CS262108B1

CS262108B1 - Způsob výroby roztoku dusičnanu měďnatého

Info

Publication number: CS262108B1
Application number: CS871024A
Authority: CS
Inventors: Josef Ing Fousek; Jiri Ing Lunacek
Original assignee: Josef Ing Fousek; Jiri Ing Lunacek
Priority date: 1987-02-17
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS102487A1

Abstract

Řešení se týká způsobu výroby dusičnanu měďnatého pro přípravu katalyzátorů z kovové mědi a kyseliny dusičné. Do, reakční směsi se současně uvádí kyslík nebo vzduch a kyselina dusičná o koncentraci 40 až 65 %. Kyselina dusičná se přidává rychlostí 0,5 až 50 kg na 1 m3 kyslíku nebo vzduchu. Plynné exhaláty se uvádějí do styku vlhkou mědí. Rozpouštění je možné vést zcela kontinuálně. Získaný roztok dusičnanu měďnatého obsahuje více než 200 kg Cu . m_:) a méně než 0,1 kg . m~3 amonných iontů. Množství vznikajících nitrózních plynů v průběhu rozpouštění nepřekročí hodnotu 0,2 kg NO2 na 1 kg rozpouštěné mědi.

Description

Vynález se týká způsobu výroby roztoku dusičnanu měďnatého o koncentraci mědi v roztoku vyšší než 200 kg. m^-3 vhodného pro přípravu katalyzátorů, rozpouštěním kovové mědi v kyselině dusičné, do které se v průběhu rozpouštění přivádí kyslík nebo vzduch.

Dosud známými způsoby se připravuje roztok dusičnanu měďnatého rozpouštěním kovové mědi v kyselině dusičné bez přidávání kyslíku a nebo vzduchu. Provádí-li se rozpouštění mědi v kyselině dusičné o koncentraci vyšší než 35 % získá se roztok dusičnanu měďnatého o koncentraci mědi vyšší než 200 kg. m^-3 který je vhodný pro přípravu katalyzátorů. V průběhu rozpouštění však vzniká značné množství kysličníků dusíku, toxicky významných nitrózních plynů, které se obtížně likvidují a pro jejich likvidaci je třeba budovat nákladná zařízení. Rozpouštění mědi v kyselině dusičné o koncentraci vyšší než 35 % probíhá hlavně podle následujících chemických reakcí:

Cu + 4HNO₃ -> Cu(NO₃iJ₃ + 2 H₃,0 + 2 NO₃

Ou 4- 8 HN0₃ -* 3Cu(NO₃)₂ 4- 2 H,0 +

4- 2 NO

Tento nedostatek, to je tvorbu nitrózních plynů, řeší částečně způsoby, při kterých se pracuje se zředěnou kyselinou dusičnou o koncentraci nižší než 15 %, kdy vedle výše uvedených reakcí probíhají další chemické reakce

4Cu 4- IOHNO3 - 4Cu{NO[)·) + 5H,0 44- N₂O

Cu + 12HNO₃ - 5Cu(NO₃)₂ + 6H₂O + + N₂

Cu 4- IOHNO3 - 4Cu(NO₃)₂ + 3H₂O +

4- NH4NO3

Nevýhodou těchto postupů je vedle nutnosti následného zahušťování získaného roztoku i obsah amonných iontů v roztoku, které neumožňují pak použít roztok dusičnanu měďnatého pro přípravu katalyzátorů. Stejný nedostatek mají i způsoby rozpouštění kovové mědi v kyselině dusičné za přítomnosti redukčního činidla, jako peroxidu vodíku nebo močoviny, přičemž v přítomnosti močoviny dochází dále k podstatnému snížení reakční rychlosti a nutnosti dodávat energie.

K odstranění uvedených nedostatků směřuje způsob výroby roztoku dusičnanu mědnatého o koncentraci mědi vyšší než 200 kg. m~³ vhodného zvláště pro* přípravu katalyzátorů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že při rozpouštění mědi v kyselině dusičné se v průběhu rozpouštění do reakční směsi uvádí kyslík a nebo vzduch, přičemž kyselina dusičná se přidává v množství 0,5—50 kg/m³ kyslíku a nebo vzduchu. Plynné exhaláty se uvádějí do styku s kovovou mědí, čímž se množství produkovaných nitrózních plynů sníží pod 0,02 kg NO₂ na 1 kg rozpuštěné mědi. Způsobem podle předmětu vynálezu připravený roztok dusičnanu měďnatého obsahuje více než 200 kg. m^-3 mědi a méně než 0,1 kg . m~³ amonných iontů a je vhodný pro přípravu katalyzátorů. Rozpouštění mědi v kyselině dusičné podle předmětu vynálezu probíhá převážně podle úhrnné chemické reakce

Cu + I6HNO3 + O₃ - 7 Cu(NO₃)₂ 44- 8 H₂O 4- N₂

Na povrchu kovové mědi ve styku s exhaláty probíhají následující chemické děje

Cu 4- NO_2i -* 4 CuO 4- N₃

CuO 4- 8HN0₃ 4Cu(NO₃)₂ 4- 4 H₃O

Předností postupu podle předmětu vynálezu je především skutečnost, že v průběhu rozpouštění vzniká minimální množství nitrózních plynů, není třeba zřizovat nákladná zařízení na jejich likvidaci, získaný roztok dusičnanu měďnatého má požadovanou koncentraci mědi a amonných iontů a je vhodný bez dalších úprav k přípravě katalyzátorů. Další výhoda vynálezu spočívá v tom, že náklady na výrobu roztoku dusičnanu měďnatého podle uvedeného postupu oproti známým postupům jsou podstatně nižší; na rozpouštění 1 molu mědi stačí 2,3 molu kyseliny dusičné.

Příklad

V reakční koloně o průměru 300 mm a výšce 1 200 mm naplněné kovovou mědí, byla ponechána 1/5 roztoku z předcházejícího rozpouštění a do spodní části kolony byl uváděn vzduch rychlostí 1,8 m³.hod.^_1a 50% kyselina dusičná rychlostí 6—10 dm³ .hod.^-1.

Celkem bylo přidán© 36 dm³ kyseliny dusičné. Zbytkové nitrózní plyny byly vedeny do kolony průměr 150 mm, výška 1 000 milimetrů naplněné kovovou mědí, která byla v průběhu rozpouštění skrápěna vodou o celkovém množství 9 dm³. Celkově bylo získáno 56,8 dm³ roztoku dusičnanu měďnatého o koncentraci mědi 253 kg . m^-3 a obsahu 0,07 kg . m~³ amonných iontů. Spotřeba kyseliny dusičné činila 2,28 kg 100% HN0₃ na 1 kg rozpuštěné mědi, exhalace v průběhu rozpouštění nepřekročily hodnotu 0,02 kg NO₃ na 1 kg rozpuštěné mědi.

Claims

1. Způsob výroby roztoku dusičnanu mědnatého o koncentraci mědi v roztoku vyšší než, 200 kg.m^-3 vhodného pro přípravu katalyzátoru, rozpouštěním mědi v kyselině dusičné vyznačený tím, že v průběhu rozpouštění se do reakění směsi uvádí kyslík nebo vzduch a kyselina dusičná o koncentraci 40—65 % se přidává rychlostí 0,5—50 kg kyseliny dusičné na 1 m³ kyslíku a nebo vzduchu.

VYNÁLEZU

2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že plynné exhaláty se uvádějí do styku s vlhkou kovovou mědí.

3. Způsob podle bodů 1 a 2 vyznačený tím, že rozpouštění se provádí kontinuálně, kdy do spodní části reaktoru se uvádí kyselina dusičná, kyslík a nebo vzduch a z horní části rozpouštěcího reaktoru se otdvádí vzniklý roztok dusičnanu mědnatého.