PL99944B1 - Sposob wytwarzania hopkalitu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania hopkalitu stanowiacego katalizator do utleniania CO do C02.Znane sposoby wytwarzania hopkalitu polegaja na oddzielnym otrzymywaniu dwutlenku manganu i tlenku miedzi, oraz mieszaniu ich ze soba w po¬ staci zawiesiny wodnej w stosunku 2:1, badz na uprzednim wytracaniu miedzi w postaci zasadowe¬ go weglanu miedzi, a nastepnie wytracaniu dwu¬ tlenku manganu z roztworu wodnego zawierajacego siarczan miedzi i nadmanganian potasu. Wodna zawiesina dwutlenku manganu i tlenku miedzi lub zasadowego weglanu miedzi podlega wyplukaniu od soli poreakcyjnych rozpuszczalnych w wodzie, odsaczeniu, uformowaniu ziarn i aktywacji w rl80°C. Dwutlenek manganu do tych sposobów uzyskuje sie przez rozklad nadmanganianu potasu przy uzyciu pradu stalego, stezonego kwasu siarko¬ wego, siarczanu manganu lub zwiazków organicz¬ nych latwo utleniajacych sie, na przyklad alkoholi, cukru, formaliny i tym podobnych.Wada dotychczas stosowanych sposobów otrzy¬ mywania dwutlenku manganu na drodze rozkladu nadmanganianu potasu przy uzyciu pradu stalego, stezonego kwasu siarkowego lub siarczanu manganu w srodowisku stezonego kwasu siarkowego jest to, ze w tych warunkach znaczna czesc dwutlenku manganu jest nieuwodniona i uformowane z takich tlenków ziarna hopkalitu sa zbyt malo porowate, a ich wnetrze nie jest dostepne dla przeplywajacego gazu, co jest przyczyna niskiej aktywnosci hopka¬ litu.Wada sposobu otrzymania dwutlenku manganu na drodze redukcji nadmanganianu potasu w wod¬ nych roztworach za pomoca alkoholi, formaliny lub cukru jest to, ze utlenianie tych zwiazków prowa¬ dzi do powstawania kwasów w fazie przejsciowej lub koncowej tych reakcji, które sa przyczyna re¬ dukcji KMn04 do nieaktywnych nizszych tlenków manganu. Ponadto obecnosc nizszych tlenków manganu powoduje silne uwodnienie Mn02 utrud¬ niajac bardzo filtracyjnosc osadu, co prowadzi do zatrzymywania soli poreakcyjnych jak i zwiazków organicznych, które w czasie utleniania sie ulegaja czesciowej polimeryzacji. Spolimeryzowane zwiazki organiczne bardzo trudno rozpuszczaja sie w wo¬ dzie, pozostaja w hopkalicie i w czasie aktywacji redukuja tlenek miedzi obnizajac znacznie aktyw¬ nosc wyrobu.Wada dotychczasowych sposobów wytwarzania hopkalitu jest oddzielne wytwarzanie dwutlenku manganu, i tlenku miedzi a nastepnie mieszanie ich. ze soba, jak równiez wczesniejsze wytracanie mie¬ dzi w postaci zasadowego weglanu miedzi a na¬ stepnie dwutlenku manganu, poniewaz w zadnym z tych sposobów nie wystepuje adsorbowanie sie jednego skladnika hopkalitu na drugim. Czasteczki ich natomiast tworza duze zlepione plastry zawie¬ szone w wodzie. W czasie mieszania zawiesin wod¬ nych tylko czasteczki Mn02 bedace na krawedziach3 swych plastrów stykaja sie z czasteczkami zwiaz¬ ków miedzi znajdujacych sie na krawedziach swoich plastrów. Na tej drodze tylko czesc czaste- *" czek tlenku* miedzi doprowadza sie do kontaktu z* czasteczkami 'dwutlenku manganu, co powoduje ,- niepelne wykorzystanie masy katalistycznej.¦¦ Celem wynalazku jest usuniecie powyzszych wad i niedogodnosci pjrzez opracowanie takiego sposobu wytwarzania- hopkalitu, podczas którego mozna otrzymac hopkalit w jednym zbiorniku, o maksy¬ malnym stopniu rozproszenia czastek dwutlenku manganu w zawiesinie wodnej, optymalnym uwod¬ nieniu ich i strukturze bliskiej formie krystalicznej, w zlozu bardzo latwo przesaczalnym dla wody, maksymalnym kontakcie czastek MnO£ z CuO, oraz o strukturze dostepnej w calej swej objetosci.Sposób wedlug wynalazku polega na redukcji KMn04 w wodnym roztworze o temperaturze od 45 do 100°C za pomoca N£4HC08 lub C02iNH8 a na¬ stepnie traktowaniu roztworu HNO, lub H2S04 do, pH ponizej 7, wprowadzaniu do tego roztworu soli miedzi dwuwartosciowej rozpuszczalnej w wodzie i wytracaniu jej na powierzchni uprzednia otrzy¬ manego MnOz.Zastosowanie sposobu wedlug wynalazku pozwa¬ la na uzyskanie bardzo aktywnego dwutlenku man¬ ganu, ze stechiometryczna wydajnoscia, poniewaz redukcje nadmanganianu potasu prowadzi sie w al¬ kalicznym srodowisku wedlug reakcji: 2KMn01+2NH4HC08+q1=2Mn02+K2C08+ -H5H20+N2+C02—q2 q2qi W pierwszej fazie reakcji alkalicznosc roztworu wywoluje amoniak powstajacy z rozkladajacego sie w tej temperaturze weglanu amonu. Natomiast w miare przereagowania amoniaku powstaje K2COs i on utrzymuje alkalicznosc^ roztworu na odpowied¬ nim poziomie.. Reakcja ta jest sitnie egzotermiczna i tylko do zapoczatkowania jej dostarczane fest cieplo. Zasadnicza czesc redukcji przebiega blisko temperatury wrzenia r dwutlenek; manganu jest bardzo drobno ziarnisty, o równym, i optymalnym, stopniu uwodnienia, bliski fo-rmy krystalicznej, co decyduja o doskonalej fil¬ tracji dla wody w czacie plukania osadu od soli poreakcyjnych.Natomiast równomierny s,tQpien uwodnienia i for¬ ma ziarnista osadu bliska krystalicznej zapewnia hopkalitowi równomierna strulsfaire latwo dostepna w calej swej objetosci d*la przeplywajacych gazów.Mn02 jest zwiazkiem amlpA^y^znym i w roztworze alkalicznym: zachowuje, sie jaka kwas wiazac amo¬ niak. Aktywnosc Mn02 rosnie wraz z jego czystos¬ cia wiec traktowanie kwasem na przyklad HaS04 powoduje oczyszczane MnO* od amoniaku, a po¬ nadto powoduje rozklad I^CO* * wysycenie, roztwo¬ ru C02 co ma dodatnie znaczenie dla wytracania miedzi w postaci Cu(0^)2-CuC08.Zwiekszona aktywnosc hopkalitu uzyskano rów¬ niez dzieki rozpuszczaniu soli miedzi dwuwartps- LDA — Z/akl. 2 — 9 944 4 * ciowej w wodzie z uprzednio wytraconym Mn02 posiadajacym duza zdolnosc adsorbowania na swej powierzchni rozpuszczonej soli miedzi. Dzieki temu w czasie wytracania miedzi w postaci Cu(OH)2 'CuCOs zostaje ona osadzona wprost na powierzch¬ ni czasteczek Mn02. Sposób wytwarzania hopkalitu wedlug wynalazku pozwala na uzyskanie hopkalitu o aktywnosci wyzszej 0 80% i wytrzymalosci wyz¬ szej o 15% od dotychczas znanych i produkowanych hopkalitów.Przedmiot wynalazku zostanie blizej przedsta¬ wiony w przykladzie zastosowania.Przyklad 1. Do 0,5 dm3 wody o tempera¬ turze 50°C wprowadza sie 75 g KMn04» a po jego rozpuszczeniu dodaje sie 65 g NH4HCOg i ogrzewa do 63°C. Po osiagnieciu tej temperatury ogrzewanie przerywa sie, a reakcja biegnie z jednoczesnym dalszym wzrostem temperatury az do calkowitego zaniku KMn04 w roztworze. Roztwór ochladza sie _,J?° i zakwasza 50%-wym HgSC^ da pH — 3. Do roztwo¬ ru wprowadza sie 65 g CuS045H20 i po rozpuszcze¬ niu go wytraca sie miedz w postaci Cu(OH)2-CuC08 za pomoca 70 g NaHCQ8, po czym saczy sie i plucze do zaniku jonów S04, nastepnie podsusza do za- wartosci wilgoci od 14 do 16% w surowym pyle hopkalitowym z którego formuje sie okreslonej wielkosci ziarna i aktywuje sie je w 180°C przez 3 godziny. W czasie aktywacji nastepuje rozklad Cu(OH)2-CuC03 do CuO oraz usuniecie wilgoci z ziarn hopkalitu.Przyklad 2. Do 0,5 dm3 wody o tempera¬ turze 45°C wprowadza sie 75 g KMn04 a po jego rozpuszczeniu dodaje sie 16 g NH8 i 50 g C02 oraz ogrzewa do 65°C. Fo osiagnieciu tej temperatury ' ogrzewania przerywa sie, a reakcja biegnie z jed¬ noczesnym dalszym wzrostem temperatury az do calkowitego zaniku KMn04 w roztworze.Roztwór ochladza sie i zakwasza 50%-wym EgS04 do pH-3. Do roztworu wprowadza sie 65 g 40 CuS045H20 i po rozpuszczeniu go wytraca sie miedz w postaci Cu(GH)2-CuCOfc za pomoca 65 g NH4HC08, po czym saczy sie i plucze do zaniku jonów S04, nastepnie podsusza sie do zawartosci wilgoci ód 14 do 16% w surowym pyle hopkalitowym, z którego 45 formuje sie okreslonej wielkosci ziarna i aktywuje sie je w 1$0°C przez 3 godziny. W czasie aktywacji nastepuje rozklad CuCOH^uCOj do CuO oraz usu- . nieaie wilgoci z ziarn hopkalitu. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania hopkalitu w wodnych roz¬ tworach na drodze; laczenia Mn02 i CuO, znamien¬ ny ljyE&, ze najpierw redukuje sie KMn04 w nasy¬ conym roztworze wodnym o temperaturze od 45 do 55 100°C za pomoca NH^HCO, lub C02 i NH8, a na¬ stepnie otrzymany roztwór z zawiesina Mn02 trak¬ tuje sie HN03 lub H2S04 do pH ponizej 7 i wpro¬ wadza do niego rozpuszczalna w wodzie sól miedzi dwuwartosciowej, która osadza sie na powierzchni 60 uprzednio otrzymanego MnQ2. zam. 2163/78 — 100 egz. Cena 45 zl PL