ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ получения арсената натрия

Классы МПК:C01G28/02 арсенаты; арсениты
C25B1/14 соединений щелочных металлов
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-03-17
публикация патента:

Изобретение может быть использовано для получения чистого арсената натрия, применяемого в качестве антисептика, в производстве стеклянных изделий, при дублении кож и защите кожаных изделий и для обработки музейных экспонатов от порчи. Способ получения арсената натрия включает электролиз водно-щелочных растворов. Проводят электродиализное разделение гидроксида железа (III) от арсенита и арсената натрия, при этом отработанный гидроксид железа, содержащий арсенит и арсенат натрия, обрабатывают 0,5 н. раствором Na2CO3. В анодную камеру заливают 0,01 н. раствор гидроксида натрия, плотность тока устанавливают 0,069 А/см2. Процесс протекает в двухкамерном электролизере с анионитовой мембраной в течение 1,5 ч. Изобретение позволяет упростить процесс получения арсената натрия, повысить чистоту получаемого продукта на основе безотходной технологии за счет утилизации мышьяка из отработанного осадка гидроксида железа. 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к электрохимической технологии и может быть использовано для получения чистого арсената натрия, который может быть использован в качестве антисептика, в производстве стеклянных изделий, при дублении кож и защите кожаных изделий и для обработки музейных экспонатов от порчи.

В связи с объективными причинами, изменившими сырьевую базу России по мышьяку и мышьяксодержащим соединениям, немаловажное значение приобретает проблема использования отходов различных производств для их получения.

Известен способ получения арсенатов путем окисления As (III), содержащегося в пылевидных отходах свинцовых заводов [1-2, 3]. Переменно-токовым электролизом можно перевести (плотность тока 0,1-0,2 А/см2; 40-50°С) в пятивалентное состояние до 90-98% всего трехвалентного мышьяка, находящегося в водных растворах, остающихся после выщелачивания вышеназванных шламов металлургического передела и содержащих 20 г/л NaCl и 20 г/л NaOH. При этом выход по току арсенатов, осаждаемых из отработанного анолита по окончании процесса, составил 95,5%.

Недостатком способа является: использование подогрева и достаточно высокая плотность тока.

Прототипом данного изобретения является получение арсенатов [3-4] путем электролиза водно-щелочных растворов As2O 3 в многокамерном диафрагменном электролизере с платиновым анодом. В качестве анолита авторы рекомендуют водную смесь, содержащую 50 г/л триоксида мышьяка и 24 г/л Na2CO3 , а в качестве католита - раствор соды и плотности тока 0,01 А/см2. Выход арсената составляет 65% при расходе электроэнергии 6,8 кВт·ч/кг.

Недостатком способа являются: использование чистого триоксида мышьяка, невысокий выход арсената и использование многокамерного электролизера.

Задача изобретения - получение чистого арсената натрия из отработанного гидроксида железа (III), содержащего арсенит и арсенат натрия.

Технический результат - экономичность процесса вследствие использования в качестве одного из реагентов мышьяксодержащих отходов; экономия энергии за счет того, что процесс может идти без нагрева; простота осуществления технологического процесса (процесс одностадийный); безотходная технология за счет практически полной утилизации мышьяка из отработанного осадка гидроксида железа и возможность повторного использования последнего.

Технический результат достигается тем, что для получения арсената натрия, отработанный гидроксид железа (III), содержащий арсенит- и арсенат натрия, обрабатывают 0,5 н. раствором Na 2CO3 или 0,01 н. раствором гидроксида натрия. В анодную камеру заливают 0,01 н. раствор гидроксида натрия. Плотность тока составляет 0,069 А/см2, электрообработку проводят в течение 1,5-3,5 часов в двухкамерном электролизере с анионитовой мембраной (МА-40). Процесс сопровождается переносом через анионитовую мембрану в анодную камеру арсенат - и арсенит-ионов, а последние, окисляясь, переходят в арсенат-ионы.

Сущность способа заключается в электродиализном разделении арсенита и арсената натрия и гидроксида железа. Для выполнения экспериментов использовали лабораторную двухкамерную электролитическую ячейку. Анионитовая мембрана МА-40 разделяла ячейку на катодную и анодную камеры. Материалом анода служила платина, катода - медь. Объем катодной камеры составлял - 225 см3, анодной - 135 см3. В катодной камере находились суспензия отработанного гидроксида железа (III), содержащего As(III) и растворы гидроксида или карбоната натрия, анодная камера заполнялась растворами гидроксида натрия разной концентрации. Процесс электролиза сопровождался переносом через анионитовую мембрану в анодную камеру арсенит-ионов, которые принимают участие в образовании арсената. В католите контролировали мышьяк (III) объемными методами (перманганатометрическое или броматометрическое титрование), в анолите контролировалось содержание мышьяка (V) фотометрическим и весовым методами. Электролиз проводился при разных плотностях тока: от 0,0025 до 0,1 А/см 2 в течение 1,5-3,5 часов.

Реакции, протекающие на электродах:

на катоде: на аноде:
Fe3++способ получения арсената натрия, патент № 2443632 способ получения арсената натрия, патент № 2443632 Fe2+ AsO2способ получения арсената натрия, патент № 2443632 -+4OH--2способ получения арсената натрия, патент № 2443632 способ получения арсената натрия, патент № 2443632 AsO4способ получения арсената натрия, патент № 2443632 3-+2H2O
способ получения арсената натрия, патент № 2443632 в анолите:
способ получения арсената натрия, патент № 2443632 3Na+ +AsO4способ получения арсената натрия, патент № 2443632 3-способ получения арсената натрия, патент № 2443632 Na3AsO4

Пример. Для электродиализа был взят имитат осадка гидроксида железа 25 г, содержащего 78 мг мышьяка (III), и помещен в катодную камеру. Туда же прилили 200 мл 0,01 н. раствора гидроксида натрия. Анодную камеру заполнили 135 мл 0,01 н. раствора гидроксида натрия. Провели электролиз при плотности тока 0,069 А/см2. После окончания электролиза в анолите гравиметрическим методом, путем осаждения арсенат ионов в виде арсената магния и аммония, была определена масса Mg2As2 O7. Данные приведены в таблице 1.

Таблица 1
Результаты гравиметрического определения мышьяка (V) в анолите после электродиализа.
Масса тигля, г Масса тигля с осадком, г Найдено, г Данные для расчета относительной погрешности определения, %
Масса Mg 2As2O7, г Масса As(V), г
111,9264 12,0879 0,1615 0,0780 n=3
x=0,0803 г
213,6436 13,81130,1677 0,0810 Дотн.=2,56%
311,7094 11,87920,1698 0,0820

Рассчитаны были некоторые электрохимические показатели. Результаты приведены в таблице 2, где указано влияние состава католита на выход арсената натрия, при анодном окислении мышьяка (III).

Таблица 2
Влияние состава католита на выход арсената натрия при анодном окислении мышьяка (III) Vкат=215 мл; i=0,069 А/см 2; анод - Pt; катод - Cu.
Состав католита Отраб.Fe(OH)3+0,5н. Na2CO3, t=40°CОтраб.Fe(OH) 3+0,5н. Na2CO3 Отраб.Fe(OH)3+0.01н. NaOH
Выход Na3AsO4, % по току82,4 60,0 95,2
по веществу95,6 95,4 96,8
Расходный коэффициент по энергии, кВт·ч/кг 2,052,94 7,9

Из таблицы 2 следует, что лучшие результаты получаются с растворами гидроксида натрия.

Таким образом, нами установлена возможность получения практически чистого арсената натрия из отработанного гидроксида железа (III), содержащего арсенат натрия.

В результате электродиализа в катодной камере гидроокись железа переходит в гидрозакись железа, которую можно собирать в отдельные накопители и на воздухе она превращается в гидроксид железа (III) по следующему уравнению:

4 Fe(OH)2+2H 2O+O2способ получения арсената натрия, патент № 2443632 4 Fe(ОН)3,

А последнюю в дальнейшем можно использовать как сорбент.

Преимуществами данного способа является:

- простота осуществления технологического процесса (процесс одностадийный);

- экономичность за счет использования мышьяксодержащих отходов; достаточно высокая степень чистоты получаемого конечного продукта.

Преимуществами данного способа является:

- простота осуществления технологического процесса (процесс одностадийный);

- экономичность за счет использования мышьяксодержащих отходов; достаточно высокая степень чистоты получаемого конечного продукта.

- экономичность процесса вследствие использования в качестве одного из реагентов мышьяксодержащий отход;

- экономия энергии за счет того, что процесс может идти без нагрева;

- простота осуществляемого технологического процесса;

- безотходная технология за счет практически полной утилизации мышьяка из отработанного осадка гидроксида железа и возможность повторного использования последнего.

Полученный арсенат натрия может применяться в медицине при малокровии, в сельском хозяйстве как средство борьбы с вредителями культурных растений и как исходное сырье для получения мышьяксодержащих соединений.

Источники информации

1. А.с.223068 (СССР) // Бюл. изобр. 1968. № 24.

2. Шульгин Л.П., Кузьмин Ю.А. // Цветные металлы. 1971. № 4. С.36.

3. А.с. 542772 (СССР) // Бюлл. изобр. 1977. № 2.

4. Томилов А.П., Сметанин А.В., Черных И.Н., Смирнов М.К. Электродные процессы с участием мышьяка и его неорганических соединений. // Электрохимия. 2001. Т.37. № 10. C.1157-1172.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения арсената натрия, включающий электролиз водно-щелочных растворов, отличающийся тем, что проводят электродиализное разделение гидроксида железа (III) от арсенита и арсената натрия, при этом отработанный гидроксид железа, содержащий арсенит и арсенат натрия, обрабатывают 0,5 н. раствором Nа2СО3, в анодную камеру заливают 0,01 н. раствор гидроксида натрия, плотность тока устанавливают 0,069 А/см2, а процесс протекает в двухкамерном электролизере с анионитовой мембраной в течение 1,5 ч.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2443632

patent-2443632.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C01G28/02 арсенаты; арсениты

Класс C25B1/14 соединений щелочных металлов

Патенты РФ в классе C25B1/14:
способ получения нановискерных структур оксидных вольфрамовых бронз на угольном материале -  патент 2525543 (20.08.2014)
способ и станция очистки и обеззараживания воды -  патент 2477707 (20.03.2013)
способ получения наноигольчатых катализаторов окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз -  патент 2456079 (20.07.2012)
способ получения игольчатых оксидных вольфрамовых бронз -  патент 2354753 (10.05.2009)
электролизная ячейка с газодиффузионным электродом -  патент 2303085 (20.07.2007)
низкотемпературный способ получения вольфрамата натрия -  патент 2223226 (10.02.2004)
способ получения хлората натрия -  патент 2154125 (10.08.2000)
способ проведения электролиза водного раствора хлорида щелочного металла -  патент 2153540 (27.07.2000)
способ получения дитионита натрия -  патент 2146221 (10.03.2000)
способ утилизации хлора, фтора из анодного газа и отработанного электролита, образующихся в процессе электролитического получения циркония -  патент 2140465 (27.10.1999)


Наверх