CN1137850C - 一种生产高锰酸钠溶液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产高锰酸钠的方法。用硫酸作歧化剂，使锰酸钠与硫酸在水溶液中进行歧化反应，生成高锰酸钠、硫酸钠和二氧化锰的混合溶液，经常规处理后，将二氧化锰和硫酸钠从溶液中除去，母液为产品高锰酸钠。本发明的优点是：生产的高锰酸钠不含氯离子而且杂质含量少，因而在许多方面均可代替高锰酸钾。由于生产成本低，投资、运行费用少，无环境污染，因此应用前景十分广阔。
Description
本发明涉及高锰酸钠溶液的生产方法。
高锰酸钠价格低廉、用途比较广泛，一般情况下可用作氧化剂、杀菌剂、消毒剂等，在某些场合下可作高锰酸钾的代用品使用。根据文献《锰矿开采与加工技术》(作者丁楷如、余逊贤等，湖南科技出版社，1991)的记载，目前生产高锰酸钠采用的方法是先将软锰矿(二氧化锰含量为50～80％)与烧碱(NaOH)混合搅拌在一起，在400～500℃下通入空气，氧化生成锰酸钠。冷却后，再通入氯气，生成高锰酸钠。该方法主要存在以下两方面的问题：其一，氯以氯化钠的形式留在了溶液中，氯化钠的摩尔浓度与高锰酸钠的浓度相等，制出的高锰酸钠溶液实为高锰酸钠和氯化钠的混合溶液，因此，高锰酸钠的应用受到了很大限制。该种高锰酸钠不能在酸性溶液中作氧化剂，在酸性溶液中，高锰酸根可将氯根氧化成氯气，失去自身的氧化作用。另外，该种高锰酸钠不能用在含银的溶液中，否则溶液中的银会以氯化银沉淀出来；其二，生产中逸出的氯气污染空气，在生产过程中设备腐蚀严重，因而增加了设备投资和生产成本，并使操作困难。
本发明的目的在于改变目前用氯气作氧化剂的工艺，提供一种无环境污染的、经济合理的、杂质含量少的高锰酸钠新工艺。
本发明的技术解决方案是这样实现的：
先将二氧化锰(MnO2)与氢氧化钠(NaOH)混合搅拌，在400～500℃下通入空气焙烧，氧化生成锰酸钠(Na2MnO4)。用硫酸(H2SO4)作歧化剂，使锰酸钠(Na2MnO4)与硫酸在水溶液中进行歧化反应，生成高锰酸钠、硫酸钠和二氧化锰的混合溶液，经过滤、蒸发等常规处理，将二氧化锰(MnO2)和硫酸钠(Na2SO4)从溶液中除去，母液为产品高锰酸钠(NaMnO4)。结晶析出的Na2SO4，加水溶解后，加入石灰(CaO)苛化生成氢氧化钠(NaOH)。该NaOH和前述析出的MnO2均返回进行配料。
在歧化反应中，加入的水量为锰酸钠(Na2MnO4)的1.5～2倍，加入的硫酸量为锰酸钠的0.4～0.5倍，溶液终点的pH为2～8。将硫酸钠(Na2SO4)苛化成NaOH时，加入的石灰为理论量的1～2倍。
本发明具有以下有益效果：
1.高锰酸钠和高锰酸钾的化学性质相同，本发明生产的高锰酸钠无氯离子而且杂质含量少，因而在许多方面均可替代高锰酸钾。由于高锰酸钠的生产成本比高锰酸钾低，因此本工艺具有良好的应用前景。
2.本发明基本上对环境无污染，副产品NaOH和MnO2，都可返回配料，循环使用，节约原材料，降低投资和运行费用，因而使得生产成本大幅度下降。
3.本发明的高锰酸钠不含氯离子，可以在酸性溶液中使用。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的工艺流程图(一)。
图2是本发明的工艺流程图(二)。
实施例1：
如图1所示。本发明的操作步骤如下：
1.配料、焙烧∶二氧化锰(MnO2)和氢氧化钠(NaOH)按1∶0.7～0.9的重量比混合均匀后，在400～500℃下通入空气，焙烧3～5小时，使二氧化锰(MnO2)氧化生成锰酸钠(Na2MnO4)。
2.歧化、蒸发结晶：先加入水溶解，再缓慢地加入硫酸(H2SO4)。加入的水量为Na2MnO4的1.5～2倍，加入的硫酸量为Na2MnO4的0.4～0.5倍，溶液终点的pH值为2～8。
加酸歧化反应式为：
歧化后的产物有三种：高锰酸钠(NaMnO4)、二氧化锰(MnO2)、硫酸钠(Na2SO4)。MnO2可通过过滤滤出，并返回与NaOH进行混合配料。副产品Na2SO4经蒸发结晶，从溶液中析出，结晶后的母液为产品高锰酸钠溶液。
实施例2：
如图2所示。本发明的操作步骤如下：
1和2步骤同实施例1。
3.苛化反应：副产品硫酸钠(Na2SO4)经水溶解后，加石灰(CaO)进行苛化，使钠转化成氢氧化钠(NaOH)。加入的石灰量为理论量的1～2倍。
苛化反应式为：
生成的NaOH返回与MnO2进行配料，生成的石膏(硫酸钙)弃之。该步骤可大大降低NaOH的消耗量。
Claims (5)
1.一种生产高锰酸钠溶液的方法，将二氧化锰与氢氧化钠混合搅拌，在400～500℃下通入空气，氧化生成锰酸钠，其特征在于：用硫酸作歧化剂，使锰酸钠与硫酸在水溶液中进行歧化反应，生成高锰酸钠、硫酸钠和二氧化锰的混合溶液，经过过滤析出二氧化锰，再经蒸发结晶析出硫酸钠，结晶后的母液为产品高锰酸钠溶液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：析出的二氧化锰可返回重新与氢氧化钠进行配料；结晶析出的硫酸钠可加水溶解，再加入适量的石灰进行苛化，生成氢氧化钠和硫酸钙，氢氧化钠返回与二氧化锰重新配料，渣硫酸钙弃之。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：二氧化锰和氢氧化钠按1∶0.7～0.9的重量比例混合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：往生成的锰酸钠中加水，其加入量为锰酸钠的1.5～2倍，加入的硫酸量为锰酸钠的0.4～0.5倍，溶液的终点pH值为2～8。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：加入的石灰为理论量的1～2倍。
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