Способ получения ксантановодорода

Сфез Советскнк Соцнвлнстнческнк Реснублнк.с присоединением заявки Но(23) ПриоритетОпубликоваио 230181, Бюллетень МЗДата опубликования описания 230181(51)М. Клз С 25 В 3/00/С 07 С 161/04//С 02 С 5/12 Государстаеииый комитет СССР по делам иэобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения А, П. Довгопол, Н. Н, Дыханов, А,К, Горбачев, Г.В. Слепцов, А.Н. Белицкий, З.С, Гончароваи А.А. Попов Всесоюзный научно-исследовательский институт по охраневод и Украинский научно-исследовательский углехимическийинститут(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КСАНТАНОВОДОРОДА 10 15 20 25 30 Изобретение относится к получению ксантановодорода, который может быть использован для очистки сточных вод коксохимических производств,Известны химические способы получения ксантановодорода из отходов коксохимического производства путем разложения роданидов аммония или щелочных металлов разбавленными растворами серной или соляной .кислоты, взятых в избытке против стехиометрии при повышенной температуре 111.Недостатками этих способов, основанных на использовании роданистых солей сточных вод, является большой расход кислоты и тепловой энергии, низкий технологический выход целевого продукта (8-10 от теоретического) и его загрязненность различными примесями, содержащимися в сточных водах.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения ксантановодорода из растворов, содержащих 300-350 г/л роданистого аммония, путем длительной. обработки этих растворов при 7080 оС концентрированной серной кислотой, при эквивалентном соотношении роданида и кислоты, равном 1:3,3-3,7, с последующей выдержкой при указанной температуре в течение 1-2 ч, охлаждение смеси до 25-30 оС, фильтрацией, водной промывкой и сушкой целевого продукта при 110- 1200 С 12 .Недостатком укаэанного способа является низкий выход целевого продукта.Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта.Поставленная цель достигается тем, что в способе получения ксантановодорода путем взаимодействия водного раствора роданида аммония с кислотой, взаимодействие осущест" вляют электрохимически при 30-50 оС и плотности тока 0,05-0,5 А/см исходный раствор роданида аммония подают с концентрацией 3-10 г-экв/л в соотношении с кислотой, равном 1:(0,1-1,5) соответственно.Технология способа состоит в сле дуядем.Водный раствор, содержа ий 3,0- 10,0 г-экв/л, например роданистого аммония, при 30-50 фС с добавкой ми798194 Таблица 1 81,8 85,6 89,2 89,3 85,4 78,9 1:0,1 1:0,31:0,751:1,5 83,2 90,5 90,9 90,7 87,9 75,0 86 5 90,4 911 910 86 4 60,2 87,3 89,2 90,7 88,8 85,0 52,4 84,6 79,1 73,2 67,5 53,0 46,8 1:3 неральной или органической кислоты,в эквивалентном соотношении, соответственно 1:(0,1-1,5), подвергаютобработке электрическим полем сплотностью тока на аноде 0,050,5 А/см,5В результате электрохимическогоразложения водного раствора роданида в прикатодном пространстве происходит образование щелочи или аммиакаи выделяется эквивалентное количествс 1 Оводорода, а в анодном пространстве - роданистоводородная кислотас ее последующей рекомбинацией доксантановодорода. Процесс происходит ьез выделения кислорода и цианистого водорода. Последний в момент образования окисляется на анодедо цианата, который в растворе прирНгидролитически разлагаетсядо аммиака и углекислоты или, помере накопления в растворе, также подОвергается электрохимическому окислению до конечных продуктов - карбоната и газообразного азота.При этом под воздействием электрического поля и при низких температурах замедляется десорбция и повышается концентрация роданистоводородной кислоты в растворе, что существенно повышает скорость ее конденсации и выход ксантановодорода.ЗОВвиду интенсивной адсорбции нааноде ионов СМ 5 , которые оказываютселективное влияние на процесс,снижается прохождение побочных реакцийи образование токсичной газовойфазы, повышается перенапряжение ипроисходит торможение процесса выделения кислорода, вследствие чегопоследний не выделяется, а окислениеионов сопровождается эффектом деполяризации на аноде, что значительно 4 Оснижает удельный расход электроэнергии на эту побочную реакцию.Для предотвращения обратных реакций взаимодействия аммиака и роданистоводородной кислоты целесообразно испольэовать электролизер с диафрагмой или вести процесс электрохимического разложения роданида в ваннебез диафрагмы, с добавлением кислоты,которая оказывает также частичнокаталитическое действие на процессконденсации роданистоводородной кислоты.Образующийся на аноде в мелкокристаллической форме ксантановодород находится в суспендированном гиде в электролите.По мере прохождения электролизачасть роданатного электролита не-. -прерывно выводят из электролизерана переработку известными способамидля выделения из него целевого продукта - ксантановодорода,П р и м е р 1, 500 мл водногораствора, содержащего 5 г-экв/л роданида аммония (РА) и 7,5 г-экв/лминеральной кислоты (соотношение1;1,5) вводят в электролитическуюпроточную ванну с графитовыми электродами и подвергают электрохимическому разложению в течение 0,5 ч,поддерживая анодную плотность тока0,5 А/см а температуру электролита40 С. Выход ксантановодорода - 91к теоретическому,П р и м е р 2. Получение ксантановодорода проводят в условиях,анаЛогичных примеру 1, только водныйраствор роданида аммония берут с концентрацией 10 г-экв/л, при эквивалентном соотношении с кислотой 1:3,а плотность тока поддерживают равной 1,5 А/см при 50 С.П р и м е р 3. Получение ксантановодорода проводят так же, как впримере 1, с той лишь разницей,чтоводный раствор роданида берут сконцентрацией роданида 2 г-экв/л,всоотношении с кислотой 1:0,5. В табл.1 приведены экспериментальные данные, характеризующие оптимальный интеовдп плотности тока.ва- аммоации 2 53 85 7,. си ше ди данны енение ких ки получ зывает од про таблминер Кром ледует ых или е того, и с что при н органиче электрохимическо новодорода не ок но влияния на вых т существукта.3 предст мическогозависимо ода от их при 50 С,и эквива анид-кисл В таб электрох данидов тановодо растворе 0,5 А/см шении ровлены результ разложения ро ть выхода ксан содержания и плотности тока ентном соотнота 1:0,75ат Опыты проведены при исходной концентрации РА 8 г-экв/л, температуре электролиза 40-50 С и среднем напряжении на ванне 4,0 В,Из результатов, представленных в таблице 1, видно, что оптимальной плотностью тока на аноде является 0,05-0,5 А/см , а эквивалентное соотношение роданида и кислоты в растворе:(0,1-1,5). При увеличении анодной плотности тока и большом Опыты проведены иплотности тока 0,05лентном отношении рония и кислоты 1:0,5роданистого аммония Как видно из табл.2, проведение электролиза при 30-50 С обеспечивает получение ксантановодорода с выходом 85-91, повышение температуры электролиза против укаэанной влечет за собой снижение выхода вследствие высокой летучести роданистоводородной кислоты. Температура электролита ниже 30 оС нерациональна из-за снижения растворимости роданида и электропроводностистемы и, соответственно, повыния напряжения и низкой произвотельности процесса. избытке серной кислоты выход целевого продукта резко снижается, чтоуказывает на усиливающиеся побочныереакции. При уменьшения плотноститока выход ксантановодородаалоизменяется, но при этом снижаетсяпроизводительность процесса. В табл,2 приведены эксперимент льные данные, характеризующие оп тимальный интервал темпеоатур. 10 90,8Как свидетельствуют данныетабл.З, концентрация роданида в растворе оказывает значительное влияние на выход целевого продукта; при содержании его менее 3 г-экв/л выход снижается, что объясняется ма лой концентрацией роданистоводородной кислоты, образующейся в анодном пространстве, с повышением концентрации роданида при оптимальной плотности тока 0,1-0,5 А/см растет .60 и концентрация роданистоводороднойкислоты, а, следовательно, повышает выход ксантановодорода.В табл.4 приведены данные,подтверждающие преимущества предлагаемо5 го способа."Фй798194 Т а б л и ц а 4 что основное преимущество предлагаемого метода состоит в увеличении выхода готового продукта до 85-91%,против 51-60 в известном способе,при одновременном снижении расходакислоты в среднем в 2-3 раза и практичЕски при отсутствии вредныХ выбросов в виде токсичной газовой фазы. ксантарода,% хо во 5-9 Расход кислоты, весч./1 ч. роданида 3,3 Формула изобретени 7 0,1-1,Способ получения ксантвключающий взаимодействиераствора роданида аммонияотличающийсяс целью увеличения выходапродукта, взаимодействиеют электрохимически при 30плотности тока 0,05-0,5 Аный раствор роданида аммонс концентрацией 3-10 г-эквО отношении с кислотой, равн1,5) соответственно,Источники информации,принятые во внимание при экспер1, Патент ФРГ Р 1064932,5 кл. 12 К 7, опублик. 25.02.60.2. Кокс и химия Р 9, 1971,с. 32-35 прототип). Темпе проце тур-5 0-8 Степень ипользовансырья,Ъ 8 1 родиостса,житель- процес 5" и цесСоставитель О. ЭобнинТехредТ.Маточка Корректор Н едактор Н. Егорова орук Заказ 9956/ Подписноеомитета СССРоткрытийя наб д. 4 ТирГолакв ж 715дарственного изобретений и Ж, Раушск ВНИИП по 035, Милиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Сопоставление показателей и а получения ксантановодорода редлагаемому и известному спо риведенное в табл.4, показыва ановодорода,водногос клоой,тем, что,целевогоосуществляС и