CS263071B1 - Process for preparing a solution for crystallization of potassium sulfate - Google Patents

Process for preparing a solution for crystallization of potassium sulfate Download PDF

Info

Publication number
CS263071B1
CS263071B1 CS876383A CS638387A CS263071B1 CS 263071 B1 CS263071 B1 CS 263071B1 CS 876383 A CS876383 A CS 876383A CS 638387 A CS638387 A CS 638387A CS 263071 B1 CS263071 B1 CS 263071B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
solution
crystallization
potassium
chromium
preparing
Prior art date
Application number
CS876383A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS638387A1 (en
Inventor
Jaroslav Rndr Nemec
Ladislav Ing Hlozny
Miroslav Ing Csc Broul
Frantisek Rndr Csc Veverka
Original Assignee
Jaroslav Rndr Nemec
Hlozny Ladislav
Broul Miroslav
Frantisek Rndr Csc Veverka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jaroslav Rndr Nemec, Hlozny Ladislav, Broul Miroslav, Frantisek Rndr Csc Veverka filed Critical Jaroslav Rndr Nemec
Priority to CS876383A priority Critical patent/CS263071B1/en
Publication of CS638387A1 publication Critical patent/CS638387A1/en
Publication of CS263071B1 publication Critical patent/CS263071B1/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

Přesycený roztok síranu draselnochromitého nebo přesycený roztok obsahující produkty rozpouštění farochromu v kyselině sírové a aíran draselný se podrobí elektrolýze na grafitové nebo titanové elektrodě, a to tak, aby ηα 1 litr zpracovávaného roztoku připadlo při elektrolýze nejméně 500 C.A supersaturated solution of potassium chromium sulfate or a supersaturated solution containing the products of dissolution of farochrome in sulfuric acid and potassium arbutate is subjected to electrolysis on a graphite or titanium electrode, so that ηα 1 liter of the processed solution falls during electrolysis to at least 500 C.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy roztoku ke krystalizaci síranu draselnochromitého.The present invention relates to a process for preparing a solution for the crystallization of potassium chromium sulfate.

Dodekahydrát síranu draselnochromitého krystaluje z vodného roz_toku velmi neochotně. Pomalé vytváření krystalových zárodků je způsobeno povahou chromitých iontů, které vytvářejí rozličné vícejaderné komplexy, s kyslíkovými a síranovými můstky. Přítomnost takových komplexů v roztoku je provázena zeleným zabarvením, zatímco krystaly dodekahydrátu síranu draselnochromitého jsou fialové. Rychlost vzniku fialových hexakvochromitých iontů, a tím i vytváření nutných podmínek pro stavbu krystalové mřížky je závislá na rychlosti odbourávání můstků. Samovolné ustavování fázové rovnováhy při.vzniku krystalické fáze v takovém systému trvá několik desítek dnů. Tak dlouhá doba krystalizace v průmyslovém měřítku je velmi nepříjemná a nežádoucí a bývá často zkracována na úkor velikosti výtěžku jedné operace.Potassium chromium sulfate dodecahydrate crystallizes very reluctantly from the aqueous solution. The slow formation of crystal nuclei is due to the nature of chromium ions, which form various multinuclear complexes, with oxygen and sulfate bridges. The presence of such complexes in the solution is accompanied by a green color, while the potassium chromate dodecahydrate crystals are violet. The rate of formation of violet hexachlorochromite ions, and hence the creation of the necessary conditions for the construction of the crystal lattice, is dependent on the rate of bridge breakdown. The spontaneous establishment of phase equilibrium in the formation of the crystalline phase in such a system takes several tens of days. Such a long crystallization time on an industrial scale is very unpleasant and undesirable and is often shortened to the detriment of the yield of one operation.

V literatuře, i patentové, se uvádí řada způsobů urychlení přechodu zelené modifikace na fialovou: snížení pH, přídavek chromnatých iontů, působení oxidu siřičitého pod tlakem, přídavek některých minerálních kyselin (kyselina dusičná), přidáIThe literature, including the patent, mentions a number of ways to accelerate the transition of green to violet: pH reduction, addition of chromium ions, action of sulfur dioxide under pressure, addition of certain mineral acids (nitric acid),

- 2263 071 vek některých organických kyselin (kyselina mravenčí), přídavky některých anorganických solí (dusičnan sodný nebo draselný), přídavek některých organických solí (ootan, ftalát), působení světla nebo omezení varu při rozpouštění síranu draselného. Působení některých z uvedených faktorů je nesporné (snížení pH). Význam ostatních opatření byl v různé míře experimentálně ověřen či teoreticky zdůvodněn.- 2263 071 age of certain organic acids (formic acid), addition of some inorganic salts (sodium or potassium nitrate), addition of some organic salts (ootane, phthalate), exposure to light or reduction of boiling in the dissolution of potassium sulphate. The action of some of these factors is indisputable (lowering of pH). The importance of other measures has been experimentally verified or theoretically justified to varying degrees.

Urychlení přechodu zelené modifikace na fialovou, tedy i urychlení krystalizace lze dosáhnout působením chromnatých iontů, které mohou být do roztoku před krystalizaci přidávány nebo v něm přímo elektrolyticky generovány, jak je popsáno v jap. pat. č. 60-69128. V citovaném japonském patentu je obecně popisována výroby chromítých kamenců, počínaje odstraněním železa z roztoku, vytvořeného rozpouštěním ferochromu (slitina chrómu a železa obsahující další příměsi) v kyselině sírové. Železo je oddělováno krystalizaci po přídavku další soli do systému (např. síranu amonného) ve formě podvojného síranu amonno-železnatého, který je vedlejším produktem procesu. Takto upravený odželezený roztok se podrobí elektrolýze tak douho, dokud je na elektrodách rozdíl potenciálů. Při elektrolýze je katolyt a anolyt oddělen membránou. Po elektrolýze se přidá siřičitá sůl nebo oxid siřičitý, načež se začne s krystalizaci.The acceleration of the transition of the green modification to the violet and hence the acceleration of crystallization can be achieved by the action of chromium ions, which can be added to the solution before crystallization or directly electrolytically generated therein as described in jap. U.S. Pat. No. 60-69128. The Japanese patent cited generally describes the manufacture of chromium alum, starting with the removal of iron from the solution formed by dissolving ferochrome (a chromium-iron alloy containing other impurities) in sulfuric acid. The iron is separated by crystallization upon addition of additional salt to the system (e.g., ammonium sulfate) in the form of a double ammonium iron sulfate, which is a by-product of the process. The treated ferrous solution is subjected to electrolysis for as long as there is a potential difference on the electrodes. In electrolysis, the catholyte and anolyte are separated by a membrane. After electrolysis, a sulfur salt or sulfur dioxide is added, followed by crystallization.

Nevýhodou japonského patentu je mnohem vyšší spotřeba přidávaného síranu (např. amonného, draselného) spojená s produkcí příslušného podvojného síranu železnatého. Snad pouze s výjimkou síranu amonno-železnatého (Mohrovy soli) bude uplatnění ostatních podvojných solí na trhu obtížné. Problematický je i přídavek siřičitanů, které se vedle vyšších nákladů na surovinyThe disadvantage of the Japanese patent is the much higher consumption of added sulphate (e.g., ammonium, potassium) associated with the production of the corresponding double ferrous sulphate. Perhaps with the exception of ammonium ferrous sulfate (Mohr's salt), the market for other double salts will be difficult. Problematic is also the addition of sulfites, which in addition to higher raw material costs

263 071 mohou při cyklickém vedení procesu s vracením matečných louhů po krystalizací síranu železnatého hromadit v systému a znečišťovat oba produkty.263 071 can accumulate in the system and contaminate both products when cyclically conducting the mother liquor recovery process after ferrous sulfate crystallization.

Jednodušším se jeví způsob přípravy roztoku ke krystalizaci -síranu draselnochromitého generací chromnatých iontů elektrolyticky v membránovém nebo diafragmovém elektrolyzéru podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že přesycený roztok síranu draselnochromitého nebo přesycený roztok obsahující produkty rozpouštění ferochromu v kyselině sírové a síran draselný se podrobí elektrolýze na grafitové nebo titanové elektrodě tak, aby na 1 litr zpracovávaného roztoku připadlo při elektrolýze nejméně 500 C, načež se takto upravený roztok podrobí krystalizací.A simpler process for preparing a solution for crystallizing potassium chromium sulphate by generating chromium ions electrolytically in a membrane or diaphragm electrolyzer according to the present invention is characterized in that the supersaturated potassium chromium sulphate solution or supersaturated solution containing ferrochromic solution in sulfuric acid and potassium sulphate is subjected to el. on a graphite or titanium electrode so that at least 500 ° C per 1 liter of the solution to be treated is crystallized after electrolysis.

Výhodnost řešení podle vynálezu, zejména ve srovnání s japonským patentem spočívá v tom, že ke krystalizací se může vést roztok, který vedle požadovaných složek obsahuje i významný obsah železa, aniž by tato skutečnost měla vliv na kvalitu produktu, tj. dodekahydrátu síranu draselnochromitého. Rovněž tak není zapotřebí provádět dodatečnou redukci roztoku siřičitanovými ionty nebo oxidem siřičitým. Zkrácení doby krystalizace potřebné k vyloučení stejného množství kamence za podmínek popsaných předkládaným vynálezem a japonským patentem je srovnatelné.The advantage of the solution according to the invention, in particular in comparison with the Japanese patent, is that a solution can be crystallized which, in addition to the required components, also contains a significant iron content without affecting the quality of the product, i.e. potassium chromium sulfate dodecahydrate. Nor is it necessary to carry out an additional reduction of the solution with sulfite ions or sulfur dioxide. The reduction in crystallization time required to eliminate the same amount of alum under the conditions described by the present invention and the Japanese patent is comparable.

Iři celé realizaci přípravy roztoku ke krystalizací podle vynálezu, a tím 3píše při samotné elektrolytické generaci chromnatých ionti^ nejsou do roztoku zanášeny cizí ionty. Na katodě dochází k redukci chromitých iontů na chromnaté, případně se vylučuje vodík, který ve stavu zrodu může snadno redukovat chromité ionty na chromnaté. K vylučování ohromu na katodě ani při velkých proudových hustotách prakticky nedochází v důsled4Despite the entire implementation of the preparation of the solution for crystallization according to the invention, and thus, in the electrolytic generation of chromium ions alone, foreign ions are not introduced into the solution. At the cathode, chromium ions are reduced to chromium ions, or hydrogen is excreted, which in the state of birth can easily reduce chromium ions to chromium ions. Excessive cathode excretion, even at high current densities, practically does not occur as a result4

263 071 ku velké koncentrace chromitých iontů v přesyceném roztoku·263 071 to high chromium ion concentration in supersaturated solution ·

Při odděleném anodovém prostoru v roztoku nevznikají ionty dovjchromanů, které by mohly okamžité oxidovat chromnaté ionty Na anodě z poplatinováného titanu nebo ze slitiny olova s jedním procentem stříbra se vylučuje kyslík, který neznečišťuje ovzduší. Poktti elektrolýza probíhá při malé mezielektrodové vzdálenosti, není spotřeba elektrické energie, ani zahřívání elektrolytů velké, i když pracujeme s velmi koncentrovaným roztokem· Optimální koncentrace volné kyseliny sírové v přesyceném roztoku ke krystalizací je cca 0,05 mol HgSO^/l. Urych lení krystalizace dodekahydrátu síranu draselnochromitého závisí na koncentraci přesyceného roztoku. Čím koncentrovanější je roztok, tím je urychlení krystalizace menší, ale stále významné.Separate anode space in solution does not produce chromate ions, which could immediately oxidize chromate ions. An anode of platinum titanium or a lead alloy with one percent of silver produces oxygen that does not pollute the atmosphere. Electrolysis takes place at a small inter-electrode distance, power consumption and heating of electrolytes are not great, even when working with a very concentrated solution. The acceleration of crystallization of potassium chromium sulfate dodecahydrate depends on the concentration of the supersaturated solution. The more concentrated the solution, the smaller but still significant the acceleration of crystallization.

Vynález lze využít bez větších úprav na stávajícím výrobním zařízení. Přímo do roztoku v krystalizátoru se ponoří elektrody spolu s anodovou komorou, jejíž objem je podstatně menší než objem krystalizátoru. lze také použít relativně malý elektrolyzér, jehož katodovým prostorem přesycený roztok pouze protéká při kontinuální krystalizací.The invention can be utilized without major modifications to existing production equipment. Directly into the solution in the crystallizer, the electrodes are immersed together with the anode chamber, the volume of which is substantially smaller than the volume of the crystallizer. it is also possible to use a relatively small electrolyzer whose cathode space supersaturated solution only flows during continuous crystallization.

Velikost elektrodových ploch a dot»u elektrolýzy volíme tak, aby na 1 litr přesyceného roztoku ke krystalizací připadl náboj nejméně 500 G. Například pro 10 000 1 roztoku, 24 hodin elektrolýzy a proudovou hustotu 0,1 A/cm to představuje katodovou plochu 600 cm · Pro průtokový elektrolyzér je třeba analogicky volit dobu zdržení roztoku v katodovém prostoru a proudové zatížení tak, aby opět připadl na 1 litr roztoku nejméně 500 C.The size of the electrode surfaces and the electrolysis surface is chosen so that a charge of at least 500 G is charged per 1 liter of supersaturated solution. For example, for a 10,000 l solution, 24 hours of electrolysis and a current density of 0.1 A / cm · For the flow cell, the residence time of the solution in the cathode compartment and the current load must be selected by analogy so that at least 500 C per liter of solution is again obtained.

Anodový prostor obsahuje zředěný roztok kyseliny sírové nebo některé její soli. Celý proces lze vést diskontinuálně i kontinuálně.The anode compartment contains a dilute solution of sulfuric acid or a salt thereof. The whole process can be run discontinuously or continuously.

263 071263 071

Příklad 1Example 1

K elektrolytické generaci chromnatých iontů byl použit uzavřený laboratorní elektrolyzér s oddělenými elektrodovými prostory a s vertikálně uloženými elektrodami. Katoda byla z titanu, anoda z poplatinovaného titanu. Plocha obou elektrod shodně 60 cm · Skelety elektrod byly zhotoveny z titanových drátů o průměrů 3 mm a délce 5 cm, které byly upevněny na titanový nosník s mezerami 2 mm. Mezielektrodová vzdálenost byla 2 cm. Anolytem bylo 0,5 1 zředěného roztoku HgSO^ (50 ml konc. HgSO^/l), který byl od katolytu oddělen katexovou membránou NAPION 427. Proudové zatížení bylo 6 A po dobu 10 minut, tj. 0,1 A/cm , svorkové napětí cca 6 V.A closed laboratory electrolyzer with separate electrode compartments and vertically placed electrodes was used for the electrolytic generation of chromium ions. The cathode was of titanium, the anode of platinum titanium. 60 cm · Both electrodes were made of titanium wires with a diameter of 3 mm and a length of 5 cm, which were fixed to a titanium beam with 2 mm gaps. The inter-electrode distance was 2 cm. The anolyte was 0.5 L of a dilute HgSO4 solution (50 ml conc. HgSO4 / L) which was separated from the catholyte by a NAPION 427 cation exchange membrane. The current load was 6 A for 10 minutes, i.e. 0.1 A / cm, terminal voltage approx. 6 V.

Katolyt byl připraven rozpouštěním 1,2 kg kamence drasel-The catholyte was prepared by dissolving 1.2 kg of potassium alum

Po 2 hodinovém povaření byl roztok ochlazen na laboratorní teplotu a jeho objem upraven na 1 litr. Polovina roztoku byla použita jako katolyt ve výše popsaném elektrolyzéru (roztok B), druhá polovina roztoku (roztok A) nebyla elektrolyticky upravena. Byla sledována krystalizace dodekahydrátu síranu draselno chromitého u obou roztoků. Průběh byl následující:After boiling for 2 hours, the solution was cooled to room temperature and adjusted to 1 liter. Half of the solution was used as a catholyte in the above-described electrolyzer (solution B), the other half of solution (solution A) was not electrolytically treated. Crystallization of potassium chromium sulfate dodecahydrate in both solutions was observed. The process was as follows:

Doba krystalizace (den) Hmotnost krystalů (g)Crystallization time (day) Crystals weight (g)

1. den1 day

2. den 3· denDay 2 · Day 3

6. denDay 6

7. den7th day

97,697.6

149,7149.7

158-,3158-, 3

269,9269.9

310,4310.4

438.5438.5

513.2 482,1513.2 482.1

530.3530.3

496.6496.6

B/AB / A

Z údajů je zřejmo, že krystalizace roztoku B je intenzivnější než krystalizace roztoky A.The data shows that crystallization of solution B is more intense than crystallization of solution A.

263 071263 071

Příklad 2Example 2

Katolyt byl připraven rozpouštěním kamence draselnochromitého a síranu železnatého v destilované vodě varem po dobu 2 hodin. Takto bylo získáno 1,5 1 roztoku o hustotě 1590 kg/nr (při 20 °C), který obsahoval 6,25 % hmot. Cr a 2,32 % hmot. Pe. Roztok byl rozdělen na tři stejné díly. Jeden z nich (roztok C) byl použit jako katolyt ve stejném elektrolyzéru jako v příkladu 1. Proudové zatížení bylo 10 A po dobu 1 minuta. Druhý díl (roztok D) byl upraven v témže elektrolyzéru při proudovém zatížení 10 A po dobu 5 minut. Třetí díl (roztok E) nebyl elektrolyticky upravován. Množství vyloučených krystalů z jednotlivých dílů roztoku bylo následující:The catholyte was prepared by dissolving potassium chromium alum and ferrous sulfate in distilled water by boiling for 2 hours. This gave 1.5 L of a solution with a density of 1590 kg / nr (at 20 ° C) containing 6.25 wt. Cr and 2.32 wt. Pe. The solution was divided into three equal portions. One of them (solution C) was used as a catholyte in the same electrolyzer as in Example 1. The current load was 10 A for 1 minute. The second part (solution D) was treated in the same electrolyser at a current load of 10 A for 5 minutes. The third part (solution E) was not electrolytically treated. The amount of crystals deposited from each part of the solution was as follows:

Doba krystalizace (hodina) Crystallization time (hour) Hmotnost C Mass C krystalů D of crystals D (g) E (G) E 20 20 May 63 63 70 70 0 0 44 44 147 147 149 149 60 60 66 66 215 215 210 210 140 140 92 92 260 260 237 237 203 203

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Způsob přípravy roztoku ke krystalizaci síranu draselnochromitého generací chromnatých iontů elektrolyticky v membránovém nebo diafragmovém elektrolyzéru, vyznačený tím, že přesycený roztok síranu draselnochromítého nebo přesycený roz tok obsahující produkty rozpouštění ferochromu v kyselině sírové a síran draselný se podrobí elektrolýze na grafitové nebo titanové elektrodě tak, aby na 1 litr zpracovávaného roztoku připadlo při elektrolýze nejméně 500 G, načež se takto upravený roztok podrobí krystalizaci.A process for preparing a solution for the crystallization of potassium chromium sulphate by chromate ion generation electrolytically in a membrane or diaphragm electrolyser, characterized in that the supersaturated potassium chromium sulphate solution or supersaturated solution containing the products of ferochromium dissolution in sulfuric acid and potassium sulphate is electrolyzed on graphite or titanium per 1 liter of the solution to be treated was electrolysed at least 500 G, after which the treated solution was crystallized.
CS876383A 1987-09-02 1987-09-02 Process for preparing a solution for crystallization of potassium sulfate CS263071B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS876383A CS263071B1 (en) 1987-09-02 1987-09-02 Process for preparing a solution for crystallization of potassium sulfate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS876383A CS263071B1 (en) 1987-09-02 1987-09-02 Process for preparing a solution for crystallization of potassium sulfate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS638387A1 CS638387A1 (en) 1988-08-16
CS263071B1 true CS263071B1 (en) 1989-04-14

Family

ID=5410747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS876383A CS263071B1 (en) 1987-09-02 1987-09-02 Process for preparing a solution for crystallization of potassium sulfate

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS263071B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS638387A1 (en) 1988-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2112817C1 (en) Methods for producing chlorine dioxide
CN110073036A (en) The manufacturing method of ammonium persulfate
JP2020158862A (en) Manufacturing method of ammonium persulfate
JPS59208086A (en) Sulfuric acid concentration
RU2020192C1 (en) Method of gold refining
DE2757861C3 (en) Process for the direct electrolytic production of sodium peroxodisulfate
SU310538A1 (en)
US2830941A (en) mehltretter
US3043757A (en) Electrolytic production of sodium chlorate
CS263071B1 (en) Process for preparing a solution for crystallization of potassium sulfate
US3493478A (en) Electrolytic preparation of perchlorates
JPH11293484A (en) Method for producing ammonium persulfate
US2417259A (en) Electrolytic process for preparing manganese and manganese dioxide simultaneously
US4444633A (en) Production of sodium hydroxide and boric acid by the electrolysis of sodium borate solutions
CA1280996C (en) Electrolytic process for manufacturing pure potassium peroxydiphosphate
JPH01184293A (en) Production of iodine and iodate
SU652238A1 (en) Sulfuric acid production method
SU507561A1 (en) Method for producing cotarnine and opic acid
JP2022129759A (en) Production method for ammonium persulfate
US3380901A (en) Process for preparing d-ribose
US3312608A (en) Electrolytic process for preparing d-ribose
US3630862A (en) Process for regenerating electrolytic solutions obtained in the electrolytic production of manganese dioxide
SU1254061A1 (en) Method of producing chlorine
SU907088A1 (en) Method of electrolytic refining of copper
SU1244208A1 (en) Method of producing chlorine and alkali metal hydroxyde