Способ получения @ -диоксида марганца

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ /3 -ДИОКСИДА МАРГАНЦА термическим разложением нитрата марганца в присутствии нитратов кальция, магния, калия и натрия , отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и повышения выхода продукта, разложение проводят при давлении 0,151 ,0 МПа.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) А

З(51) С 22 В 47/00 С 01 G 45/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

3r:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ )3

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3619550/22-02 (22) 20.05.83 (46) 15.07.84. Бюл. ¹ 26 (72) С.С.Марков, Н.М.Сурова и Л.Б.Беляева (53) 669.74.3(088.8) (56) 1. Патент США № 3780158, кл. 423-49, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 513937, кл. С 01 G 45/02, 1973. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Р -ДИОКСИДА МАРГАНЦА термическим разложением нитрата марганца в присутствии нитратов кальция, магния, калия и натрия, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и повышения выхода продукта, разложение проводят при давлении 0,151,0 MIIa.

1102819

Изобретение относится к технологии марганца, в частности к способу полу чения 1 -модификации диоксида марганца (-ДМ) путем термического разложения нитрата марганца. 5

Диоксид марганца необходим для производства по безотходным технологиям таких соединений марганца как (-ДМ, перманганата марганца, сульфата марганца и др. Значительная потребность в )-ДМ имеется в металлургической промышленности для производства качественных сталей. Известен способ получения ДМ, по которому 55%-ный раствор нитрата мар- 15 ганца разлагают в присутствии затравки ДМ при 140-150 С fl), Недостатком способа является низкая скорость образования )-ДМ (40 кг/м ч), Кроме того, способ ха- 20 рактеризуется значительными энергозатратами, связанными с испарением большого количества воды при разложении нитрата марганца.

Наиболее близок к предлагаемому 25 по технической сущности и достигаемому эффекту способ получения -диоксида марганца термическим разложением нитрата марганца в присутствии нитратов кальция,. магния, калия и 30 натрия, согласно которому раэложеа ние проводя". при 150-200 С и атмосферном давлении (2) .

Недостатками известного способа являются низкая скорость разложения нитрата марганца, большие энергозатраты и трудоемкость выгрузки получаемой пульпы ) -ДМ из-за ее высокой вязкости в связи с низким содерЖанием воды. Кроме того, получаемые в 4О процессе окислы азота содержат значительное количество воды, что усложняет их переработку в азотную кислоту.

Цель изобретения — упрощение технологии и повышение выхода продукта. л5

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения Р -диоксида марганца в присутствии нитратов кальция, магния, калия и натрия, разложение проводят при давлении 5О

0,15-1,0 MIIa.

При этом условии не только повышается скорость разложения, но и про"ecc в целом становится более технологичным, так как вязкость получаемой 55 пульпы обеспечивает ее текучесть, в результате чего упрощается выгрузка пульпы из реактора. Образующиеся окислы 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. f.

Таблица 1

Способ

Технологические параметры и свойства

Температура раз- 160-180 170-190 ложения, С о

Скорость образования 3-ДМ, кг/м ч

160-350 500-700

Время, необходимое для образования 200 кг

0,3

Степень разложеHHs Mn(NO )<,% от исходного количества

47-84 78-87

Условия выгрузки пульпы из реактора вязкости

19-25

Содержание вла- 54-67 ги в окислах азота, мас.%

1,7-2,2

99,5

99,5

Физико-химические свойства d=

5,026 г/см темно-серый кристаллический порошок. Тетрагональная решето о ка: а =4,44 А; с =2,78 А

Химический состав, мас.%:

МпО Не менее 98,0

Н20 в НС1 Не более 2 10

-4

Ге Не более 5 10

Знергозатраты, МДж/кг Р-ДМ

Содержание

MIlo2 в р ДМ мас.%

Известный Предлагаемый

Выгрузка Выгрузка затрудне- самотеком на из-за высокой

11028

19 з

С1 Не более 5 -10

Na Не более 2 ° 10 2

Са Не более 2 10

К Не более 5"10

Pb He более 1*10 5

Ni Не более 1, 10

Си Не более 1 10

-4

Со Не более 1- 10

Пример. В автоклав загружают

139 г раствора нитратов следующего состава, мас.7:

Mn(NOq)2 35„17

Са(МО ) 27,9

Mg(NO )> 8,9

КИО 5,9 15

NaNO 3, 7

У О 18,4

Автоклав герметизируют и погружают в нагретую до 200 С баню. Темперао тура 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. Скорость разложения нитрата марганца определяют по градуировочному графику зависимости скорости нарастания давления окислов азота от времени.

Опыт заканчивают через 20 мин. 30

Автоклав охлаждают, взвешивают, вскрывают и содержимую пульпу выливаТаблица 2

Параметры

Примеры конкретного выполнения

Исходный

Конечный

Конеч- Исход ный алый

Исходный онечый

1 !

48,9 10,6 47,5 6,0 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 н20

19,4

20,2

20,0

Мп02

140 116,4 141

139 113,4

Итого

Масса компонентов исходного раствора и конечной пульпы, г

Мп (Ь03 )2

Сумма Ca(NO ), i1g(NO>)<

KNO NaN0ют в приемник. Вес полученной пульпы (смесь нитратов и (3-дМ) 113 г. Соотношение твердой фазы (P-ДМ) и жидкой фазы (раствор нитратов) в пульпе составляет 1:5.

Состав жидкой фазы пульпы (94 г), мас.X:

М(ИО ) 11,3

Ca(N0 )q 41,2

М8(ИОЗ)2 13,1

KNO 8,.7

NaNO> 5,4 аО 20 1

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.1"-ДМ промывают на фильтре горячей водой и сушат. Количество полученного сухого Р -ДМ составляет

19 г,что составляет 78,0Х от теоретического.

Результаты выполнения способа при давлении 1,0 МПа и атмосферном приведены в табл. 2.

1102819

Продолжение таблицы 2

170-180

180-190

0,15

1,0

Атмосферное, 0,1 МПа

Время разложения, мин

60

Скорость образования -ДМ, кг/м ч

500

700

350

Содержание паров воды в окисflax азота, мас.7

25,6

54,1

10,0

Объем выделившихся газов, м на 1 кг ДМ

1,2

0,1

3,9

Нет возможности

Сухие соли

Термическое разложение при давлении выше 1,0 МПа нецелесообразно, так как переработка окислов азота в кислоту проводится при давлении не > 0,6 МПа.

Составитель H.Íoâèêoö

Редактор Л.Гчелинская Техред T. Маточка Корректор О.Билак

Заказ 4908/17 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Температура разложения, С

Давление, МПа

Температура, при которой возможна выгрузка пульпы из реактора с, С

Таким образом, предлагаемый способ не только обеспечивает более быстрое разложение нитрата марганца, но и значительно упрощает технолог по 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.