PL55626B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 20. IX. 1968 55626 KI. 12 m, 11/10 MKP C 01 f A1 UKD 661. 842. 22/.3S Wspóltwórcy wynalazku: prof. dr inz. Czeslawa Troszkiewicz, dr inz. Ro¬ muald Bogoczek, mgr inz. Zbigniew Walaszek, inz. Jan Fiolna, inz. Bronislaw Dabrowski, inz. Leopold Haczek Wlasciciel patentu: Zaklady Chemiczne „TarnowskieGóry", Tarnowskie Góry (Polska) Sposób równoczesnego wytwarzania zwiazku barowego w postaci wodorotlenku oraz siarczku sodowego Przedmiotem wynalazku jest sposób równoczes¬ nego wytwarzania zwiazku barowego w postaci wodorotlenku oraz siarczku sodowego z ekstraktu wodnego otrzymanego ze spieku po redukcyjnym prazeniu barytu na drodze wymiany jonowej.Znany jest np. z opisu patentowego nr 51472 sposób równoczesnego wytwarzania siarczku sodo¬ wego i zwiazku barowego zawierajacego anion odpowiadajacy anionowi pozadanego zwiazku baru na drodze wymiany jonowej.Wedlug tego sposobu ekstrakt wodny otrzymany ze spieku po redukcyjnym prazeniu barytu prze¬ puszcza sie przez kolumne z silnie kwasowym ka- tionitem nasyconym uprzednio kationem sodowym, a wyciek z kolumny, wolny od jonu barowego, pod¬ daje sie odparowaniu w celu uzyskania siarczku sodowego. Kolumne po przemyciu woda eluuje sie goracym roztworem zwiazku sodu, zawierajacego anion odpowiadajacy anionowi pozadanego zwiazku baru, a mianowicie roztworem chlorku sodu. Eluat ewentualnie odbierany frakcyjnie pozostawia sie do krystalizacji chlorku barowego, a po oddziele¬ niu krysztalu, lugi macierzyste uzupelnia sie chlor¬ kiem sodowym do zadanego stezenia i stosuje w nastepnym cyklu pracy.Stwierdzono, ze w oparciu o wyzej opisana za¬ sade przeprowadzenia siarczku barowego w zwia¬ zek barowy o innym anionie na drodze wymiany jonowej na odpowiednim kationicie i eluowania jonów barowych,zwiazkiem zawierajacym pozadany 2 anion, mozna uzyskac równoczesnie z siarczkiem sodu wodorotlenek baru, jezeli w czasie procesu zachowa sie takie warunki, które z jednej strony nie spowoduja dezaktywacji kationitu, a z drugiej 5 strony umozliwia otrzymanie wodorotlenku baru z duza wydajnoscia.Sposobem wedlug wynalazku przez kolumne wy¬ pelniona kationitem przepuszcza sie najpierw ek¬ strakt wodny otrzymany ze spieku po redukcyj- 10 nym prazeniu barytu i zawierajacy siarczek ba¬ rowy a z uzyskanego wycieku uzyskuje sie w zna¬ ny sposób siarczek sodowy, po czym kolumne elu¬ uje sie okolo 3 n roztworem wodorotlenku sodo¬ wego. 15 Stwierdzono, ze jonit wysycony w tych warun¬ kach jonem sodowym traci calkowicie zdolnosc do dalszej wymiany tego jonu na jon barowy.Przeprowadzenie z tym samym jonitem drugiego cyklu pracy bez jego regeneracji jest wiec nie- 20 mozliwe. Regeneracje prowadzi sie przez przepusz¬ czanie przez jonit mocnego kwasu, a nastepnie jonit nasycony jonem wodorowym poddaje sie dzialaniu roztworu obojetnej soli sodowej, przy czym przechodzi on ponownie w forme sodowa, 25 odzyskujac poczatkowe wlasciwosci. Po wtórnym nasyceniu jonem sodowym, jonit ten moze byc uzyty w nastepnym cyklu pracy do wymiany jonu barowego na sodowy w roztworze siarczku.Wedlug wynalazku wodny ekstrakt, otrzymany 3) przez lugowanie goraca woda spieku po rediik- 5562655626 3 cyjnym prazeniu barytu, zawierajacy siarczek ba¬ rowy w roztworze kilkunasto-procentowym, mo¬ zliwie bliskim nasycenia, o temperaturze 70—80°, uwolniony od wydzielonej siarki, przeprowadza sie przez kolumne wypelniona silnie kwasowym joni¬ tem wysyconym uprzednio jonem sodowym przez dzialanie na iten jonit roztworem soli sodowej, zwlaszcza chlorku sodowego. Kolumne utrzymuje sie w temperaturze okolo 75°. Szczególnie korzy¬ stne okazalo sie stosowanie do tego celu jonitu w pcfctaci zywicy z sulfonowanego polistyrenu ze wzgledu na jego duza zdolnosc wymiany jonów oraz ze wzgledu na wytrzymalosc na wymieniona temperature. Istnieje co prawda mozliwosc pracy przy temperaturze nizszej, jednakze okazalo sie najkorzystniejsze prowadzenie procesu w tempera¬ turze podwyzszonej ze wzgledu na wieksza szyb¬ kosc wymdany jonów oraz na wieksza rozpuszczal¬ nosc wodorotlenku barowego. Jezeli podawac roz¬ twór na kolumne z predkoscia wypróbowana dla danej kolumny o danej zawartosci jonitu, mozna otrzymac wyciek stanowiacy wylacznie roztwór siarczanu sodowego, zas jon barowy pozostaje w jonicie. Z chwila pojawienia sie jonu barowego w wycieku, postepowanie przerywa sie, aby nie zanieczyscic roztworu siarczku sodowego, który na¬ daje sie bezposrednio do odparowania w celu wy¬ tworzenia produktu handlowego zwanego siar¬ czkiem sodowym topionym.Nastepnie kolumne przeplukuje sie goraca woda, po czym przeprowadza sie przez nia goracy roz¬ twór wodorotlenku sodowego. Wówczas nastepuje wymiana jonów i w wycieku z kolumny znajduje sie roztwór wodorotlenków barowego i sodowego o malejacej zawartosci baru, a wzrastajacej za¬ wartosci sodu, który odbiera sie frakcjami do od¬ rebnych zbiorników. Z frakcji bogatszych w bar krystalizuje po oziebieniu osmiowodny wodoro¬ tlenek barowy. Lugi macierzyste po krystalizacji, jak równiez frakcje ubozsza w wodorotlenek ba¬ rowy, uzupelnia sie wodorotlenkiem sodowym, przy czym moze nastapic dalsza krystalizacja wo¬ dorotlenku barowego. Ciecz zawierajaca glównie wodorotlenek sodowy wykorzystuje sie w nastep¬ nym cyklu pracy.Zanim przystapi sie do nastepnego cyklu pracy, jonit w kolumnie poddaje sie regeneracji za po¬ moca mocnego kwasu, zwlaszcza przez przepusz¬ czanie rozcienczonego kwasu solnego, a nastepnie przeprowadza sie przez jonit roztwór soli sodowej, zwlaszcza chlorku sodowego okolo 4 n czyli okolo 20»/o-wego, az do zaniku kwasnego odczynu w wy- .cieku z kolumny. Kolumna tak przygotowana moze byc zastosowana w dalszym cyklu pracy.Okazalo sie szczególnie korzystne stosowanie do eluowania baru z kolumny, wodorotlenku sodowe¬ go o stezeniu okolo 3 n czyli okolo 12%. Przy za¬ stosowaniu roztworu bardziej rozcienczonego, wy¬ miana jonów nie zachodzi tak latwo i wymaga wiekszej ilosci roztworu niz ilosc równowazna, wobec czego stosunek baru do sodu we frakcjach poczatkowych jest mniej korzystny niz przy sto¬ sowaniu wyzszego stezenia, a ponadto wprowadza sie przy tym znacznie wiecej wody, co utrudnia krystalizacje wodorotlenku barowego. Przy zasto¬ sowaniu bardziej stezonego roztworu istnieje nie¬ bezpieczenstwo wydzielenia sie krysztalów wodo¬ rotlenku barowego w kolumnie. 5 Przyklad. Zastosowano kolumne o srednicy 40 mm i wysokosci 1000 mm zawierajaca zloze kationitu KPS 200 wysokosci 800 mm. Kolumna byla zaopatrzona w plaszcz grzejny, za pomoca któ¬ rego utrzymywano w jonicie stala temperature !0 okolo 75°. Jonit przed rozpoczeciem doswiadczenia mial forme sodowa. Do tej kolumny wprowadzono od góry 12M-owy roztwór siarczku barowego, otrzymany przez ekstrakcje spieku po redukcyj¬ nym prazeniu barytu i odsaczony od siarki. Z ko- 16 lumny odbierano dolem wyciek, który stanowil okolo 6^/o-owy roztwór siarczku sodowego. Z chwila pojawienia sie baru w wycieku, przerwano wpro¬ wadzanie dalszej ilosci siarczku barowego. Ko¬ lumne przemyto goraca woda do zaniku jonu siar- 20 czkowego. Nastepnie wprowadzano, ogrzany do temperatury 75°, 12°/o-owy roztwór wodorotlenku sodowego, do calkowitego usuniecia baru z ko¬ lumny. Wyciek o objetosci okolo 4200 ml zbierano frakcjami po 300 ml. Po ochlodzeniu, z pierwszych 25 szesciu frakcji wydzielil sie krystaliczny osad wo¬ dorotlenku barowego, który odsaczono, przeplukano i wysuszono. Otrzymano okolo 140 g substancji, w której 98,5Vo stanowil osmiowodny wodorotle¬ nek Ba(OH)2 • 8 H20, a okolo lD/o wilgoc. Do pola- 30 czonych lugów macierzystych oraz dalszych frak¬ cji i popluczek dodano wodorotlenku sodowego do osiagniecia pierwotnego stezenia 12P/o NaOH,wcelu zastosowania w nastepnym cyklu pracy. Kolumne przemyto woda, a nastepnie przeprowadzono przez 35 nia rozcienczony kwas solny, okolo 3,5°/o, w ilosci okolo 2,5 litra. Otrzymano wyciek, który stanowil roztwór chlorku sodowego coraz bardziej kwasny.Nastepnie przeprowadzono przez kolumne 2^/o-owy roztwór chlorku sodowego w ilosci okolo 2,5 litra 40 otrzymujac kwas solny, a nastepnie coraz mniej zakwaszony, a w koncu obojetny roztwór chlorku sodowego. Tak przygotowana kolumne uzyto w na¬ stepnym cyklu pracy, który nie róznil sie przebie¬ giem ani wynikami od opisanego. 45 PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób równoczesnego wytwarzania zwiazku ba- 50 rowego w postaci wodorotlenku oraz siarczku sodowego przez przepuszczanie ekstraktu wod¬ nego, otrzymanego ze spieku po redukcyjnym prazeniu barytu, przez kolumne z silnie kwa¬ sowym kationitem nasyconym uprzednio ka- w tionem sodowym, poddawanie otrzymanego wy¬ cieku, wolnego od jonu barowego, odparowaniu w celu uzyskania siarczku sodowego, przez na¬ stepne eluowanie kolumny, po uprzednim prze¬ myciu jej goraca woda, goracym roztworem 60 zwiazku sodu zawierajacym anion odpowiada¬ jacy anionowi pozadanego zwiazku baru, kry¬ stalizacje eluatu ewentualnie frakcyjnie, od¬ bieranego eluatu i zastosowanie lugów macie¬ rzystych, po oddzieleniu pozadanego zwiazku 65 baru i uzupelnieniu ich do pozadanego stezenia,55626 5 w nastepnym cyklu pracy, znamienny tym, ze do eluowania kolumny nasyconej jonem baro¬ wym stosuje sie wodorotlenek sodowy o steze¬ niu okolo 3 n, eluat stanowiacy roztwór wodo-
2. 2. rotlenku barowego pozostawia sie do krystali- 5 ' zacji, a przed przystapieniem do nastepnego
3. 3. cyklu pracy kolumne regeneruje sie za pomoca mocnego kwasu, zwlaszcza rozcienczonego kwa- 6 su solnego, a nastepnie ponownie nasyca jonem sodowym przez dzialanie roztworem soli sodo¬ wej, zwlaszcza chlorku sodowego. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako kationit stosuje sie sulfonowany polistyren. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze procesy wymiany jonów w kolumnie przepro¬ wadza sie w temperaturze okolo 70—80°. PL