CS224734B1

CS224734B1 - Manufacturing process of zinc dithionite

Info

Publication number: CS224734B1
Application number: CS344782A
Authority: CS
Inventors: Petr Ing Csc Novotny; Jan Rndr Eisler
Original assignee: Petr Ing Csc Novotny; Jan Rndr Eisler
Priority date: 1982-05-12
Filing date: 1982-05-12
Publication date: 1984-01-16

Description

Vynález ae týká způsobu výroby dithioničitanu zinečnatého.The invention relates to a process for the preparation of zinc dithionite.

Dithioničitan zinečnatý se vyrábí reakcí vodné suspenze zinkového prachu a oxidem siřičitým podle úhrnné stechiometrické rovnice:Zinc dithionite is produced by reacting an aqueous suspension of zinc dust and sulfur dioxide according to the total stoichiometric equation:

Zn + 2 SOg = ZnSgO^Zn + 2 SOg = ZnSgO4

Výtěžek této reakce prokazatelně závisí na specifickém povrchu použitého zinkového prachu.The yield of this reaction demonstrably depends on the specific surface area of the zinc dust used.

Tak například, použije-li se místo zinkového prachu se spicifickým povrchem 300 m²/kg zin2 kovych prach ae specifickým povrchem 150 m /kg, sníží 9Θ výtěžek reakce o 2,3 %.For example, if zinc dust with a specific surface area of 300 m ² / kg zinc2 metal dust and a specific surface area of 150 m / kg is used instead of zinc dust, 9Θ will reduce the reaction yield by 2.3%.

Při použití kvalitního zinkového prachu s vysokým specifickým povrchem za jinak běžných podmínek, tzn., že se redukce vede až do zreagování veškerého zinku, přesahuje účinnost hlavní reakce 90 %. Vedlejšími reakcemi vznikají zejména thiosíran zinečnatý, síran zinečnatý atd.When using high quality zinc dust with a high specific surface area under otherwise normal conditions, i.e. the reduction is conducted until all the zinc has reacted, the efficiency of the main reaction exceeds 90%. In particular, zinc thiosulfate, zinc sulfate, etc. are formed by side reactions.

Výhodnějším se jeví způsob výroby dithioničitanu zinečnatého reakcí vodné suspenze zinkového prachu a oxidem siřičitým podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že po zreagování 75 až 99,5 % hmotnosti původně přítomného zinkového prachu ae reakce zastaví, zbylé částice zinkového prachu se oddělí a vrátí k opětovně přípravě vodné suspenze zinkového prachu.A process for producing zinc dithionite by reacting an aqueous suspension of zinc dust and sulfur dioxide according to the invention is more advantageous in that after reacting 75 to 99.5% by weight of the initially present zinc dust and stopping the reaction, the remaining zinc dust particles are separated and returned to reconstitute the aqueous zinc dust suspension.

Výhodnost způsobu podle vynálezu spočívá ve zvýšení výtěžku hlavní reakce až o 3 %, počítáno na celkový obsah zinku.The advantage of the process according to the invention is to increase the yield of the main reaction by up to 3%, calculated on the total zinc content.

Rozkladné reakce, při kterých vznikají vedlejší produkty, zejména thioaíran zinečnatý, probíhají zvýšenou měrou až v závěrečné fázi celé výrobní operace. Je proto výhodné přerušit reakci dříve, než zreaguje veškerý zinek, tedy dříve než se začnou výrazně prosazovat vedlejší reakce snižující výtěžnost. Nezreagovaný podíl zinkového prachu se přidá k čerstvému zinkovému prachu pro delší výrobní várku, kde zreaguje za příznivějších podmínek.The decomposition reactions, in which by-products, in particular zinc thiosulfate, are formed, are increased only at the final stage of the entire manufacturing operation. Therefore, it is advantageous to interrupt the reaction before all the zinc has reacted, i.e. before the yield-reducing side reactions start to become prominent. The unreacted proportion of zinc dust is added to fresh zinc dust for a longer production batch, where it reacts under more favorable conditions.

Realizace vynálezu je velmi prostá. So vodné suspenze zinkového prachu o koncentraci 160 až 210 kg/πΡ se za míchání a intezivního chlazení zavádí oxid siřičitý takovou rychlostí, aby teplota nepřesáhla 45 °C. Barva reakční směsi je téměř po celou reakční dobu tmavě šedé, teprve v závěrečných fázích reakce se mění přes světle šedou až k mléčně bílé. Přívod hoxidu siřičitého as zastaví ve stadiu světle šedé barvy, kdy v reakční směsi zbývá 0,5 aí 25 % hmotnosti nezře agováného zinkového prachu. Po zastavení přívodu oxidu siřičitého se nechá zreagovat zbytek rozpuštěného oxidu siřičitého.The realization of the invention is very simple. The aqueous zinc dust suspension at a concentration of 160 to 210 kg / πΡ is introduced with stirring and intensive cooling at a rate such that the temperature does not exceed 45 ° C. The color of the reaction mixture is dark gray for almost the entire reaction time, but only in the final stages of the reaction it changes from light gray to milky white. The sulfur dioxide feed is stopped at the light gray stage when 0.5 to 25% by weight of the un-agglomerated zinc dust remains in the reaction mixture. After the SO 2 feed is stopped, the rest of the dissolved SO 2 is reacted.

Podle počáteční koncentrace zinku ve vodné suspenzi s podle velikosti zbytku zinku na konci reakce obsahuje reakční směs 350 ež 550 g/1 ZnSgO^, 5 až 30 g/1 ZnSOp 0 až 50 g/1 ZnSgOp O až 10 g/1 ZnSO^ a 5 až 30 g/1 Zn(HS0j)₂. Thiosíran zinečnatý je přítomen ve formě sraženiny, ostatní příměsi jsou v roztoku.Depending on the initial concentration of zinc in the aqueous suspension, depending on the size of the zinc residue at the end of the reaction, the reaction mixture contains 350 to 550 g / l ZnSgO4, 5 to 30 g / l ZnSOp 0 to 50 g / l ZnSgOp 0 to 10 g / l ZnSO4; 5 to 30 g / l Zn (HS0j) ₂ . Zinc thiosulphate is present as a precipitate, the other impurities are in solution.

Z reakční směsi se oddělí nezreagovaný podíl zinkového prachu tak, aby spolu se zinkem se zachytilo minimální množství sraženiny obsahující zejména thiosíran zinečnatý. Dělení se provede buď v klasifikačním sedimentačním zařízení nebo v klasifikační odstředivce. Zinkový prach má větší sedimentační rychlost než sraženina thiosíranu zinečnatého.Unreacted fraction of zinc dust is separated from the reaction mixture so as to collect with the zinc a minimum amount of precipitate containing mainly zinc thiosulphate. The separation is carried out either in a classification sedimentation plant or in a classification centrifuge. The zinc dust has a higher sedimentation rate than the zinc thiosulfate precipitate.

Po oddělení zinkového prachu as reakční směs přepustí do dalšího kotle, kde se působením hydroxidu sodného převedou zinečnaté sole na sodné za současného vzniku sraženiny hydroxidu zinečnatého, ve kterém se zachytí i některé příměsi.After separation of the zinc dust, the reaction mixture is transferred to another boiler where zinc salts are converted into sodium salts under the action of sodium hydroxide, forming a precipitate of zinc hydroxide in which some impurities are also trapped.

Zachycený zinkový prach se spláchne zpět do redukčního kotle, přidá se další podíl čerstvého zinkového prachu a vody a vše se může opakovat.The trapped zinc dust is flushed back into the reduction boiler, another portion of fresh zinc dust and water is added and everything can be repeated.

PříkladExample

V míchané nádobě objemu 6 litrů se suspendoval 1 kg práškového zinku v 6 litrech vody. Zinek obsahoval 95,8 % hmotnosti metalického Zn a jeho měrný povrch byl 86 m²/kg. ,In a 6 L stirred vessel, 1 kg of zinc powder was suspended in 6 L of water. Zinc contained 95.8% by weight of metallic Zn and its specific surface area was 86 m ² / kg. ,

Do této suspenze byl za míchání a intezivního chlazení zaváděn plynný 100 %ní SOg. Teplota nepřesáhla 45 °C. Množství dávkovaného SOg ee postupně snižovalo ze 70 g/min na počátku až 1,5 g/min na konci reakce, tj. po 35 minutách. Jakmile se původní tmavošedá barva reakční směsi začala měnit ve světle šedou, uzavřel se přívod S0₂ zcela. Reakční směs se potom ještě 10 minut míchala, aby zreagovsl rozpuštěný S0₂· Reakční směs obsahovala kromě ZnSgO^ a příměsí v roztoku (ZnSOp ZnSO^, Zn(HS0j)₂) zbytek nezřeagováného zinkového prachu 5 % hmotnosti a sraženinu ZnSgOp100% SO2 gas was introduced into the slurry with stirring and intensive cooling. The temperature did not exceed 45 ° C. The amount of SOg ee dosed gradually decreased from 70 g / min at the beginning to 1.5 g / min at the end of the reaction, ie after 35 minutes. As soon as the original dark gray color of the reaction mixture began to change to light gray, the SO ₂ feed was completely closed. The reaction mixture was then further stirred for 10 minutes to zreagovsl dissolved S0 ₂ · The reaction mixture contained, in addition ZnSgO ^ and impurities in the solution (ZnSO ZnSOp ^ Zn (HS0j) _{2) The} remainder of the unreacted zinc powder and 5% by weight of the precipitate ZnSgOp

Nezreagovaný zinkový prach se z reakční směsi oddělil na klasifikační sedimentační odstředivce. Spolu ae zinkem se strhlo pouze 10 % z přítomné sraženiny ZnSgOp Takto odse3 párovaný Zinkový prach ae přidal k čerstvé suspenzi pro opětnou výrobu ZnS^O^. Při dalších opakováních celé reakce zbývalo v reakční směsi vždy 25 g, tj. 2,5 % hmotnosti zinku, který se přidával k suspenzi pro daláí výrobní várku.Unreacted zinc dust was separated from the reaction mixture on a classification sedimentation centrifuge. Only 10% of the ZnSgOp precipitate was entrained with zinc. The zinc dust thus paired off was added to the fresh ZnS2O4 recovery slurry. On further repetitions of the entire reaction, 25 g, i.e. 2.5% by weight of zinc, was added to the slurry for the next batch.

Objem reakční směsi po ukončení reakce byl 6,7 litrů. Koncentrace ZnSgO^ byla 386 g/litr. Vzhledem k tomu, že do reakce bylo nasazeno vždy 1025 g zinku, z čehož 25 g nezreagovalo, zreagoval vždy 1 kg zinku. Z tohoto zreagovaného zinku vzniklo 2,582 kg ZnSgO^, tzn. že bylo dosaženo 91,06 % teoreticky možného výtěžku. Pokud se stejný zinkový prach zpracovával klasickým způsobem, tj. až do zreagování veškerého zinku, dosáhlo se 88,5 % teoreticky možného výtěžku ZnSgO^.The volume of the reaction mixture after completion of the reaction was 6.7 liters. The ZnSgO4 concentration was 386 g / liter. Since 1025 g of zinc was always used in the reaction, of which 25 g did not react, 1 kg of zinc was reacted. This reacted zinc yielded 2.582 kg of ZnSgO4, i. It was found that 91.06% of the theoretically possible yield was achieved. If the same zinc dust was treated in a conventional manner, i.e. until all the zinc had reacted, 88.5% of the theoretically possible yield of ZnSgO4 was achieved.

Během celé série opakovaných pokusů, při kterých se nezreagovaný zbytek zinku z předcházejícího pokusu vracel čo následující várky, byla koncentrace ZnS v rozmezí 5 až 8 g/litr a nevykazovala rostoucí trend, což znamená, že neústálým vracením nezreagovaného zinku s částí sraženiny obsahující převážně ZnS^O^, nevede k hromadění této sloučeniny v reakční směsi.During a series of repeated experiments in which the unreacted zinc residue from the previous experiment returned as a subsequent batch, the ZnS concentration was in the range of 5-8 g / liter and did not show an upward trend, meaning that by unsteadily returning unreacted zinc with It does not lead to the accumulation of this compound in the reaction mixture.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for producing zinc dithionite by reacting an aqueous zinc dust suspension with sulfur dioxide, characterized in that after reacting 75 to 99.5% by weight of the initially present zinc dust, the reaction is stopped, the remaining zinc dust particles are separated and returned to the aqueous suspension again.