RU2038291C1

RU2038291C1 - Method of sodium dithionite producing

Info

Publication number: RU2038291C1
Application number: RU92000583A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Шварцман; В.В. Тараторкин; В.М. Ражев; Е.А. Крашковец
Original assignee: Шварцман Юрий Абрамович
Priority date: 1992-10-15
Filing date: 1992-10-15
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: chemical technology. SUBSTANCE: method involves treatment of zinc powder with sulfur dioxide gas in liquid phase, interaction of zinc dithionite formed with sodium hydroxide, zinc hydroxide separation, sodium dithionite salting out from the solution, separation and drying product. Before zinc powder adding sulfur dioxide gas is added to the liquid phase at the dose 0.1-5% of its total quantity. EFFECT: increased yield of sodium dithionite (as zinc and sulfur dioxide gas), simplified process. 1 tbl

Description

Изобретение относится к химической технологии неорганических солей, в частности к способам получения дитионита натрия. The invention relates to the chemical technology of inorganic salts, in particular to methods for producing sodium dithionite.

Известен способ получения дитионита натрия, включающий суспендирование цинкового порошка в воде, обработку суспензии сернистым газом с получением раствора дитионита цинка, взаимодействие его с едким натром с образованием дитионита натрия и гидроксида цинка, отделение последнего фильтрацией, кристаллизацию дигидрата дитионита натрия, перекристаллизацию его в безводный дитионит натрия, отделение кристаллов и сушку продукта (Технология сульфитов. М. Химия, 1984, с.118-124). В данном способе обработку цинкового порошка сернистым газом начинают после суспендирования в воде заданного количества цинкового порошка, т.е. при избытке цинка в жидкой фазе 100% а заканчивают при избытке цинка, близком к нулю. В этом способе выход дитионита цинка составляет 87,3-91,9% по цинку и 83,0-87,4% по сернистому газу. Выход дитионита натрия ссставляет 60,4-65,4% по цинку и 57,4-62,2% по сернистому газу. A known method of producing sodium dithionite, including the suspension of zinc powder in water, treatment of the suspension with sulfur dioxide to obtain a solution of zinc dithionite, its interaction with sodium hydroxide to form sodium dithionite and zinc hydroxide, separation of the latter by filtration, crystallization of sodium dithionite dihydrate, its recrystallization to anhydrous dithionite sodium, separation of crystals and drying of the product (Technology of sulfites. M. Chemistry, 1984, p.118-124). In this method, the treatment of zinc powder with sulfur dioxide begins after suspending a predetermined amount of zinc powder in water, i.e. with an excess of zinc in the liquid phase of 100% and end with an excess of zinc, close to zero. In this method, the yield of zinc dithionite is 87.3-91.9% for zinc and 83.0-87.4% for sulfur dioxide. The yield of sodium dithionite is 60.4-65.4% for zinc and 57.4-62.2% for sulfur dioxide.

Недостатком такого способа является относительно низкий выход дитионита натрия по цинку и сернистому газу вследствие относительно низкого выхода дитионита цинка. The disadvantage of this method is the relatively low yield of sodium dithionite for zinc and sulfur dioxide due to the relatively low yield of zinc dithionite.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения дитионита натрия, включающий обработку сернистым газом суспензии цинкового порошка, избыток которого в жидкой фазе составляет 10-30% от стехиометрии, отделение непрореагировавшего цинка от раствора и возврат его на стадию обработки суспензии цинкового порошка, взаимодействие раствора дитионита цинка с едким натром с образованием дитионита натрия и гидроксида цинка, отделение последнего, кристаллизацию дигидрата дитионита натрия, перекристаллизацию его в безводный дитионит натрия, отделение кристаллов и сушку продута (авт.св. СССР N 947033, кл. С 01 В 17/62, 1982). В этом способе при обработке цинкового порошка сернистым газом поддерживают постоянный избыток цинка на заданном уровне. Выход дитионита цинка составляет 93-96,5% по цинку и 88,5-91,8% по сернистому газу. Выход дитионита натрия составляет 65-76,5% по цинку и 61,6-72,8% по сернистому газу. The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method for producing sodium dithionite, comprising treating a suspension of zinc powder with sulfur dioxide, the excess of which in the liquid phase is 10-30% of stoichiometry, separating unreacted zinc from the solution and returning it to the stage of processing the zinc suspension powder, the interaction of a solution of zinc dithionite with sodium hydroxide to form sodium dithionite and zinc hydroxide, separation of the latter, crystallization of sodium dithionite dihydrate , recrystallization of it in anhydrous sodium dithionite, separation of crystals and drying of the product (ed. St. USSR N 947033, CL 01 01/17/62, 1982). In this method, when zinc powder is treated with sulfur dioxide, a constant excess of zinc is maintained at a predetermined level. The yield of zinc dithionite is 93-96.5% for zinc and 88.5-91.8% for sulfur dioxide. The yield of sodium dithionite is 65-76.5% for zinc and 61.6-72.8% for sulfur dioxide.

Недостатками этого способа являются сложность его осуществления, обусловленная необходимостью отделения и возврата избытка цинка, а также относительно низкий выход дитионита натрия по цинку и сернистому газу вследствие относительно низкого выхода дитионита цинка. The disadvantages of this method are the complexity of its implementation, due to the need to separate and return excess zinc, as well as the relatively low yield of sodium dithionite in zinc and sulfur dioxide due to the relatively low yield of zinc dithionite.

Задачей изобретения является упрощение процесса за счет исключения отделения непрореагировавшего цинка и возврата его на стадию обработки суспензии цинкового порошка, а также увеличение выхода дитионита натрия по цинку и сернистому газу. The objective of the invention is to simplify the process by eliminating the separation of unreacted zinc and returning it to the stage of processing a suspension of zinc powder, as well as increasing the yield of sodium dithionite in zinc and sulfur dioxide.

Задача решается предлагаемым способом, включающим обработку цинкового порошка сернистым газом в в жидкой фазе, взаимодействие образующегося дитионита цинка с едким натром, отделение гидроксида цинка, высаливание дитионита натрия из раствора, отделение кристаллов и сушку продукта, где 0,1-5% сернистого газа от его общего количества вводят в жидкую фазу до введения цинкового порошка. The problem is solved by the proposed method, including the processing of zinc powder with sulfur dioxide in the liquid phase, the interaction of the resulting zinc dithionite with sodium hydroxide, separation of zinc hydroxide, salting out of sodium dithionite from the solution, separation of crystals and drying of the product, where 0.1-5% of sulfur dioxide from its total amount is introduced into the liquid phase before the introduction of zinc powder.

Существенными отличительными признаками, характеризующими предлагаемый способ, являются изменение последовательности введения реагентов, введение 0,1-5% сернистого газа в жидкую фазу от его общего количества. The essential distinguishing features characterizing the proposed method are the change in the sequence of introduction of the reagents, the introduction of 0.1-5% sulfur dioxide in the liquid phase of its total amount.

Совокупность существенных отличий предлагаемого изобретения позволяет упростить процесс получения дитионита натрия за счет исключения стадии отделения непрорегагировавшего цинка от раствора и возврата его на стадию обработки суспензии цинкового порошка и увеличить выход дитионита натрия до 78-80% по цинку и до 74,2-76,1% по сернистому газу. The combination of significant differences of the present invention allows to simplify the process of obtaining sodium dithionite by eliminating the stage of separation of unreacted zinc from the solution and returning it to the stage of processing a suspension of zinc powder and increasing the yield of sodium dithionite to 78-80% in zinc and to 74.2-76.1 % sulfur dioxide.

Техническим результатом введения 0,1-5% сернистого газа от его общего количества в жидкую фазу до введения цинкового порошка является уменьшение разложения дитионита цинка на начальной стадии процесса, что приводит к увеличению выхода его по цинку и сернистому газу и соответственно увеличению выхода дитионита натрия по цинку и сернистому газу. The technical result of introducing 0.1-5% of sulfur dioxide from its total amount into the liquid phase before introducing zinc powder is to reduce the decomposition of zinc dithionite at the initial stage of the process, which leads to an increase in its output in zinc and sulfur dioxide and, accordingly, an increase in the yield of sodium dithionite by zinc and sulfur dioxide.

Способ получения дитионита натрия осуществляют следующим образом. The method of producing sodium dithionite is as follows.

В реактор с циркуляцией раствора заливают жидкость и вводят сернистый газ. После введения 0,1-5% сернистого газа от его общего количества начинают подавать цинковый порошок. После подачи в жидкость заданного количества сернистого газа и цинкового порошка полученный раствор дитионита цинка сливают в следующий реактор, в который заранее заливают раствор едкого натра. Образующуюся суспензию гидроксида цинка разделяют на фильтре, осадок промывают водой, которую объединяют с фильтратом. Из образующегося раствора высаливают при охлаждении поваренной солью дигидрат дитионита натрия, декантируют часть маточного раствора и перекристаллизовывают дигидрат в безводный дитионит натрия нагреванием суспензии кристаллов выше температуры превращения. Кристаллы отделяют от маточного раствора, который возвращают для повторного использования, промывают спиртом и сушат в вакуум-сушилке. Liquid is poured into the reactor with a solution circulation and sulfur dioxide is introduced. After the introduction of 0.1-5% sulfur dioxide of its total amount, zinc powder begins to be supplied. After supplying a predetermined amount of sulfur dioxide and zinc powder to the liquid, the resulting zinc dithionite solution is poured into the next reactor, into which sodium hydroxide solution is poured in advance. The resulting suspension of zinc hydroxide is separated on the filter, the precipitate is washed with water, which is combined with the filtrate. The sodium dithionite dihydrate is salted out from the resulting solution upon cooling with sodium chloride, a part of the mother liquor is decanted and the dihydrate is recrystallized into anhydrous sodium dithionite by heating the crystal suspension above the transformation temperature. The crystals are separated from the mother liquor, which is returned for reuse, washed with alcohol and dried in a vacuum dryer.

П р и м е р 1. В реактор подают 0,1 м³ раствора дитионита цинка, в который вводят 0,096 кг сернистого газа, что составляет 0,1% от его общего количества. Затем в реактор начинают вводить цинковый порошок и воду, продолжая вводить сернистый газ. Всего вводят 49,6 кг цинкового порошка, содержащего 94% металлического цинка и 6% окиси цинка, 250 кг воды и 96 кг сернистого газа (в пересчете на 100%). Выход дитионита цинка составляет 97,0% по цинку и 92,3% по сернистому газу. Из образующегося раствора 0,1 м³ используют в качестве жидкой фазы для введения сернистого газа и цинкового порошка, оставшийся раствор дитионита цинка обрабатывают раствором едкого натра, гидроксид цинка отделяют фильтрацией, из фильтрата кристаллизуют дитионит натрия, отделяют и сушат кристаллы. Получают 96,8 кг дитионита натрия (в пересчете на 100% ). Выход дитионита натрия составляет 78,0% по цинку и 74,2% по сернистому газу.PRI me R 1. In the reactor serves 0.1 m ^{3 a} solution of zinc dithionite, which injected 0,096 kg of sulfur dioxide, which is 0.1% of its total amount. Then zinc powder and water are introduced into the reactor while continuing to introduce sulfur dioxide. A total of 49.6 kg of zinc powder is introduced, containing 94% of metallic zinc and 6% of zinc oxide, 250 kg of water and 96 kg of sulfur dioxide (in terms of 100%). The yield of zinc dithionite is 97.0% for zinc and 92.3% for sulfur dioxide. From the resulting solution, 0.1 m ^{3 is} used as the liquid phase for introducing sulfur dioxide and zinc powder, the remaining zinc dithionite solution is treated with sodium hydroxide solution, zinc hydroxide is separated by filtration, sodium dithionite is crystallized from the filtrate, crystals are separated and dried. Obtain 96.8 kg of sodium dithionite (in terms of 100%). The yield of sodium dithionite is 78.0% for zinc and 74.2% for sulfur dioxide.

П р и м е р 2. В реактор подают 1 м³ воды и 19,0 кг сернистого газа, что составляет 5% от его общего количества, после чего подают цинковый порошок, продолжая подачу сернистого газа, Всего подают 196,2 кг цинкового порошка, указанного в примере 1 состава, и 379,4 кг сернистого газа (в пересчете на 100% ), после чего заканчивают дозировку реагентов. Выход дитионита цинка составляет 99% по цинку и 94,2% по сернистому газу. Раствор дитионита цинка обрабатывают как указано в примере 1. Получают 392,5 кг дитионита натрия (в пересчете на 100%). Выход дитионита натрия составляет 80,0% по цинку и 76,1% по сернистому газу.PRI me R 2. In the reactor serves 1 m ³ water and 19.0 kg of sulfur dioxide, which is 5% of its total amount, after which zinc powder is fed, while continuing to supply sulfur dioxide, A total of 196.2 kg of zinc the powder specified in example 1 composition, and 379.4 kg of sulfur dioxide (in terms of 100%), after which the dosage of the reagents is completed. The yield of zinc dithionite is 99% for zinc and 94.2% for sulfur dioxide. The zinc dithionite solution is treated as described in Example 1. 392.5 kg of sodium dithionite are obtained (in terms of 100%). The yield of sodium dithionite is 80.0% for zinc and 76.1% for sulfur dioxide.

П р и м е р 3. При осуществлении способа в непрерывном режиме процесс получения дитионита цинка ведут в каскаде из двух реакторов. В первый реактор подают 1500 кг/ч воды и 17,4 кг/ч сернистого газа, что составляет 3% от его количества. Раствор поступает во второй реактор, в который подают 300 кг/ч цинкового порошка, указанного в примере 1 состава, и 563 кг/ч сернистого газа (в пересчете на 100%). Раствор дитионита цинка выводят из второго реактора и обрабатывают как указано в примере 1. Получают 596,5 кг дитионита натрия (в пересчете на 100%). Выход дитионита цинка составляет 98,5% по цинку и 93,7% по сернистому газу. Выход дитионита натрия составляет 79,5% по цинку и 75,6% по сернистому газу. PRI me R 3. When implementing the method in a continuous mode, the process of producing zinc dithionite is carried out in a cascade of two reactors. 1500 kg / h of water and 17.4 kg / h of sulfur dioxide, which is 3% of its amount, are fed into the first reactor. The solution enters the second reactor, which serves 300 kg / h of zinc powder, specified in example 1 composition, and 563 kg / h of sulfur dioxide (in terms of 100%). A solution of zinc dithionite is removed from the second reactor and processed as described in example 1. Receive 596.5 kg of sodium dithionite (in terms of 100%). The yield of zinc dithionite is 98.5% for zinc and 93.7% for sulfur dioxide. The yield of sodium dithionite is 79.5% for zinc and 75.6% for sulfur dioxide.

Аналогичным образом были проведены опыты в предлагаемых интервалах параметров и при значениях параметров, выходящих за указанные интервалы. В таблице представлены результаты опытов, обосновывающие предлагаемые интервалы параметров, а также для сравнительного анализа приведены данные прототипа (пример 6). Similarly, experiments were carried out in the proposed parameter intervals and with parameter values beyond the indicated intervals. The table presents the results of the experiments justifying the proposed intervals of the parameters, as well as for a comparative analysis of the data of the prototype (example 6).

Как видно из таблицы, при введении сернистого газа в количестве, меньшем, чем в предлагаемом интервале (пример 1), выход дитионитов цинка и натрия снижается до значений, меньших, чем в известном способе, что связано с более интенсивным разложением дитионита цинка в начальной стадии его получения. Примеры 2-4 иллюстрируют введение процесса в предлагаемом интервале количества сернистого газа. При введении сернистого газа в количестве, большем, чем в предлагаемом интервале (пример 5), выход дитионитов цинка и натрия уменьшается до значений, меньших, чем в известном способе, что связано с взаимодействием дитионита цинка с сернистым газом при повышенной кислотности жидкой фазы. As can be seen from the table, with the introduction of sulfur dioxide in an amount less than in the proposed interval (example 1), the yield of zinc and sodium dithionites decreases to values lower than in the known method, which is associated with a more intensive decomposition of zinc dithionite in the initial stage its receipt. Examples 2-4 illustrate the introduction of the process in the proposed range of the amount of sulfur dioxide. With the introduction of sulfur dioxide in an amount greater than in the proposed range (example 5), the yield of zinc dithionites and sodium decreases to values lower than in the known method, which is associated with the interaction of zinc dithionite with sulfur dioxide with increased acidity of the liquid phase.

Claims

METHOD FOR PRODUCING SODIUM DITHIONITE, including treating zinc powder with sulfur dioxide in the liquid phase, reacting the resulting zinc dithionite with sodium hydroxide, separating zinc hydroxide, salting out sodium dithionite from the solution, separating and drying the product, characterized in that the liquid phase is pre-mixed with zinc powder enter 0.1 to 5 about. sulfur dioxide from its total amount.