способ получения двуосновной соли гипохлорита кальция

Формула изобретения

Способ получения двухосновной соли гипохлорита кальция путем хлорирования известкового молока газообразным хлором с последующей фильтрацией суспензии, отличающийся тем, что процесс хлорирования суспензии известкового молока с концентрацией 300-360 г/дм ³ гидроокиси кальция контролируют путем измерения редокс-потенциала платинового рабочего электрода относительно хлорсеребряного электрода, заканчивая процесс при достижении его значения в 720±5 мВ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения, отбеливающих и дезинфицирующих средств, в частности к способу получения двухосновной соли гипохлорита кальция.

Известен способ получения гипохлорита кальция путем хлорирования водных растворов гидроксида натрия и гипохлорита кальция с последующим отделением хлористого натрия, добавлением водной суспензии гидроксида кальция, хлорирования полученной смеси газообразным хлором и отделением кристаллического осадка гипохлорита кальция от маточного раствора, который возвращают в процесс (см. пат. Англии №1223233, кл. С 01 В 11/06, опубл. 24.02.71 г.).

Основным недостатком предлагаемого способа является его многостадийность: приготовление растворов гидроксида натрия и водной суспензии гидроксида кальция, фильтрация хлорированных растворов с целью выделения кристаллов хлористого натрия, последующее добавление гидроксида кальция и хлорирование образующейся смеси, выделение кристаллического осадка гипохлорита кальция.

Кроме того, предлагаемый способ требует значительного количества времени для проведения титриметрических анализов качества продукции и не позволяет во времени четко непрерывно контролировать процесс хлорирования смеси гидроксида натрия и гипохлорита кальция и гидроксида кальция и маточного раствора.

Известен способ получения гипохлорита кальция путем хлорирования суспензии углекислого кальция и двухосновного гипохлорита кальция с последующим фильтрованием, добавлением раствора хлористого натрия для осаждения кристаллов дигидрата гипохлорита кальция и их двухстадийной сушкой (см. пат. США №3645005, кл. F 26 В 3/00, опубл. 29.02.72 г.).

Недостатком предлагаемого способа является плохая контролируемость процесса хлорирования суспензии, содержащей двухосновной гипохлорит кальция и малорастворимый карбонат кальция. Кроме того, измельчение карбоната кальция требует значительных энергетических затрат.

Известен способ получения гипохлорита кальция путем смешения водного раствора полуосновного гипохлорита кальция, полученного при хлорировании известкового молока, с водным раствором нейтрального гипохлорита кальция, также полученного при хлорировании известкового молока, с последующим центрифугированием и сушкой кристаллов (см. пат. Англии №1219241, кл. С 01 В 11/06, опубл. 13.01.71 г.).

Основным недостатком предлагаемого способа является его многостадийность: получение полуосновного и нейтрального гипохлорита кальция путем хлорирования растворов гидроксида кальция, смешение, центрифугирование растворов и сушка кристаллического осадка.

Кроме того, возникают определенные сложности при контролировании процесса хлорирования, так как он основан на исследовании формы кристаллов визуально-микроскопическим методом. Образующийся данным способом гипохлорит кальция загрязнен осажденным хлористым кальцием.

Известен способ получения гипохлорита кальция путем хлорирования пушенки гидроокиси кальция хлоровоздушной смесью в реакторе с псведоожижженным слоем, причем хлоровоздушную смесь подают в нижнюю часть реактора со скоростью, превышающей скорость в верхней части в 2,5-5 раза (см. авт. св. СССР №519396, кл. С 01 В 11/06, опубл. 4.10.76 г.).

Основным недостатком предлагаемого способа является низкая контролируемость и управляемость процесса хлорирования, т.к. процесс является гетерогенным, очень сильно зависит от дисперсности гидроксида кальция и хлорированию подвергаются преимущественно поверхностные слои гидроксида кальция.

Кроме того, проведение процесса хлорирования пушенки гидроксида кальция при температурах 75-80°С приводит к формированию в поверхностном слое мелкодисперсных частиц хлоритов и хлоратов кальция, что приводит к избыточному расходу хлора на побочные реакции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения двуосновной соли гипохлорита кальция путем хлорирования известкового молока концентрацией 250-320 г/дм³ гидроксида кальция до содержания в готовом продукте 100-200 г/дм³ активного хлора и 90-130 г/л гидроксида кальция с последующей фильтрацией суспензии (см. авт. св-во СССР №268387, кл. С 01 В 11/06, опубл. 9.04.70 г., БИ №14).

Основным недостатком предлагаемого способа является низкая контролируемость процесса хлорирования, что связано с различием во времени от момента отбора проб из реактора и получением результатов титриметрических анализов.

Как следствие, качество хлорированной суспензии и, в конечном итоге, качество двухосновной соли гипохлорита кальция варьируется в достаточно широком интервале концентрацией активного хлора (100-200 г/дм³) и гидроксида кальция (90-130 г/дм³).

Целью изобретения является повышение качества двухосновной соли гипохлорита кальция, а также упрощение технологии ее получения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения двухосновной соли гипохлорита кальция путем хлорирования известкового молока газообразным хлором с последующей фильтрацией суспензии процесс хлорирования суспензии известкового молока с концентрацией 300-360 г/дм³ гидрооксида кальция контролируют путем измерения редокс-потенциала платинового рабочего электрода относительно хлорсеребряного электрода сравнения, заканчивая процесс при достижении его значения в 720±5 мВ.

Контролирование процесса хлорирования водной суспензии известкового молока гидроксида кальция путем измерения редокс-потенциала платинового электрода позволяет четко определять окончание процесса хлорирования и стабилизировать качество готового продукта.

Кроме того, контролирование процесса хлорирования водной суспензии путем измерения редокс-потенциала платинового электрода позволяет остановить реакцию хлорирования в момент формирования до 90±5% крупных кристаллов гексагональной формы, что обеспечивает хорошую фильтруемость осадка, наиболее полное удаление гидроскопической влаги и, как следствие, снижение энергетических затрат при сушке двуосновной соли гипохлорита кальция.

Предлагаемое техническое решение позволяет полностью автоматизировать контроль процесса хлорирования и исключить субъективные факторы (визуально-микроскопические методы оценки размера и формы кристаллов) при его управлении.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (по изобретению). В колонну поточного типа высотой 12 м площадью основания 1,77 м², состоящую из 3-х титановых царг (внутри каждой царги расположены четыре титановые полки) насосом подают 8,5 м³ суспензии известкового молока концентрацией 306,7 г/дм³ гидроокиси кальция и хлорируют при 30-45°С газообразным хлором при непрерывном измерении редокс-потенциала платинового электрода. При достижении значения редокс-потенциала платинового электрода в 720 мВ суспензию сливают и осадок отделяют фильтрованием.

Качество хлорированной суспензии известкового молока гидроксида кальция определяют следующим образом.

Содержание гидроксида кальция определяют по ГОСТ 9262-77.

Содержание активного хлора определяют по ГОСТ 1692-85 и 4.3.

Содержание крупнокристаллических гексагональных кристаллов двухосновного гипохлорита кальция определяем визуально с помощью микроскопа МО-С-9.

Содержание гипохлорита хлорита и хлората кальция определяют потенциометрическим титрованием следующим образом.

Определение гипохлорита кальция. К 10 см³ титруемой суспензии добавляют 190 см³ дистиллированной воды, помещают в раствор платиновый и каломельный электроды и при перемешивании титруют 0,025 М раствором мышьяка (III) до скачка потенциала.

Определение хлорита и хлората кальция. К титруемому раствору добавляют 3-4 капли 0,1%-ного водного раствора ализаринового желтого II, затем по каплям добавляют 5 М раствор серной кислоты до изменения окраски раствора от красно-фиолетовой до желтой, добавляют 4-5 капель 0,1%-ного раствора OsО₄ в 3 М раствор гидроксида натрия и при перемешивании титруют 0,02 М раствором мышьяка (III) до скачка потенциала.

Пример 2-5 (по изобретению). Процесс хлорирования и анализ результатов хлорирования водных суспензий известкового молока гидроксида кальция проводили как в примере 1.

Результаты испытаний суммированы в таблице.

Как видно из данных, суммированных в таблице, предлагаемый способ по сравнению с прототипом характеризуется следующими преимуществами:

- позволяет повысить и стабилизировать качество водной суспензии гипохлорита кальция и, как следствие, товарного продукта за счет полного исключения содержания в его суспензии хлоритов и хлоратов кальция;

- снизить расход газообразного хлора при хлорировании;

- автоматизировать контроль процесса хлорирования водной суспензии известкового молока гидроксида кальция;

- улучшить фильтруемость водной суспензии за счет окончания хлорирования в момент формирования до ±5% крупнокристаллических гексагональных кристаллов двухосновного гипохлорита кальция.