RU2537607C1 - Method of barium nitrate purification - Google Patents
Method of barium nitrate purification Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537607C1 RU2537607C1 RU2013138165/05A RU2013138165A RU2537607C1 RU 2537607 C1 RU2537607 C1 RU 2537607C1 RU 2013138165/05 A RU2013138165/05 A RU 2013138165/05A RU 2013138165 A RU2013138165 A RU 2013138165A RU 2537607 C1 RU2537607 C1 RU 2537607C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- barium nitrate
- hour
- solution
- distilled water
- filtered
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения нитратов щелочноземельных металлов, в частности бария нитрата, который в виде чистого продукта применяется в оптике и электротехнической промышленности.The invention relates to methods for producing nitrates of alkaline earth metals, in particular barium nitrate, which in the form of a pure product is used in optics and the electrical industry.
Бария нитрат находит широкое применение в различных областях промышленности: в качестве химического реактива, для получения других солей бария, в пиротехнике, а также в наиболее прогрессивных областях техники, в частности в оптическом стекловарении. Так, для химических продуктов, применяемых в оптическом стекловарении, очень важным является его чистота, выражаемая содержанием основного вещества и лимитируемых примесей. Для рассматриваемого соединения - бария нитрата, квалификации х.ч. (химически чистого), согласно ГОСТ 3777, к таким требованиям относятся: содержание основного вещества - не менее 99,5% масс., содержание лимитируемых примесей, не более, (% масс.): нерастворимых в воде веществ - 5·10-3, хлоридов - 3·10-4, железа - 2·10-4, калия и натрия - 1·10-2, кальция и стронция - 5·10-2, тяжелых металлов - 5·10-4, а также pH раствора препарата с массовой долей 5% на уровне 5,0-7,0.Barium nitrate is widely used in various fields of industry: as a chemical reagent, to obtain other barium salts, in pyrotechnics, as well as in the most advanced fields of technology, in particular in optical glassmaking. So, for chemical products used in optical glass melting, its purity, expressed by the content of the basic substance and limited impurities, is very important. For the compound in question - barium nitrate, qualification (chemically pure), according to GOST 3777, these requirements include: the content of the main substance is not less than 99.5% by mass, the content of limited impurities, not more, (% by mass): water-insoluble substances - 5 · 10 -3 chlorides - 3 · 10 -4 , iron - 2 · 10 -4 , potassium and sodium - 1 · 10 -2 , calcium and strontium - 5 · 10 -2 , heavy metals - 5 · 10 -4 , as well as the pH of the solution drug with a mass fraction of 5% at the level of 5.0-7.0.
Чистота используемого бария нитрата зависит от методов его получения. В качестве исходных продуктов при синтезе бария нитрата используют, например, бария сульфид (SU 454176, C01F 11/40, 1974), бария хлорид (US 2269000, 23-102, 1942; JP 75015235, C01D 7/08, 1975), но в этом случае конечный продукт получается с завышенным содержанием хлоридов и сульфидов. Существует ряд способов получения бария нитрата с использованием ионообменных смол (GB 1017341, C01D 7/07, 1962) и цеолита (PL 51472, C01D 7/07, 1969). Однако данные используемые методы не позволяют получать бария нитрат требуемой чистоты. Как следует из опубликованных информационных источников, наиболее применимой является кристаллизационная очистка бария нитрата. При этом в большинстве случаев получают бария нитрат в виде кристаллического продукта посредством ввода азотной кислоты в насыщенный раствор бария нитрата. Например, известно получение кристаллов бария нитрата, осуществляемое кристаллизацией насыщенного раствора бария нитрата при вводе концентрированной азотной кислоты при 9-11%-ном пересыщении кристаллизуемого раствора (SU 674987, C01D 7/18, 1979). Количество вводимой кислоты в данном способе предлагается проводить по специально разработанной программе, в которой оно рассчитывается по формуле, в которую входят такие величины, как плотность исходных растворов соли и кислоты, текущий и начальный объем раствора, интервал дозирования и концентрация соли в системе. Содержание лимитируемых примесей в продукте, получаемом данным способом, составляет (% масс.): Cu - 2·10-5, Cu, Cr, Со, Mn, Ni, V - 5·10-6. Хотя данным способом и получается довольно чистый продукт, сам способ не технологичен, поскольку существуют определенные сложности при поддержании на постоянном уровне степени пересыщения раствора. Аналогом данного способа является известный способ получения кристаллов технического бария нитрата двухстадийной обработкой раствора бария нитрата азотной кислотой и кристаллизацией до достижения определенной концентрации бария нитрата: сначала 9,5-10,5 мас.%, а потом 5-6 масс.%. (SU 973480, C01F 11/36, 1982). Данным способом получают бария нитрат, содержащий примеси (масс.%): Fe - 3·10-4, Ni, Со, Cu, Cr - на уровне 1·10-6 масс.%. Однако данный процесс довольно трудоемок и экономически не выгоден, поскольку он многостадиен и требует дополнительного оборудования для утилизации маточников.The purity of the barium nitrate used depends on the methods for its preparation. As the starting products in the synthesis of barium nitrate, for example, barium sulfide (SU 454176, C01F 11/40, 1974), barium chloride (US 2269000, 23-102, 1942; JP 75015235, C01D 7/08, 1975) are used, but in this case, the final product is obtained with an overestimated content of chlorides and sulfides. There are a number of methods for producing barium nitrate using ion exchange resins (GB 1017341, C01D 7/07, 1962) and zeolite (PL 51472, C01D 7/07, 1969). However, these methods used do not allow to obtain barium nitrate of the required purity. As follows from published information sources, the most applicable is the crystallization purification of barium nitrate. However, in most cases, barium nitrate is obtained in the form of a crystalline product by introducing nitric acid into a saturated solution of barium nitrate. For example, it is known to obtain crystals of barium nitrate by crystallizing a saturated solution of barium nitrate by adding concentrated nitric acid with a 9-11% supersaturation of the crystallized solution (SU 674987, C01D 7/18, 1979). The amount of acid introduced in this method is proposed to be carried out according to a specially developed program in which it is calculated by the formula, which includes such values as the density of the initial salt and acid solutions, the current and initial volume of the solution, the dosage interval and the salt concentration in the system. The content of limited impurities in the product obtained by this method is (% wt.): Cu - 2 · 10 -5 , Cu, Cr, Co, Mn, Ni, V - 5 · 10 -6 . Although this method produces a fairly pure product, the method itself is not technological, since there are certain difficulties in maintaining the degree of supersaturation of the solution at a constant level. An analogue of this method is a known method for producing industrial barium nitrate crystals by two-stage processing of a solution of barium nitrate with nitric acid and crystallization to achieve a certain concentration of barium nitrate: first 9.5-10.5 wt.%, And then 5-6 wt.%. (SU 973480, C01F 11/36, 1982). This method produces barium nitrate containing impurities (wt.%): Fe - 3 · 10 -4 , Ni, Co, Cu, Cr - at the level of 1 · 10 -6 wt.%. However, this process is quite laborious and not economically profitable, since it is multi-stage and requires additional equipment for the disposal of mother liquors.
Данный метод применяется и в опубликованном китайском патенте для получения особо чистого бария нитрата с лимитированным содержанием стронция до (1,3-1,8)·10-4 масс.% (CN 102583489, C01F 11/38, 2012). Согласно данному патенту к раствору бария нитрата при температуре 85-90°C добавляется концентрированная азотная кислота до pH 2,0-2,5, а затем бария карбонат до pH 4,5-5,0, после чего осуществляется фильтрация и промывка ионизированной водой и сушка.This method is also used in a published Chinese patent to obtain highly pure barium nitrate with a limited strontium content of up to (1.3-1.8) · 10 -4 wt.% (CN 102583489, C01F 11/38, 2012). According to this patent, concentrated nitric acid is added to a solution of barium nitrate at a temperature of 85-90 ° C to a pH of 2.0-2.5, and then barium carbonate to a pH of 4.5-5.0, followed by filtration and washing with ionized water and drying.
В другом способе, выбранном в качестве прототипа, спектрально чистый бария нитрат получают очисткой технического твердого бария нитрата (CN 101891232, C01F 11/36, 2010). Для этого исходный бария нитрат растворяют в дистиллированной воде, а затем, аналогично рассмотренным выше способам, раствор бария нитрата обрабатывают азотной кислотой и выделенные фильтрацией кристаллы сушат, применяя распылительную сушку. Основным недостатком данного способа, как и его аналогов, можно назвать применение в процессе азотной кислоты, что делает процесс экологически не безопасным, что отрицательно влияет на возможность его промышленного применения.In another method selected as a prototype, spectrally pure barium nitrate is obtained by purification of technical solid barium nitrate (CN 101891232, C01F 11/36, 2010). For this, the initial barium nitrate is dissolved in distilled water, and then, similarly to the methods described above, the barium nitrate solution is treated with nitric acid and the crystals separated by filtration are dried using spray drying. The main disadvantage of this method, as well as its analogues, can be called the use of nitric acid in the process, which makes the process environmentally unsafe, which negatively affects the possibility of its industrial use.
Для создания экономичной, эффективной и промышленно применимой технологии получения чистого бария нитрата, обеспечивающей получение продукта, соответствующего требованиям, предъявляемым к продуктам для оптического стекловарения, предлагается новый способ очистки бария нитрата.To create an economical, efficient, and industrially applicable technology for the production of pure barium nitrate, which provides a product that meets the requirements for optical glass melting products, a new method for purifying barium nitrate is proposed.
Предлагаемый способ очистки бария нитрата осуществляют растворением исходного твердого бария нитрата в дистиллированной воде, проводимом при перемешивании и при нагревании до 95°C, последующей фильтрацией образовавшегося раствора бария нитрата и затем его политермической кристаллизацией, которую проводят в две стадии: сначала при снижении температуры с 95 до 60°C со скоростью 8-10 град/час, а затем при снижении температуры с 60 до 25°C со скоростью 12-15 град/час, после чего полученные кристаллы отфильтровывают, промывают дистиллированной водой и сушат при 100-110°C.The proposed method for the purification of barium nitrate is carried out by dissolving the original solid barium nitrate in distilled water, carried out with stirring and heating to 95 ° C, followed by filtering the resulting solution of barium nitrate and then polythermal crystallization, which is carried out in two stages: first, when the temperature is lowered from 95 to 60 ° C at a speed of 8-10 degrees / hour, and then when the temperature drops from 60 to 25 ° C at a speed of 12-15 degrees / hour, after which the obtained crystals are filtered off, washed with distilled water and dried at 100-110 ° C.
Очистке фильтрацией с последующей политермической кристаллизацией подвергают предварительно полученный раствор нитрата бария, предпочтительно, имеющий 23,5-25,5%-ную концентрацию.Purification by filtration followed by polythermal crystallization is subjected to a previously prepared solution of barium nitrate, preferably having a 23.5-25.5% concentration.
Основным существенным признаком предлагаемого способа является применение так называемого метода политермической кристаллизации, который осуществляется в две стадии: сначала с температурным шагом от 95 до 60°C со скоростью 8-10 град/час, а затем с температурным шагом от 60 до 25°C и со скоростью 12-15 град/час. После этого полученные кристаллы отфильтровывают, промывают и сушат при 100-110°C.The main essential feature of the proposed method is the use of the so-called polythermal crystallization method, which is carried out in two stages: first with a temperature step from 95 to 60 ° C at a speed of 8-10 degrees / hour, and then with a temperature step from 60 to 25 ° C and at a speed of 12-15 degrees / hour. After that, the obtained crystals are filtered off, washed and dried at 100-110 ° C.
Исходный твердый бария нитрат технический растворяют при перемешивании в дистиллированной воде, поднимая температуру до 95°C до образования 23,5-25,5%-ного раствора бария нитрата, что соответствует максимальной растворимости бария нитрата в воде при данной температуре.The original solid barium nitrate technical is dissolved with stirring in distilled water, raising the temperature to 95 ° C until a 23.5-25.5% solution of barium nitrate is formed, which corresponds to the maximum solubility of barium nitrate in water at this temperature.
Процесс кристаллизации проводится при непрерывном перемешивании, например механической мешалкой. Предлагаемый способ включает стадию сушки продукта при температуре 100-110°C. Для процесса сушки, например, используется сушилка типа СК - 1000 L.The crystallization process is carried out with continuous stirring, for example with a mechanical stirrer. The proposed method includes the stage of drying the product at a temperature of 100-110 ° C. For the drying process, for example, a type SK - 1000 L dryer is used.
Данные условия подобраны экспериментально. Снижение или увеличение заявленных технологических параметров приводит к снижению производительности процесса или ухудшению качества продукта, что подтверждается таблицами 1 и 2.These conditions are selected experimentally. A decrease or increase in the declared technological parameters leads to a decrease in the productivity of the process or to a deterioration in the quality of the product, which is confirmed by tables 1 and 2.
Ниже изобретение иллюстрируется следующими примерами и таблицами.Below the invention is illustrated by the following examples and tables.
Пример 1Example 1
В реактор, снабженный мешалкой, заливают дистиллированную воду в количестве 0,6 л. Отдельными порциями при непрерывном перемешивании загружают 126 г бария нитрата технического (ГОСТ 1713). Процесс кристаллизации проводится при непрерывном перемешивании, температуру в реакторе плавно поднимают до 95°C. Процесс растворения заканчивают через 30 минут. Горячий 23,5%-ный раствор подвергают фильтрации на нутч-фильтре. В дальнейшем фильтрат охлаждают ступенчато от 95 до 60°C со скоростью 8-10 град/час от 60 до 25°C со скоростью 12-15 град/час. Полученные кристаллы фильтруют и промывают дистиллированной водой, после чего кристаллы бария нитрата сушат при температуре 100-110°C до постоянного веса. Получают 71,4 г бария нитрата с выходом 58,4% от теории, содержание основного вещества 99,8 масс.%, а производительность 12,3 г/час. Содержание лимитируемых примесей соответствует ГОСТ 3777 на бария нитрат х.ч.0.6 l of distilled water is poured into a reactor equipped with a stirrer. 126 g of barium technical nitrate (GOST 1713) are loaded in separate portions with continuous stirring. The crystallization process is carried out with continuous stirring, the temperature in the reactor is gradually raised to 95 ° C. The dissolution process is completed after 30 minutes. A hot 23.5% solution is filtered on a suction filter. Subsequently, the filtrate is cooled stepwise from 95 to 60 ° C at a speed of 8-10 degrees / hour from 60 to 25 ° C at a speed of 12-15 degrees / hour. The resulting crystals are filtered and washed with distilled water, after which the crystals of barium nitrate are dried at a temperature of 100-110 ° C to constant weight. 71.4 g of barium nitrate are obtained with a yield of 58.4% of theory, the basic substance content is 99.8 mass%, and the productivity is 12.3 g / h. The content of limited impurities corresponds to GOST 3777 on barium nitrate
Остальные примеры проводят аналогично примеру 1, изменяя только числовые показатели процесса на стадии политермической кристаллизации.The remaining examples are carried out analogously to example 1, changing only the numerical indicators of the process at the stage of polythermal crystallization.
Пример 2Example 2
25,5%-ный фильтрат бария нитрата охлаждают ступенчато с 95 до 60°C со скоростью 5-7 град/час, а с 60 до 25°C со скоростью 12-15 град/час. Получают продукт с выходом 58,4%, содержание основного вещества 99,8 масс.%, а производительность 9,8 г/час. Содержание лимитируемых примесей соответствует ГОСТ 3777 на бария нитрат х.ч.25.5% barium nitrate filtrate is cooled in steps from 95 to 60 ° C at a rate of 5-7 degrees / hour, and from 60 to 25 ° C at a speed of 12-15 degrees / hour. A product is obtained with a yield of 58.4%, a basic substance content of 99.8 mass%, and a productivity of 9.8 g / h. The content of limited impurities corresponds to GOST 3777 on barium nitrate
Пример 3Example 3
23,5%-ный фильтрат бария нитрата охлаждают ступенчато с 95 до 60°C со скоростью 8-10 град/час, а с 60-до 25°C со скоростью 8-10 град/час. Получают продукт с выходом 58,4%, содержание основного вещества 99,8 масс.%, а производительность 10,2 г/час. Содержание лимитируемых примесей соответствует ГОСТ 3777 на бария нитрат х.ч.23.5% barium nitrate filtrate is cooled in steps from 95 to 60 ° C at a speed of 8-10 degrees / hour, and from 60 to 25 ° C at a speed of 8-10 degrees / hour. A product is obtained with a yield of 58.4%, a basic substance content of 99.8 mass%, and a productivity of 10.2 g / hour. The content of limited impurities corresponds to GOST 3777 on barium nitrate
Пример 4Example 4
23,5%-ный фильтрат бария нитрата охлаждают ступенчато с 95 до 60°C со скоростью 8-10 град/час, а с 60 до 25°C со скоростью 16-18 град/час. Получают продукт с выходом 58,0%, содержание основного вещества 99,5 масс.%, а производительность 13,1 г/час. Содержание лимитируемых примесей не соответствует ГОСТ 3777 на бария нитрат х.ч.23.5% barium nitrate filtrate is cooled stepwise from 95 to 60 ° C at a speed of 8-10 degrees / hour, and from 60 to 25 ° C at a speed of 16-18 degrees / hour. A product is obtained with a yield of 58.0%, a basic substance content of 99.5 mass%, and a productivity of 13.1 g / hour. The content of limited impurities does not comply with GOST 3777 on barium nitrate
Пример 5Example 5
23,5%-ный фильтрат бария нитрата охлаждают ступенчато с 95 до 60°C со скоростью 12-15 град/час, а с 60 до 25°С со скоростью 12-15 град/час. Получают продукт с выходом 58,0%, содержание основного вещества 99,5 масс.%, а производительность 15,5 г/час. Содержание лимитируемых примесей не соответствует ГОСТ 3777 на бария нитрат х.ч.23.5% barium nitrate filtrate is cooled stepwise from 95 to 60 ° C at a speed of 12-15 deg / h, and from 60 to 25 ° C at a speed of 12-15 deg / h. A product is obtained with a yield of 58.0%, a basic substance content of 99.5 mass%, and a productivity of 15.5 g / hour. The content of limited impurities does not comply with GOST 3777 on barium nitrate
Как следует из примеров 2, 3 даже незначительное изменение заявленных параметров снижает производительность процесса на 17-20%. Значительное же изменение заявленных параметров (примеры 4, 5) приводит к получению продукта, несоответствующего требованиям ГОСТ 3777 на бария нитрат х.ч. Таким образом, приведенные примеры подтверждают эффективность способа, а именно заявленные режимы обеспечивают получение продукта, соответствующего ГОСТ 3777 на бария нитрат х.ч. с выходом 58,4% от теории.As follows from examples 2, 3, even a slight change in the declared parameters reduces the productivity of the process by 17-20%. A significant change in the declared parameters (examples 4, 5) leads to a product that does not meet the requirements of GOST 3777 for barium nitrate Thus, the above examples confirm the effectiveness of the method, namely, the claimed modes provide a product corresponding to GOST 3777 on barium nitrate with a yield of 58.4% of theory.
Данным способом получается чистый бария нитрат х.ч., удовлетворяющий требованиям ГОСТ 3777. Способ экономичен и, главное, экологически приемлем, в отличие от прототипа.Using this method, pure barium nitrate is obtained, which complies with the requirements of GOST 3777. The method is economical and, most importantly, environmentally acceptable, unlike the prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013138165/05A RU2537607C1 (en) | 2013-08-15 | 2013-08-15 | Method of barium nitrate purification |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013138165/05A RU2537607C1 (en) | 2013-08-15 | 2013-08-15 | Method of barium nitrate purification |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2537607C1 true RU2537607C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53287807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013138165/05A RU2537607C1 (en) | 2013-08-15 | 2013-08-15 | Method of barium nitrate purification |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2537607C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU472904A1 (en) * | 1972-10-27 | 1975-06-05 | Barium nitrate purification method | |
| US7648687B1 (en) * | 2006-06-15 | 2010-01-19 | Eestor, Inc. | Method of purifying barium nitrate aqueous solution |
| CN101891232A (en) * | 2010-07-17 | 2010-11-24 | 天津市化学试剂研究所 | Preparation method for spectroscopically pure barium nitrate |
| EP2528867A2 (en) * | 2010-01-20 | 2012-12-05 | Eestor, Inc. | Purification of barium ion source |
-
2013
- 2013-08-15 RU RU2013138165/05A patent/RU2537607C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU472904A1 (en) * | 1972-10-27 | 1975-06-05 | Barium nitrate purification method | |
| US7648687B1 (en) * | 2006-06-15 | 2010-01-19 | Eestor, Inc. | Method of purifying barium nitrate aqueous solution |
| EP2528867A2 (en) * | 2010-01-20 | 2012-12-05 | Eestor, Inc. | Purification of barium ion source |
| CN101891232A (en) * | 2010-07-17 | 2010-11-24 | 天津市化学试剂研究所 | Preparation method for spectroscopically pure barium nitrate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10072038B2 (en) | Crystal of ammonium N-acetylneuraminate anhydrate, and process for producing same | |
| US2320635A (en) | Manufacture of high test bleach | |
| CN104261439B (en) | Prepare the method for opticglass saltpetre | |
| CN104291360A (en) | Method for extracting reagent grade potassium chloride from potassium fertilizer | |
| KR20150076087A (en) | Production processes of high-purity sodium hypochlorite pentahydrate and aqueous sodium hypochlorite solution | |
| RU2537607C1 (en) | Method of barium nitrate purification | |
| JP2007238596A (en) | Direct process for forming amino acid dihydrochloride | |
| CN102503810A (en) | Method for recovering and recycling L-tartaric acid | |
| EP3856732B1 (en) | Process and salts for the preparation of 2,5-furandicarboxylic acid | |
| CN109369447B (en) | Improved method of preparation technology of 3- (2, 2, 2-trimethylhydrazinium) propionate dihydrate | |
| CN106966425A (en) | A kind of method of white vitriol particle increase | |
| KR101395558B1 (en) | Refining method of quinolinic acid | |
| CN109607573A (en) | A method of producing food-grade potassium chloride | |
| RU2554095C1 (en) | METHOD OF PRODUCING ETHYLENEDIAMINE-N,N'-DI-α-PROPIONIC ACID | |
| JPS5829294B2 (en) | Method for purifying isoleucine from a mixture of leucine and isoleucine | |
| EA014710B1 (en) | Process for preparing alkali metal or alkaline earth metal tricyanomethanides | |
| JP2017137243A (en) | Manufacturing method of 2-nitro-4-methylsulfonyl benzoate | |
| JP2004196560A (en) | Method for refining alkali iodide | |
| CN105776252A (en) | Low cost method for preparing analytically pure sodium sulfate from industrial coarse sodium sulfate through purification | |
| EA025605B1 (en) | Polyhalite process for knoproduction | |
| JP3080801B2 (en) | Taurine purification method | |
| RU2285667C1 (en) | Method of production of the high purity magnesium nitrate hexahydrate from the technical solution of magnesium nitrate | |
| KR20170048382A (en) | Process for the preparation and/or purification of ruthenium(iii) chloride | |
| SU1726369A1 (en) | Method of barium iodide preparation | |
| RU2585788C1 (en) | Method of producing silver nitrate of high purity |