專利名稱:一種生產高錳酸鈉的方法
技術領域:
本發明涉及金屬的化合物,特別涉及高錳酸鈉的生產方法。
高錳酸鈉價格底廉、用途比較廣泛,一般情況下可用作氧化劑、殺菌劑、消毒劑等,在某些場合下可作高錳酸鉀的代用品使用。目前生產高錳酸鈉采用的方法是先將軟錳礦(二氧化錳含量為50~80%)與燒堿(NaOH)混合攪拌在一起,在400~500℃下通入空氣,氧化生成錳酸鈉。冷卻后,再通入氯氣,生成高錳酸鈉。該方法主要存在以下兩方面的問題其一,氯以氯化鈉的形式留在了溶液中,氯化鈉的摩爾濃度與高錳酸鈉的濃度相等,制出的高錳酸鈉溶液實為高錳酸鈉和氯化鈉的混合溶液,因此,高錳酸鈉的應用受到了很大限制。該種高錳酸鈉不能在酸性溶液中作氧化劑,在酸性溶液中,高錳酸根可將氯根氧化成氯氣,失去自身的氧化作用。另外,該種高錳酸鈉不能用在含銀的溶液中,否則溶液中的銀會以氯化銀沉淀出來;其二,生產中逸出的氯氣污染空氣,在生產過程中設備腐蝕嚴重,因而增加了設備投資和生產成本,并使操作困難。
本發明的目的在于改變目前用氯氣作氧化劑的工藝,提供一種無環境污染的、經濟合理的、雜質含量少的高錳酸鈉新工藝。
本發明的技術解決方案是這樣實現的先將二氧化錳(MnO2)與氫氧化鈉(NaOH)混合攪拌,在400~500℃下通入空氣焙燒,氧化生成錳酸鈉(Na2MnO4)。用硫酸(H2SO4)作歧化劑,使錳酸鈉(Na2MnO4)與硫酸在水溶液中進行歧化反應,生成高錳酸鈉、硫酸鈉和二氧化錳的混合溶液,經過濾、蒸發等常規處理,將二氧化錳(MnO2)和硫酸鈉(Na2SO4)從溶液中除去,母液為產品高錳酸鈉(NaMnO4)。結晶析出的Na2SO4,加水溶解后,加入石灰(CaO)苛化生成氫氧化鈉(NaOH)。該NaOH和前述析出的MnO2均返回進行配料。
在歧化反應中,加入的水量為錳酸鈉(Na2MnO4)的1.5~2倍,加入的硫酸量為錳酸鈉的0.4~0.5倍,溶液終點的pH為2~8。將硫酸鈉(Na2SO4)苛化成NaOH時,加入的石灰為理論量的1~2倍。
本發明具有以下有益效果1.高錳酸鈉和高錳酸鉀的化學性質相同,本發明生產的高錳酸鈉無氯離子而且雜質含量少,因而在許多方面均可替代高錳酸鉀。由于高錳酸鈉的生產成本比高錳酸鉀低,因此本工藝具有良好的應用前景。
2.本發明基本上對環境無污染,副產品NaOH和MnO2都可返回配料,循環使用,節約原材料,降低投資和運行費用,因而使得生產成本大幅度下降。
3.本發明的高錳酸鈉不含氯離子,可以在酸性溶液中使用。
下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明
圖1是本發明的工藝流程圖(一)。
圖2是本發明的工藝流程圖(二)。
實施例1如圖1所示。本發明的操作步驟如下1.配料、焙燒二氧化錳(MnO2)和氫氧化鈉(NaOH)按1∶0.7~0.9的重量比混合均勻后,在400~500℃下通入空氣,焙燒3~5小時,使二氧化錳(MnO2)氧化生成錳酸鈉(Na2MnO4)。
2.歧化、蒸發結晶先加入水溶解,再緩慢地加入硫酸(H2SO4)。加入的水量為Na2MnO4的1.5~2倍,加入的硫酸量為Na2MnO4的0.4~0.5倍,溶液終點的pH值為2~8。
加酸歧化反應式為
歧化后的產物有三種高錳酸鈉(NaMnO4)、二氧化錳(MnO2)、硫酸鈉(Na2SO4)。MnO2可通過過濾濾出,并返回與NaOH進行混合配料。副產品Na2SO4經蒸發結晶,從溶液中析出,結晶后的母液為產品高錳酸鈉溶液。
實施例2如圖2所示。本發明的操作步驟如下1和2步驟同實施例1。
3.荷化反應副產品硫酸鈉(Na2SO4)經水溶解后,加石灰(CaO)進行苛化,使鈉轉化成氫氧化鈉(NaOH)。加入的石灰量為理論量的1~2倍。
苛化反應式為
生成的NaOH返回與MnO2進行配料,生成的石膏(硫酸鈣)棄之。該步驟可大大降低NaOH的消耗量。
權利要求
1.一種生產高錳酸鈉的方法,將二氧化錳與氫氧化鈉混合攪拌,在400~500℃下通入空氣,氧化生成錳酸鈉,其特征在于用硫酸作歧化劑,使錳酸鈉與硫酸在水溶液中進行歧化反應,生成高錳酸鈉、硫酸鈉和二氧化錳的混合溶液,經常規處理后二氧化錳和硫酸鈉從溶液中除去,母液為產品高錳酸鈉。
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于結晶析出的硫酸鈉,加水溶解后,加入石灰苛化生成氫氧化鈉。
3.根據權利要求1或2所述的方法,其特征在于實施該方法的步驟如下(1)二氧化錳和氫氧化鈉按1∶0.7~0.9的重量比例混合,在400~500℃下通入空氣焙燒3~5小時,使二氧化錳氧化生成錳酸鈉;(2)加入水和硫酸,歧化反應生成高錳酸鈉、二氧化錳和硫酸鈉;(3)生成的二氧化錳經過濾析出后,返回重新與氫氧化鈉進行配料;(4)濾液蒸發結晶,析出硫酸鈉;將硫酸鈉加水溶解,再加入適量的石灰進行苛化,生成氫氧化鈉和硫酸鈣,氫氧化鈉返回與二氧化錳重新配料,渣硫酸鈣棄之;(5)濾液蒸發結晶后剩余的母液為產品高錳酸鈉。
4.根據權利要求1或3所述的方法,其特征在于加入的水量為錳酸鈉的1.5~2倍,加入的硫酸量為錳酸鈉的0.4~0.5倍,溶液的終點pH值=2~8。
5.根據權利要求2或4所述的方法,其特征在于加入的石灰為理論量的1~2倍。
全文摘要
本發明公開了一種生產高錳酸鈉的方法。用硫酸作歧化劑,使錳酸鈉與硫酸在水溶液中進行歧化反應,生成高錳酸鈉、硫酸鈉和二氧化錳的混合溶液,經常規處理后,將二氧化錳和硫酸鈉從溶液中除去,母液為產品高錳酸鈉。本發明的優點是:生產的高錳酸鈉不含氯離子而且雜質含量少,因而在許多方面均可代替高錳酸鉀。由于生產成本低,投資、運行費用少,無環境污染,因此應用前景十分廣闊。
文檔編號C01G45/00GK1258644SQ9812175
公開日2000年7月5日 申請日期1998年12月31日 優先權日1998年12月31日
發明者王成剛, 王大輝 申請人:西安建筑科技大學