 мин.В результате электролиза получаютл целевого раствора смеси хлората и гипохлорита магния, содержащего 9,2 г/л СоОз, 6,8 г/л ОС и 0,66 г/л Ге в виде взвеси его гидроксида. Соотношение хлората и гипохлорита в пересчете на активный хлор в целевом растворе равно 2,5:1. Суммарный выход по току хлората магния, гипохлориа магния и железа (111) составляет 76,5 О(.П р и м е р 6. В отличие от примера 5, электоолиз проводят при плотности гока 8 А/дм, силе ока 8 А в течение 4 ч.В результате электролиза получают тоже 1 л целевого раствора смеси хлората и гипохлорита магния с содержанием 8,2, г/и С 10 з, 6,7 г /л ОС и 0,66 г/л Ге . Соотношение хлората и гипохлорита в пересчете на :.к вный хлор в нем 2,55:1, Суммарный выход по току хлората, гипохлорита и железа (111) 76,2%.П р и м е р 7, В отличие от примера 5, электуолиэ проводят при плотности тока 12 А/дм, силе тока 12 А в течение 2 ч 50 мин.В результате электролиза получают так же 1 целевого раствора смеси хлората и гипохлорита магния с содержанием 9,0 -п С 10 з, 7,25 г/л ОСГ и 0,66 г/л ГеСоотношение хлората и гипохлорита в пересчете на активный хлор в нем 2,3:1, Суммарный выход по току хлората, гипохлорта и железа (111)74,3 О/.П р и м е р 8. В отличие от пригера 5, электролиз проводят при 50 С в течение 3 ч 30 мин.В результате электролиза получают также 1 л целевого раствора смеси хлора га и гипохлорита магния с содержанием 9,6 г/и С 10 з, 63 г/л ОС и 0,66 г/л ГеСоотношение хлората и гипохлорита о пересчете на активный хлор в нем 2,8:1. Суммарный выход по току хлората, гипохлорита и железа (11) 72,4%,П р и м е р 9. Получают раствор смеси хлората и гипохлорита маггля предлага - мым спэсобогл, 1624057Для приготовления исходного раствора но непрерывное интенсивное механическоедля электросинтеэа целевого продукта бе- перемешивание раствора.рут 0,89 л маточного раствора производства В процессе электролиза на аноде проборной кислоты из бормагниевого сырья, исходит разряд анионов хлора с выделенисодержащего в виде борной кислоты 2,4 5 ем изэлектролизера газообразного хлора иВ 20 з, О,бф, Н 2304 свободной и в виде суль- частичным образованием в растворе хлорафатов 5,3 МдО и 0,0546 РеО. Добавляют та и гипохлорита магния, а также частичноев указанный объем маточника 3,2 г каусти- разложение воды с выделением газообразческого магнезита с содержанием 89,0% ного кислорода. На катоде происходит в осМцО для нейтрализации свободной кисло новном разложение молекул воды иты, и растворяют в данном нейтрализован- частично разряд катионов водорода с выденом растворе 165 г кристаллического лением газообразного водорода и выпадебишофита с содержанием 45% МцС 12. Пол- нием осадка гидроксида магния на рабочейучают 1 л исходного электролита состава, поверхности. Напряжение на электролизег/л: МцО 2 70; НзВОз 41,5; Мц 504 164; 15 ре составляет 6 - 7 В, (Беэ перемешиванияРе 504 1,3 и рН = 5,3, электролита электролиэ прекращает черезПриготовленный раствор заливают в 1,5 ч из-за повышения напряжения до 10 -электролизер с анодом из графита и каго В и низкого нарастающего во временидом из титана с рабочей поверхностью по 1 падения силы тока),2дм, и обрабатывают при плотности тока 8 20 В результате электролитической обра 2 оЛ/дм (силе тока 8 А). температуре 30 С и ботки получают 1 л конечного раствора, сонапряжении 2,8 - 3,0 В в течение 4 ч 50 мин, держащего 6,4 г/л Мц(С 10 з)2; 1,8 г/лМц(С 10)2 (в пересчете на активный хлор соВ процессе электросичтеза на аноде отношение хлората и гипохлорита 7,2;1 припроисходит разряд анионов хлора с образо степени окисления хлора 31,3) и 22,4 г/лванием в растворе хлората и гипохлорита МцС 12, с суммарным выходом по току хлорамзгния и частичным выделением из электро- та и гипохлорита 32,0. Выход по току вылизера газообразного хлора, окисление ка- деляющегося хлора составляет 63,0 Ятионов железа (11) до железа (1 п), а также Количество обрэзуюшсгося осадка МцгОН)2частичное разложение молекул воды с виде 26,". г (0,68 г/А.ч.).лением газообразного кислорода. На като- Для полуумения раствора см.си хлс пэтаде происходит разряд катионов водорода с и гипохлори.а магния предложен элелровыделением газообразного водорода, При лит, представляющий собой раствор смесиэтом осадка гидроксида магния на катоде и хлопида магния и нейтрализованного маг.в обьеме электролита не образуется 35 незитом или баратовой рчдой сульфат,огоВ результате электролитической обра- магочника производства борной кислоты изботки получают 1 л раствора смеси хлората бормагниеоо э сырья.и гипохлорита магния, содержащего, г/л: Электроли г содержит, г/л: Мц С 2 6 Н 20Мц(С 10 з)2 13,2; Мц(С 10)2 9.1; МдС 1 45. 1 И - 150: МЧС 12 47 - 70; НзВОз 30 - 60;Мцз(ВОЗ)2 7,8: НЗВОз 36,4; М 9504 16; 40 гц)04170 220; СаЯ 04 0,5 - Р,8, и имеетЕе 01-504 1,4; с суммарным выходом по току рН 4,5 - 6.хлората, сипохлорита и железа (11) 78,0 , В Концентрации хлорида магния в предепродукте в пересчете на активный хлор со- лах 100 -150 г/л МцС 12 6 Н 20 обеспечивают2 Яотношение хлората и гипохлорита равно при предлагаемых услогиях электрол ак р и5;1 и степень превращения (окисления) 45 получение растсоров смесей хлората и гиполораотхлораобщего 758%, Выходпотоку хлсрита магния с соотношением их в перевыделяющегося хлора составляет 17;Ь. счете на активный хлор(2 - 3,3):1 и степеньюГ р и м е 10, Получают раствор хлората окисления хлора 75 - 80% с выходом по токумагния известным способом. 65 - 85%,50 При кснцснтрациях ниже 100 г/л МцС 2В отличие от примера 9, для приготов Н 20 особенно ниже 80 г/л, наряду с окисления исходного раствора для элоктросин- лением ионов хлора происх дит заметноетеза целевого продукта берут 0,90 л воды, и выделение кислорода. Выход по току активрастворяют в ней 165 г кристаллического ного хлора падаетдо 50 - 60 и резко возоишофита с содержанием 45% МцО 2. Пол растают потери графитового анода хотя.:эют 1 л исходное электролита, содержа- степень окисления хлора в этом случае мощую 70 г/л УдС 2, рН = 5,3. Электролиз жетбытьдостигнута высокая - 80% иболее)и,:сводят в том же электролизере и при тех Концентрлц:и выше 150 г/л МцГ 12 6 Н 20,ж. условиях и продолжительности, что и в несмотря надостигаемый высокий выход попримс пс 9, осуществляя лишь дополннтель- току хлората и гипохлорита (857, и более),1624057 Составитель Т. БарабашТехред М,Моргентал Корректор.С.Шекмар Редактор И, Сегляник Заказ 171 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбйнат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 менее целесообразнь, так как снижаются степень окисления хлора и соотношение хлората и гипохлорита в получаемом продукте, особенно при низких температурах (соответственно до примерно 50 и 0 7;1 при 20" С),Концентрации 30 - 60 г/л НзВОЗ; 170 -220 г/л МЯЭОТС и 0,5 - 0,8 г/л Са 504 обуславливаются применением на 1 л приготовляемой исходной смеси для электролиза 0,85 - 0,93 л маточника борной кислоты. содержащего в пересчете на оксиды 5,3 - 6,47 ь МоО, 1,7 - 2,47 ь В 20 з и до 0,6 ф Н 2504 и имеющего плотность 1,1 г/см, При другом объеме взятого маточника изменится в ту или иную сторону от оптимальной концентрация М 9 Сг 6 НгО в электролите. Снизить же содержание борной кислоты и солей магния и кальция в электролите путем разбавления маточного раствора или приготовляемой смеси водой нельзя по условиям основного производства - борной кислоты, в котором полученный раствор смеси хлората и гипохлорита магния в последующем используется. Что касается исключения образования осадка МЯОН)г на катоде, то для него достаточно в два раза меньшего содержания борной кислоты в электролите.рН 4,5 - 6 является оптимальным для и роведения электролитической обработки, Меньшие значения рН неприемлемы, так как исключает присутствие необходимых для образования гипохлорита и хлората анионов ОН в электролите, рН выше 6 (до 7) применимы, но менее целесообразны, поскольку в этом случае потребуется дополнительное подкисление раствора в процессе электролиза,Таким образом применение данного способа позволяет упростить технологию и аппаратурное оформление процесса получения раствора смеси хлората и гипохлорита магния за счет исключения раздельного их приготовления по сложной многостадийной технологии и последующего смешения 5 (растворения) с ликвидацией стадий упаркираствора хлората натрия, кристаллизации твердого хлората натрия, высокотемпературного взаимодействия хлората натрия с плавом хлорида магния (бишофита) с пол учением твердого хлората магния, получения раствора каустической щелочи и газообразного хлора из раствора хлорида натрия в диафрагменном электролизере, хлорирования раствора каустической щело чи, а также перевода раствора гипохлоританатрия в раствор гипохлорита магния с помощью хлорида магния. Кроме того исключаемся потребление хлорида натрия и сокращается потребление хлорида магния 20 на получение хлората и гипохлорита магния;повышается устойчивость получаемого (в форме хлората и гипохлорита магния) активного хлора и степень окисления хлора (т.е, относительного содержания активного хло ра) при исключении присутствия примесибихромата натрия в целевом продукте(растворе).Формула изобретения Способ получения раствора смеси хло рата и гипохлорита магния, включающий,",ектролиз растворов хлоридов металлов с использованием нерастворима о анода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса иисключ.чня расхо да реагентов, электролизу подвергаютраствор, содержащий 47 - 70 г/л хлориста магния, 30 - 60 г/л борной кислоты, 170 - 220 г/л сульфата магния, 0,5 - 0,8 г/л сульфата кальция и имеющий рН 4,5 - 40 6,0. и электролиз ведут при плотноститока 8 - 12 А/дм и 20 - 50 С.