PL28985B1 - Sposób wytwarzania depolaryzatora do ogniw galwanicznych z piroluzytu albo ze sztucznego wodzianu dwutlenku manganu. - Google Patents

Description

Znany jest sposób wytwarzania z pi¬ roluzytu depolaryzatora do ogniw galwa¬ nicznych, polegajacy na tym, ze czesc za¬ wartego w piroluzycie dwutlenku manga¬ nu, najlepiej 20% do 25%, przeprowadza sie przez prazenie w tlenek manganowy, wytworzony tlenek manganowy luguje sie kwasem lub kwasna sola, rozpuszczony mangan, nie oddzieliwszy roztworu od po¬ zostalosci, straca sie zasada jako wodoro¬ tlenek na nie rozlozonym piroluzycie, ja¬ ko substancji podstawowej, i otrzymana mieszanine tlenków manganu traktuje sie cialem utleniajacym.Przy dalszym ulepszaniu wymienione¬ go sposobu stwierdzono, ze piroluzyt o niewielkiej zdolnosci depolaryzacyjnej mozna przemienic w bardzo cenny depo¬ laryzator znacznie prosciej, mianowicie przez uwodnienie zawartego w nim dwu¬ tlenku manganu. Wedlug wynalazku trak¬ tuje sie piroluzyt jakiegokolwiek pocho¬ dzenia w zamknietym naczyniu w tempe¬ raturze powyzej 150°C, najlepiej w tem¬ peraturze okolo 200°C, roztworem wodo¬ rotlenku, weglanu lub dwuweglanu pota- sowca lub amonu albo ich mieszaniny; ja¬ ko produkt otrzymuje sie dwutlenek man¬ ganu, zawierajacy pewna ilosc wody zwia¬ zanej i wykazujacy wielka zdolnosc depo¬ laryzacyjna, ponizej nazwany piroluzy- tem uwodnionym. W majacej byc poddanatraktowaniu mieszaninie piroluzytu ze srodkiem uwodniajacym dobiera sie sto¬ sunek wagowy srodka uwodniajacego, ob¬ liczonego jako wodorotlenek zawartego w srodku uwodniajacym potasowca, do piro¬ luzytu co najmniej jak 1,5:1, to, znaczy na 1 jednostke wagowa piroluzytu bierze sie ilosc srodka uwodniajacego równowaz¬ na co najmniej ,172 jednostce wagowej te¬ go wodorotlenku. Stopien uwodnienia wzrasta wraz ze zwiekszeniem stezenia lu¬ gu, wzrostem cisnienia i podwyzszeniem temperatury. Szybkosc reakcji uwodniania wzrasta w kazdej z wymienionych grup zwiazków od zwiazku potasowego przez sodowy do amonowego.Stwierdzono nastepnie, ze zdolnosc de- polaryzacyjna otrzymanego w ten sposób piroluzytu uwodnionego mozna jeszcze po¬ lepszyc, a przede wszystkim mozna usunac szkodliwy wplyw srodka uwodniajacego tylko zaadsorbowanego, a nie zuzytego do uwodnienia, przez potraktowanie pirolu¬ zytu uwodnionego rozcienczonym kwasem albo roztworem kwasnej soli w ilosci wy¬ starczajacej do zobojetnienia tej ilosci zaabsorbowanego srodka uwodniajacego, która nadaje produktowi reakcje zasado¬ wa, przy czym zupelnie niespodziewanie woda uwolniona przy zobojetnianiu zwiek¬ sza zawartosc wody wodzianowej pirolu¬ zytu uwodnionego, co pociaga za soba zwiekszenie jego zdolnosci dejpolaryzacyj- nej.Stosujac do suchych ogniw galwanicz¬ nych tak wytworzony piroluzyt silnie u- wodniony osiaga sie czas palenia dluzszy i zdolnosc orzezwiania sie wieksza, niz przy stosowaniu piroluzytu uwodnionego nie potraktowanego kwasem.Stwierdzono, ze bardzo cenny depola- ryzator otrzymuje sie przez potraktowanie kwasem nie tylko uwodnionego piroluzytu, ale i sztucznego wodzianu dwutlenku man¬ ganu z domieszka zasady potasowcowej, o- trzymanego np. przez stracenie z roztwo¬ ru soli manganowej wodorotlenkiem pota- sowcowym.Piroluzyt silnie uwodniony o znacznej zdolnosci depolaryzacyj nej, otrzymany przez potraktowanie kwasem, nie jest jed¬ nak, wobec znacznej zawartosci wody, trwaly i z tego powodu mniej sie nadaje do ogniw, majacych dluzszy czas lezec na skladzie.Srodek uwodniajacy, zaadsorbowany przy traktowaniu piroluzytu zwiazkiem potasowcowym lub amonowym, daje sie, jak stwierdzono, usunac przez ipotrakto- wanie nie rozcienczonym kwasem, lecz roz¬ tworem soli amonowej. Jezeli traktowac wedlug wynalazku piroluzyt uwodniony wzglednie wodzian dwutlenku manganu z domieszka zasady potasowcowej roztwo¬ rem soli amonowej, np. chlorku lub siar¬ czanu, w temperaturze podwyzszonej, naj¬ lepiej w temperaturze wrzenia, wówczas zaadsorbowana zasada potasowcowa zo¬ staje przy odszczepieniu amoniaku prze¬ prowadzona w sól potasowcowa, latwo da¬ jaca sie wymyc. Zawartosc wody wodzia¬ nowej juz sie tu jednak nie zwieksza.Stwierdzono w koncu dalszymi bada¬ niami, ze zdolnosc depolaryzacyjna piro¬ luzytu uwodnionego wzglednie wodzianu dwutlenku manganu, wytworzonego wzgle¬ dnie potraktowanego powyzszym sposobem (traktowanie zwiazkiem potasowcowym lub amonowym i kwasem lub sola amonowa), a takze naturalnego piroluzytu uwodnione¬ go, mozna zwiekszyc i na drodze innej, mia¬ nowicie przez potraktowanie sola, odszcze- piajaca tlen. Przeprowadza sie to wedlug wynalazku w ten sposób, ze wodzian w po¬ staci wodnej zawiesiny ogrzewa sie, najle¬ piej do wrzenia, ewentualnie pod cisnie¬ niem, z dodatkiem niewielkiej, paropro- centowej ilosci soli, odszczepiajacej tlen, zwlaszcza w temperaturze podwyzszonej, np. chloranu lub chromianu.Przyklad I. 1000 g zmielonego bez¬ wodnego piroluzytu o zawartosci 87 % — 2 —Mn02 traktuje sie w autoklawie przez dwie godziny w temperaturze 220°C 2000 cm3 50nprocentowego lugu patosowego; po przemyciu i wysuszeniu w temperaturze okolo 100°C otrzymuje sie produkt o za¬ wartosci 1,5 % wody wodzianowej.Przez zastosowanie tak wytworzonego piroluzytu uwodnionego w normalnej su¬ chej baterii galwanicznej przy jej nie¬ przerwanym wyladowaniu na opór 15 Q przy napieciu poczatkowym 4,5 V, a na¬ pieciu koncowym 2,25 V uzyskuje sie ja¬ ko czas wyladowania do osiagniecia tej granicy, tak zwany czas palenia, 4 godzi¬ ny, podczas gdy w przypadku zastosowa¬ nia takiej samej ilosci piroluzytu bezwod¬ nego czas palenia jest o 25-1-30% krótszy.Przyklad II. 1000 g piroluzytu trak¬ tuje sie tak samo, jak w przykladzie I, 4000 cm3 30-procentowego roztworu weg¬ lanu sodu; po przemyciu i wysuszeniu w temperaturze okolo 100°C otrzymuje sie piroluzyt uwodniony, który w suchej ba¬ terii galwanicznej ma zdolnosc depolary- zacyjna taka sama, jak produkt otrzyma¬ ny sposobem wedlug przykladu I.Przyklad III. Piroluzyt uwodniony, zawierajacy 74,7 % Mn02, 15,6 o/o NaOH, 1,0 % H20, otrzymany sposobem wedlug jednego z przykladów poprzednich, traktuje sie roz¬ cienczonym kwasem solnym w ilosci pra¬ wie równowaznej tej ilosci zaadsorbowa- nego srodka uwodniajacego, która nadaje piroluzytowi uwodnionemu reakcje zasa¬ dowa; po przemyciu i wysuszeniu w tem¬ peraturze okolo 100°C otrzymuje sie pro¬ dukt zawierajacy 81,6 % Mn02, 5.4 o/o NaOH, 3.5 o/0 ff20.Podczas gdy normalna bateria galwa¬ niczna, zawierajaca piroluzyt uwodniony, nie potraktowany kwasem solnym, w wa¬ runkach wymienionych w drugim ustepie przykladu I wykazuje 4 godziny czasu pa¬ lenia, to przez zastosowanie takiej samej ilosci piroluzytu uwodnionego potraktowa¬ nego kwasem solnym wedlug przykladu III przedluza sie czas palenia o 25-i- 30%.Zdolnosc orzezwiania sie baterii wzrasta równiez bardzo znacznie: podczas gdy przy zastosowaniu piroluzytu uwodnionego, nie potraktowanego kwasem solnym, i pobie¬ raniu pradu przez 10 minut na dzien cal¬ kowity czas palenia wskutek stopniowego rozkladu depolaryzatora jest krótszy, niz przy wyladowaniu nieprzerwanym, i wy¬ nosi 3V2 godziny, to przy zastosowaniu pi¬ roluzytu uwodnionego, potraktowanego kwasem solnym wedlug przykladu III, cal¬ kowity czas palenia jest wiekszy o 40 %.Przyklad IV. Piroluzyt uwodniony, zawierajacy 70,2 o/0 Mn02, 13,0 o/o NaOH, 1,4 o/0 H20, traktuje sie rozcienczonym kwasem chro¬ mowym w ilosci prawie równowaznej tej ilosci zaadsorbowanego srodka uwodniaja¬ cego, która nadaje piroluzytowi uwodnio¬ nemu reakcje zasadowa; po przemyciu i wysuszeniu w temperaturze okolo 100°C otrzymuje sie produkt zawierajacy 75,8 o/o Mn02, 4,0 o/o NaOH, 5,4 o/0 H20.Podczas gdy normalna bateria galwa¬ niczna z piroluzytem uwodnionym dowol¬ nego pochodzenia z domieszka lugu sodo¬ wego przy wyladowaniu nieprzerwanym w warunkach wedlug drugiego ustepu przykladu I ma 4 godziny czasu palenia, — 3 —to przy zastosowaniu takiej samej ilosci piroluzytu uwodnionego, potraktowanego kwasem chromowym wedlug przykladu IV, czas palenia wynosi 5 godzin.Przyklad V. 1000 g piroluzytu uwo¬ dnionego, zawierajacego 76,2 o/o Mn02, 14,5 o/0 NaOH, 1,5 o/0 H20, traktuje sie w postaci wodnej zawiesiny w temperaturze wrzenia 200 g chlorku a- monu; po przemyciu i wysuszeniu w tem¬ peraturze okolo 100°C otrzymuje sie pro¬ dukt zawierajacy 85,7 % Mn02, 2,5 o/o NaOH, 1,5 o/o H20.Normalna bateria galwaniczna, zawie¬ rajaca piroluzyt uwodniony sposobem we¬ dlug przykladu I, nie potraktowany sola amonowa, poddana wyladowaniu w wa¬ runkach wedlug drugiego ustepu przykla¬ du I, wykazuje 4 godziny czasu palenia.Jezeli wyladowanie w poprzednich warun¬ kach nastepuje dopiero po trzech miesia¬ cach lezenia, to czas palenia wynosi tylko 3V2 godziny. Jezeli natomiast zastosowac taka sama ilosc piroluzytu uwodnionego, potraktowanego sola amonowa wedlug przykladu V, to czas palenia baterii swie¬ zej wynosi 7 godzin, a baterii, która leza¬ la bez uzywania przez trzy miesiace —63/4 godziny.Przyklad VI. 1000 g piroluzytu uwod¬ nionego, zawierajacego 85,7 o/o Mn02, 2,5 o/o NaOH, 1,5 o/o H20, otrzymanego z piroluzytu naturalnego przez potraktowanie lugiem sodowym, go¬ tuje sie w postaci wodnej zawiesiny z do¬ datkiem 20 g chloranu sodowego przez go¬ dzine, uzupelniajac wode w miare jej pa¬ rowania, filtruje i suszy w temperaturze 100°C do 120°C.Podczas gdy w razie zastosowania pi¬ roluzytu uwodnionego, nie potraktowane¬ go chloranem, czas palenia w warunkach wedlug drugiego ustepu przykladu I wy¬ nosi 7 godzin, to przy zastosowaniu takiej samej ilosci piroluzytu uwodnionego, po¬ traktowanego chloranem wedlug przykla¬ du VI, czas palenia w takich samych wa¬ runkach jest o 25 % dluzszy. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania depolaryzato- ra do ogniw galwanicznych z piroluzytu, znamienny tym, ze piroluzyt uwodnia sie przez potraktowanie w zamknietym na¬ czyniu roztworem wodorotlenku, weglanu lub dwuweglanu potasowca lub amonu al¬ bo ich mieszaniny w temperaturze powyzej 150°C, najlepiej w temperaturze okolo 200°C.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze piroluzyt uwodniony z domie¬ szka zasady potasowcowej traktuje sie rozcienczonym kwasem lub roztworem kwasnej soli w ilosci dostatecznej do zo¬ bojetnienia tej ilosci zaabsorbowanej za¬ sady potasowcowej, która mu nadaje re¬ akcje zasadowa.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze piroluzyt uwodniony z domie¬ szka zasady potasowcowej traktuje sie roztworem soli amonowej w temperaturze podwyzszonej, najlepiej w temperaturze wrzenia.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna- mieny tym, ze piroluzyt uwodniony, ewen¬ tualnie uwolniony od zaabsorbowanej do¬ mieszki zasady potasowcowej, traktuje sie w postaci wodnej zawiesiny, najlepiej w temperaturze podwyzszonej, ewentualnie — 4 —pod cisnieniem, mala iloscia soli, odszcze- piajacej tlen, np. chloranu lub chromianu.
5. 5. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 2, 4, znamienna tym, ze zamiast piroluzytu uwodnionego, wytworzonego sposobem wedlug zastrz. 1, stosuje sie sztuczny wo- dzian dwutlenku manganu, wytworzony przez stracenie wodorotlenkiem potasow- cowym z roztworu soli manganowej. I. G. Farbenindustrie Aktiengesellschaft. Zastepca: inz. J. Wyganowski, rzecznik patentowy. ORUK. M. ARCT. CZERNIAKOWSKA 225 PL