Электрохимическое получение хлоратов натрия и калия осно­вано на анодном окислении хлорноватистой соли:

6С1СГ + 60Н" = 2CIO3 + 4СГ + 17202 + зн2о

Теоретический выход хлората при электролизе нейтрального раствора NaCl с платиновыми анодами составляет 66,67% ш. Элек­тролиз ускоряется в кислой среде при добавке НС1, а также при повышении температуры вследствие ускорения химического окисле­ния гипохлорита натрия. Добавка других кислот, например НВг, не влияет на выход по току й скорость реакции19". Теоретический выход хлората по току в кислом растворе может составить 100% вследствие одновременного протекания наряду с разрядом ионов СЮз химического окисления гипохлорита хлорноватистой киелотой По реакции:

2НС10 + СЮ" = CIO3 + 2СГ + 2Н+

Но при большой кислотности может произойти выделение части Хлора в виде газа вследствие сдвига равновесия реакции гидролиза хлора влево. Поэтому используют раствор с рН = 6,7, что соответ­ствует соотношению хлората и свободной кислоты, равному 1:2.

При этих условиях выхода по току хлората могут превысить 90%.

Предложено также для устранения изменения кислотности в процессе электролиза предварительно насытить электролит хло­ром 192. В раствор вводят 4-10 г /л хромата или бихромата натрия для предотвращения восстановления хлорноватисто - и хлорновато - кислой соли на кагоде вследствие образования на нем пленки основных соединений хрома. В присутствии Na2Cr04 потери от вос­становления снижаются до 1-3% вместо 70% без добавки.

Электролиз раствора NaCl осуществляют в настоящее время с применением графитированных анодов и стальных катодов вместо платиновых; процесс ведут при 35-50°, при рН раствора около 6,7, при объемной плотности тока 1,7-14 а/л, анодной плотности 300-1400 а/м2 и катодной плотности 250-540 а/м2. Выход по току составляет в среднем 80-85%. Расход энергии на 1 т NaClOs со­ставляет около 1500 квт-ч. Проведение электролиза при более высокой температуре связано со значительным расходом графита. Применение магнетитовых анодов вместо графитовых позволяет повысить температуру до 70°5Э. Однако1 магнетитовые аноды реже применяются вследствие малой их электропроводности ш.

Имеются попытки еще больше увеличить плотности тока: объ­емную до 64 а/л, анодную до 6000 а/м 2 и катодную до 3100 а/м2193. Для проведения процесса могут быть использованы электролизеры с нагрузкой 15-18 тыс. а107.

Электролиз может быть осуществлен или с получением раствора хлората низкой концентрации с последующей выпаркой и кристал­лизацией, или в каскаде электролизеров с получением хлоратных щелоков высокой концентрации ш" 194 и кристаллизацией NaC103 охлаждением.

Исходный раствор содержит 195: 270-280 г/л NaCl, 50-60 г/л NaClOa, 5-6 г/л Na2Cr207 и 0,5-0,6 г/л НС1. Его получают сме­шением рассола поваренной соли и вторичного маточного раствора после кристаллизации NaC103.

В выходящем слабом растворе, направляемом на выпаривание, содержится 300-450 г/л NaC103 и 150-180 г/л NaCl. Полученный раствор необходимо освободить от непрореагировавшего гипохло - рита для предотвращения коррозии. Это осуществляют нагрева­нием раствора паром до 85-95° и последующим восстановлением растворами муравьинокислой, сернистой соли и др. Обезвреженный раствор отделяют от частиц графита в отстойнике и на песочном фильтре, а затем выпаривают до плотности 1,5-1,6 г/см3. При вы­паривании выделяется хлористый натрий, который после промывки используют для приготовления исходного рассола.

Упаренный раствор содержит в среднем 900 г/л NaC103, 80-100 г/л NaCl и 17-18 г/л Na2Cr207. Его отделяют от NaCl, нагревают до 100° и донасыщают хлоратом, выделенным из ма­точных растворов. После донасыщения раствор плотностью.- 1,63 г/см3 и концентрацией около 1100 г/л NaC103, охлаждают в эмалированном чугунном кристаллизаторе до 30°. Выделившиеся кристаллы хлората натрия отделяют от раствора центрифугирова­нием, промывают водой от желтой пленки хромовокислой соли и высушивают горячим воздухом.

Маточный раствор, полученный после кристаллизации основной массы хлората, упаривают и выделенный после этого хлорат ис­пользуется для донасыщения раствора, идущего на кристаллиза­цию. Получаемый при этом вторичный маточный раствор направ­ляют на смешение с соляным рассолом 188-1Э6.

В некоторых случаях кристаллизацию NaCl03 из раствора после электролиза осуществляют без предварительного его упари­вания с направлением его непосредственно на охлаждение. В этом случае получают при электролизе раствор, содержащий 550- 610 г/л NaC103 и 100 г/л NaCl. После отстаивания частичек гра­фита и дополнительной очистки на фильтре раствор подвергают кристаллизации при охлаждении в аппаратах непрерывного дей­ствия. Хлорат натрия отделяют от маточного раствора, высуши­вают и измельчают. Маточный раствор, содержащий непрореагиро - вавший NaCl, используют для растворения новых количеств соли.

Однако приход в процесс превышает ее расход на ~60 кг На 1 т NaC103. Поэтому во избежание разбавления растворов рекомендуют 197 производить подпарку щелоков или сократить ввод воды на отдельных стадиях производственного цикла. На производ­ство 1 г NaC103 по этому методу расходуют194: 5200-5500 квт-ч Электроэнергии, 4-8 кг электродов и холода около 200 тыс. ккал. При работе с выпаркой при том же расходе электроэнергии вместо холода расходуется 1,8-2,5 мгкал пара.

При производстве электрохимическим методом хлората калия 173 электролизу подвергают раствор, содержащий 250 г/л КС1, 50 г/л КСЮз, 3 г/л К2Сг207, при рН =» 5,5. Мощность электролизеров равна 3000 а. Напряжение на ванне 3 в. Выходящий из ванны рас­твор, содержащий 150-200 г/л КС103, после разложения гипохло­рита направляют на кристаллизацию в бетонную колонну-холо­дильник. Сверху в колонну распыливают раствор, а снизу подают

22 М. Е. Позин вентилятором воздух при 15-20°. При этом происходит частичное выпаривание раствора с одновременной кристаллизацией хлората Вытекающую из нижней части колонны пульпу вначале сгущают в отстойнике, а затем разделяют на центрифуге. Маточный раствор возвращают в процесс после донасыщения его хлоридом калия. Кристаллы хлората калия иногда растворяют и перекристаллизо - вывают для получения высококачественного продукта.

Иногда хлорат калия производят комбинированным методом в две стадии. Вначале ведут электролиз раствора хлорида натрия, содержащего также некоторое количество КСЮ3 (от оборотных растворов). Затем проводят обменную реакцию NaC103 с хлоридом калия 198. Предварительно щелок подвергают хлорированию. При хлорировании образуется дополнительное количество NaC103 за счет неокислившегося при электролизе NaCIO. При этом NaC103 получается взаимодействием гипохлорита и хлорноватистой кис­лоты 199"200 (см. выше).

При электролизе смешанного раствора NaCl и КС1 конверсия NaC103 при помощи КС1 осуществляется в меньшем объеме вслед­ствие образования значительных количеств КС103 электрохимиче­ским путем. Исходный раствор содержит 70-100 г/л КСЮ3 (от оборотных растворов), 180-220 г/л NaCl, 100-130 г/л КС1, 5- 6 г/л NaaCr207 и 0,6-0,7 г/л НС1. В результате электролиза по­лучают раствор, содержащий 150-200 г/л КСЮз, 80-120 г/л NaC103, 60-70 г/л КС1, 140-160 г/л NaCl. Его нагревают до 100° .в аппарате с мешалкой, куда подают твердый хлорид калия. Кон­вертированный раствор, содержащий 270-300 г/л КСЮз, 180-200 г/л NaCl и 100-130 г/л КС1, охлаждают до 35-40° для кристаллизации КСЮ3. После отделения выделившихся кри­сталлов маточный раствор возвращают на электролиз, доводя его состав до первоначального.

На получение 1 т КСЮ3 электролизом смешанного раствора расходуется 0,61-0,65 г КС1, 15-20 кг НС1, 1,5-2,0 кг К2Сг207 и около 6000 квт-ч электроэнергии.

Хлораты - соли одной из кислородных кислот хлора, хлорноватой кислоты - НСЮ3. Хлорнрватая кислота и ее соли при нагревании легко разлагаются с выделением кислорода, переходя в соли хлорной кислоты - перхлораты. Все хлораты в большей или меньшей степени растворимы в воде. Растворимость хлората натрия в воде 50,2% при 20° и 69,7% при 100°. В водных растворах хлораты чрезвычайно устойчивы даже в присутствии многих окисляющихся веществ.[ ...]

Хлорат натрия может изменять органолептические качества воды, придавая ей горьковато-соленый привкус. Для установления пороговых концентраций исследуемой соли в воде по привкусу было осуществлено по общепринятой методике несколько серий опытов с водными растворами хлората натрия температуры 20 и 60°. Результаты опытов представлены в табл. 1.[ ...]

Хлорат натрия - это белый или желтоватый кристаллический порошок, который хо-. рошо поглощает воду и распадается при нагревании до 300°С.[ ...]

Хлорат натрия - малотоксичен для теплокровных, ЛД50 для крыс 1,2 г на 1 кг, однако за границей отмечались случаи смертельного отравления людей при применении хлората натрия для борьбы с сорняками. Действует на кровь, вызывает распад красных кровяных телец и переводит гемоглобин в метгемоглобин. Клиника отравления: желтуха, рвота желчью, желудочно-кишечные расстройства, кожные высыпи, лихорадка.[ ...]

Хлорат натрия - кристаллическое вещество белого цвета, Ты 248° С, плотность 7,49 г/см3, разложение начинается при 265° С, хорошо растворим в воде, аммиаке, спирте, глицерине, ацетоне, плохо - в гексане и толуоле.[ ...]

ПДК хлората натрия в воздухе рабочей зоны 5 мг/м3.[ ...]

Наши исследования хлората натрия включали острые и подострые токсикологические эксперименты, а также хронический санитарно-токсикологический эксперимент.[ ...]

Для изучения влияния хлората натрия на -ход минерализации органического загрязнения было поставлено несколько серий опытов по определению динамики БПК под влиянием концентрации хлората натрия 20 и 100 мг/л. Опыты проводились как с 5-сугочной, такчи 20-с уточной инкубацией. Результаты опытов представлены в табл. 2.[ ...]

У животных, получавших хлорат натрия в дозе 500 мг/кг, со стороны морфологического состава крови (количество эритроцитов, лейкоцитов, ретикулоцитов) изменений, которые можно было бы связать с воздействием хлората натрия, обнаружено не было, не было также отмечено изменений в содержании гемоглобина, в соотношении белковых фракций сыворотки крови. Прирост веса животных был одинаковым с приростом веса контрольной группы.[ ...]

Имеется также комбинированный препарат, содержащий хлорат натрия, буру и ТХА.[ ...]

Острые опыты по изучению влияния хлората натрия на организм теплокровных животных при однократном пероральном введении проводились на белых, мышах, белых крысах и морских свинках. В опытах использовано 50 мышей, 24 крысы и 30 морских свинок. Вещество вводилось животным в водном растворе, натощак. Клиническая картина отравления характеризовалась резкой одышкой, цианозом кончика носа и лапок, тоническими судорогами в период агонии. Указанные явления особенно резко были выражены у белых мышей, слабее - у крыс и очень мало - у морских свинок. Животные, получавшие меньшие дозы, погибали при тех же явлениях, но в более поздние сроки. Данные острых опытов были подвергнуты статистической обработке по методу Миллера и Тейнтераг. Наиболее низкая величина ■ среднесмертельной дозы наблюдалась у белых мышей (3600±705 мг/кг). У белых крыс и морских свинок она была примерно на одном уровне (сответственно 6500± ±417 мг/кг и 6100±383 мг/кг).[ ...]

Продукт должен состоять главным образом из хлората натрия и представлять собой белые или слегка окрашенные кристаллы, свободные от посторонних примесей или введенных модифицирующих агентов.[ ...]

Результаты острых опытов позволяют отнести хлорат натрия к умеренно токсичным веществам и подтверждают литературные данные о том, что отравление хлоратами вызывает метгемоглобинемию. При этом оказалось, что наиболее высокого уровня метгемоглобинемия достигает через 4-6 часов после отравления.[ ...]

В США распространены дефолианты, содержащие хлорат натрия . Для снижения огнеопасности хлората натрия в препараты добавляют полибораты или метабораты натрия . Наиболее широко применяется хлорат-пентаборат натрия, содержащий 40% хлората натрия и 60% пентабората натрия .[ ...]

Определение основано на реакции взаимодействия хлората натрия с бензидином хлоридом в сернокислой среде и последующем фотометрическом измерении оптической плотности окрашенного в желтый цвет продукта реакции при 430 нм.[ ...]

Гидразин получается при взаимодействии аммиака с хлоратом натрия.[ ...]

В США наибольшее распространение получили соединения хлората натрия с боратами в соотношениях 1: 4.[ ...]

Метод избирателен. Сопутствующие при получении хлорита натрия вещества (хлорат натрия и др.) не мешают определению.[ ...]

Отсутствие гибели животных в течение опыта позволяет отнести хлорат натрия к некумулятивным веществам.[ ...]

Суммируя результаты подострого опыта, можно сделать вывод, что хлорат натрия при систематическом введении способен вызвать повышение уровня метгемо- глобинемии, однако это повышение незначительно, хотя и имеются индивидуальные колебания. Повышение уровня метгемоглобинемии под воздействием высоких доз (на уровне ’/з ОЬбо) не сопровождается реакцией красного кровяного ростка или гемолизом. Не отмечено влияния хлората и на общее состояние организма, на его рост.[ ...]

Способность к передвижению по тканям растения была установлена у хлората натрия и сульфамата аммония, хотя эти препараты токсичны и при внесении их в почву.[ ...]

Исследование условнорефлекторной деятельности крыс под влиянием хлората натрия проводилось по методике выработки временных связей на фоне действия хлората в камере Котляревского с интегратором Лосева. Для подбора групп, равноценных по особенностям их нервной деятельности, перед затравкой у всех крыс был выработан условный рефлекс на положительный звуковой сигнал (звонок). При этом учитывались скорость появления и упрочения условной реакции, величина латентного периода, величина условной и безусловной реакции и процент выпадения рефлекса.[ ...]

Пример 3. Изучали окислительную делигнификацию осиновой древесины хлоратом натрия в лабораторных условиях . Древесину в виде стружки подвергали последова,-тельно окислительной обработке раствором хлората натрия в присутствии соляной кислоты и щелочной экстракции раствором едкого натра. Независимые переменные: Х1 - концентрация хлората натрия в растворе, г/л (Х!° = 50; = 6); Х2 - концентрация соляной кислоты в растворе, г/л (Х2° = 85; Аг = = 15); Хз - температура окислительной обработки, °С (Хз°=70, Аз = 5); Х4 - продолжительность окислительной обработки, мин (Х4°= 180; А4 = 30); Х5 - расход №ОН на экстракцию в процентах к исходной древесине (Х5° = 2,5; А5 = = 0,5); Ха- температура экстракции, °С (Х6° = 92; Я6=8; Х7 - продолжительность экстракции, мин (Х7° = 30; = 10). В качестве выходного параметра в примере рассмотрен выход твердого остатка в процентах от исходной древесины. Переменные Х-, варьировали в соответствии с планом ДФЭ ти-иа 27 3 (/а реплика ПФЭ) с генерирующими соотношениями: х5=х,хзх4;.х6 = х1х2хз; х7 = х.1х2х3х4.[ ...]

Экспериментальное обоснование предельно допустимой концентрации хлората натрия в воде водоёмов. В. Т. Мйзаев Экспериментально-токсикологические материалы к изучению комплексного действия химических агентов, загрязняющих одновременно воду и воздух. С. М. Павленко Сравнительная оценка бромсульфалеиновой пробы и других функциональных тестов на печень в условиях под-острой экспериментальной гепатопатии. В. Е. Миклашевский, В. Н. Тугаринова, И. А. Акундинова, А. Н. Новикова, Г. А. Савоничева, Г. Г. Скобцова.[ ...]

Подводя итоги санитарно-токсикологическим исследованиям, можно сказать, что хлорат натрия - вещество, характеризующееся сравнительно малой токсичностью и не обладающее кумулятивными свойствами. Систематическое введение его в высоких дозах (до 7з ОЬ50) не вызывает гибели животных, а проявляется лишь некоторым повышением количества метге-моглобина. При этом через сутки после очередного введения вещества количество метгемоглобина приходит к норме. Последний факт свидетельствует о том, что в данном случае организм справляется с обезвреживанием вещества физиологическим механизмом деметгемо-глобинизации (К. С. Косяков, 1939).[ ...]

Разница в полученных величинах практического значения не имеет, и концентрация хлората Натрия 20 мг/л может быть признана пороговой по влиянию на органолептические свойства воды.[ ...]

Формы применения. Бура используется как в чистом виде, так и в смесях, особенно с хлоратом натрия, уменьшая опасность воспламенения последнего (например, 9 частей буры плюс 1 часть хлората для стерилизации почвы) (Grigsby В. H. et al, Mich.[ ...]

Полученные данные говорят о том, что привкус интенсивностью 1 балл сообщается воде хлоратом натрия в концентрации 21,9 мг/л при температуре 20° и в концентрации 19 мг/л при температуре 60°.[ ...]

Как общеистребительный гербицид можно применять соли хлорноватой кислоты, в частности хлорат натрия. Он применяется в дозах 300-500 кг на 1 га при расходе воды 1500-2000 л на 1 га. Однако применение этого гербицида ограничено из-за ядовитости для человека и животных, а также из-за взрывоопасности и способности вызывать коррозию металлов. Сам хлорат натрия безопасен для растений, но в растительных тканях он превращается в токсические соединения - хлориты и гипохлориты. Чтобы избежать угрозы взрыва, применяют хлорат кальция и хлорат магния - не взрывчатые вещества.[ ...]

Некоторый интерес представляет образование двуокиси хлора при восстановлении соляной кислотой хлората натрия (№С103), получаемого электролизом поваренной соли при температуре 60°С.[ ...]

Для опыта было взято 20 белых крыс (10 подопытных, 10 контрольных). Затравка производилась из расчета 7з БЬбо (2200 мг/кг) хлората натрия ежедневно в течение 30 дней. Впоследствии содержание метгемоглобина определялось через 4,6 часов и 1 сутки после первой затравки, далее на 10-й, 20-й и 30-й дни опыта. Определение метгемоглобина через сутки после начала опыта проводилось перед введением очередной дозы хлората натрия, последующие определения - через 4-5 часов после очередного введения соли.[ ...]

При проведении подострого токсикологического эксперимента нами ставилась задача, во-первых, изучить способность хлората натрия к кумуляции в организме, во-вторых, выяснить особенности влияния этого вещества при систематическом введении в организм по сравнению с острым отравлением и на основе этого выбрать тесты, которые было бы целесообразно испытать в условиях хронического санитарно-токсикологического эксперимента.[ ...]

Вначале для химической борьбы с сорняками использовали неорганические вещества: сульфат меди, сульфат железа, арсенит натрия, хлорат натрия, серную кислоту и др.[ ...]

На рис.5 приведена технологическая схема получения СЮ2 по способу Мэтисона. Концентрированная серная кислота и раствор хлората натрия подаются в первичный реактор. Смесь 80г с воздухом закачивается в нижнюю часть реактора. Содержимое реактора охлаждается до температуры 40 °С с помощью водяной рубашки. Диоксид хлора отдувается из раствора воздухом и направляется в абсорбер, где поглощается охлажденной водой. Получающийся раствор диоксида хлора собирается в нижней части абсорбера. Жидкость из первичного реактора перетекает во вторичный реактор, где непрореагировавший хлорат взаимодействует с 80г. Отработанная жидкость из вторичного реактора продувается чистым воздухом для отделения оставшегося растворенного СЮ2 и откачивается в емкость для кислого реакторного остатка.[ ...]

Формы применения. Для уничтожения сорняков некоторые спецификации требуют содержания 98% ЫаС103, но в продаже имеются составы, в которых хлорат натрия с целью уменьшения огнеопасности, смешан с другими солями, например хлоридом натрия.[ ...]

В этом способе исключается образование хлора в качестве побочного продукта и существенно уменьшается количество образующего сульфата натрия по сравнению с другими способами, основанными на использовании хлората натрия.[ ...]

Проведенные в Приморском крае, Западном Урале и других районах страны испытания десикантов в посевах пшеницы показали, что наиболее эффективны хлораты магния и кальция . Из большого числа испытанных в Японии десикантов наиболее приемлемым оказался хлорат натрия . Во многих странах испытывается для этой цели реглон, который является быстродействующим эффективным препаратом, однако в ряде случаев в зерне обнаруживались небольшие остатки реглона (0,05-0,07 мг/кг). В муке и отрубях препарат не обнаруживался.[ ...]

Патоморфологически были исследованы печень, почка и селезенка подопытных животных. При этом лишь у некоторых животных, подвергавшихся затравке хлоратом натрия в дозе 500 мг/кг, в селезенке обнаружены скопления макрофагов, заполненных гранулами пигмента, дающего положительную реакцию на железо при окраске по Пирлсу (гемосидерин). У животных, получавших хлорат натрия в дозах 1 и 10 мг/кг, а также у контрольных животных макрофаги, содержащие гемосидерин, встречаются единицами не во всех полях зрения. В остальных органах каких-либо морфологических изменений, которые можно было бы отнести за счет влияния хлората натрия, отмечено не было. Приведенные данные позволяют сделать вывод, что хлорат натрия при хроническом воздействии в дозе 500 мг/кг способен вызвать умеренный гемолиз.[ ...]

Получение двуокиси хлора по способу Холста, впервые освоенное в нашей стране на Братском ЛПК, происходит в одном реакторе, в который периодически подаются раствор серной кислоты и хлорат натрия из разбавителя. Использование хлората не превышает 88- 89%.[ ...]

Электрохимическое получение белил легче осуществить, применяя ванны с диафрагмами. В таких ваннах в анодном пространстве получается раствор соли свинца, а в катодном - раствор едкого натра. В особом аппарате анолит с католитом смешивают при пропускании углекислоты. При этом осаждаются свинцовые белила и регенерируется хлорат натрия.[ ...]

Склады подразделяют на категории в соответствии с пожарной опасностью находящихся в них материалов. Так, к категории А относятся: склады ЛВЖ, скипидара, одоранта сульфана, растворителей для лаков, спиртовых лаков и нитролаков. Склады жидкого хлората натрия и кислорода относятся к категории Б. Склады щепы, тростника, соломы, макулатуры, тряпья и других горючих материалов относятся к категории В, а склады негорючих материалов - к категории Д.

Также зарегистрирован в: США

Основные сведения:

Выпуск:

натрия хлорат: поведение в окружающей среде

натрия хлорат: экотоксичность

натрия хлорат: здоровье человека

Основные показатели:

Изобретение относится к области производства хлората натрия, широко используемого в различных областях промышленности. Электролиз раствора хлорида натрия осуществляют сначала в хлорных диафрагменных электролизерах. Образующиеся хлоридно-щелочные растворы и электролитический хлор-газ смешивают с получением хлорид-хлоратного раствора. Полученный раствор смешивают с маточником стадии кристаллизации и направляют на бездиафрагменный электролиз с последующей выпаркой хлорид-хлоратных растворов и кристаллизацией хлората натрия. Продукты диафрагменного электролиза могут частично отводиться для получения из хлор-газа соляной кислоты для подкисления хлоратного электролиза и использования хлоридно-щелочных растворов для орошения санитарных колонн. Технический результат - понижение расхода электроэнергии и возможность организации автономного производства. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области производства хлората натрия, широко используемого в различных областях промышленности. Мировое производство хлората натрия достигает нескольких сот тысяч тонн в год. Хлорат натрия применяется для получения двуокиси хлора (отбеливатель), хлората калия (бертолетова соль), хлоратов кальция и магния (дефолианты), перхлората натрия (полупродукт для производства твердого ракетного топлива), в металлургии при переработке урановой руды и т.д. Известен способ получения хлората натрия химическим способом, при котором растворы гидроксида натрия подвергаются хлорированию с получением хлората натрия. По своим технико-экономическим показателям химический способ не выдерживает конкуренции с электрохимическим, поэтому в настоящее время практически не употребляется (Л.М.Якименко "Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов", Москва, из-во "Химия", 1974, с. 366). Известен способ получения хлората натрия путем электролиза раствора хлорида натрия в каскаде бездиафрагменных электролизеров с получением хлорид-хлоратных растворов, из которых кристаллический хлорат натрия выделяется методом выпарки и кристаллизации (K.Wihner, L.Kuchler "Chemische Technologie", Bd.1, "Anorganische Technologie", s.729, Munchen, 1970; Л.М.Якименко, Т. А.Серышев "Электрохимический синтез неорганических соединений, Москва, из-во "Химия", 1984, стр. 35-70). Этот способ наиболее близок к предлагаемому изобретению. Основная технологическая стадия, бездиафрагменный электролиз растворов хлорида натрия, протекает с выходом по току 85-87%. Процесс ведут на окисно-рутениевых анодах при температуре 70-80 o C, pH 7 при постоянном подкислении электролита 10%-ным раствором соляной кислоты. Перед подачей на стадию выделения твердого продукта электролит подщелачивают до избытка щелочи 1 г/л с добавлением восстановителя для разрушения коррозионно- активного гипохлорита натрия, всегда присутствующего в продуктах электролиза. Побочным анодным процессом при электролизе хлоридных растворов является выделение Cl 2 , что не только снижает выход по току, но и требует очистки электролизных газов в санитарных колоннах, орошаемых раствором щелочи. Осуществление процесса поэтому связано с существенным расходом соляной кислоты и щелочи: на 1 т хлората натрия тратится ~120 кг 31% соляной кислоты и 44 кг 100% NaOH. По этой же причине хлоратные производства организуются там, где есть хлорный электролиз, поставляющий каустическую соду и электролитический хлор и водород для синтеза соляной кислоты, в то время как зачастую имеется потребность в автономном производстве хлората натрия в точках, удаленных от хлорных производств. Но и там, где хлорное производство и хлоратный электролиз расположены рядом, при остановках и отключениях хлорного электролиза по тем или иным причинам происходит и вынужденное отключение хлоратного электролиза, Таким образом, известный способ имеет существенные недостатки: большие энергетические затраты (не очень высокий выход по току) и невозможность организации автономного производства. Задачей предлагаемого изобретения является создание способа получения хлората натрия электролизом растворов хлорида натрия с пониженными энергетическими затратами. Поставленная задача решается предложенным способом, при котором сначала хлорид натрия перерабатывается в хлорных диафрагменных электролизерах с получением газообразного хлоргаза и электролитических щелоков состава 120-140 г/л NaOH и 160-180 г/л NaCl, которые затем в полных объемах или частично подвергают взаимодействию между собой с получением хлорид-хлоратного раствора 50-60 г/л NaClO 3 и 250-270 г/л NaCl, направляемого на бездиафрагменный электролиз. Процесс хлоратного бездиафрагменного электролиза осуществляют при подкисленнии соляной кислотой. Полученный при этом хлоратный раствор, содержащий и хлорид натрия, направляют на стадии выпарки, а затем кристаллизации хлората. Маточник со стадии кристаллизации вместе с продуктами взаимодействия щелочи и хлора от диафрагменного электролиза направляют на бездиафрагменный хлоратный электролиз. Перед подачей на стадию выделения твердого продукта электролит подщелачивают до избытка щелочи 1 г/л с добавлением восстановителя для разрушения гипохлорита натрия. При частичном отведении продуктов электролиза хлорных диафрагменных электролизеров хлор используется для получения соляной кислоты, применяемой для подкисления хлоратного электролиза, а щелочь используется для орошения санитарных колонн при очистке электролизных газов. При такой схеме 30-35 г хлорида натрия из 300-310 г, содержащихся в каждом литре исходного раствора, перерабатывается в условиях хлорного электролиза. Такая схема обуславливает снижение энергетических затрат, т.к. выход по току хлорного электролиза выше, а напряжение на электролизерах ниже, чем в хлоратном электролизе, и при проведении частично электрохимического окисления хлорида натрия в хлорат в условиях хлорного электролиза улучшаются показатели всего процесса в целом. Кроме того, при использовании описываемой схемы снижаются затраты на охлаждение электролиза, т. к. хлорные электролизеры в охлаждении не нуждаются. Заметим, что более глубокое срабатывание хлорида в условиях хлорного электролиза, чем оговорено (около 10%), приводит к невозможности сбалансировать технологическую схему по хлоридам, хлоратам и воде и потому не имеет смысла. В рамках предложенной схемы возможно получение дополнительного эффекта при подаче на хлоратный электролиз растворов с увеличенной по NaClO 3 концентрацией, получаемых из более концентрированных по NaОH, чем диафрагменные щелока, растворов щелочи, для хлорирования которых может утилизироваться хлор, содержащий инерты. Электрощелока хлорного электролиза могут смешиваться с хлор-газом не полностью, а частично. При этом часть электрощелоков диафрагменного электролиза, не направленная на хлорирование, отводится для использования в санитарных колоннах, а эквивалентная часть электролитического хлора может быть использована для синтеза соляной кислоты. Направление электрощелоков из диафрагменных электролизеров в санитарные колонны, а электролитического хлор-газа на получение соляной кислоты решает проблему автономного хлоратного производства, так как поставка щелочи и кислоты со стороны уже не будет требоваться. Доля хлорида натрия, перерабатываемая в хлорных электролизерах, определяется тем, будут ли полученные продукты использоваться только для получения в результате их взаимодействия хлорид-хлоратных щелоков, после смешения с маточником со стадии кристаллизации на бездиафрагменный электролиз, или электрощелока хлорных электролизеров будут использоваться только для подщелачивания, а электролитический хлор - для синтеза хлорной кислоты для подкисления в схеме хлоратного электролиза, или часть продуктов будет использоваться в одном направлении, а часть в другом. Преимуществами предложенного способа являются: 1) снижение энергетических затрат за счет проведения начальной стадии электролиза с большим выходом по току и при меньшем напряжении, чем в обычном хлоратном электролизе: выход по току 92-94% и напряжение 3,2 В в хлорном электролизе против 85-90% и 3,4 В и выше соответственно в хлоратном; 2) возможность получения одновременно с основным продуктом - хлоратом натрия - щелочных растворов, необходимых по технологической схеме для подщелачивания и орошения санитарных колонн; 3) возможность использования хлора, получаемого в хлорных электролизерах, для получения на месте соляной кислоты для подкисления хлоратного электролиза. Пример В опытном электролизере ведут хлорный диафрагменный электролиз раствора хлорида натрия концентрации 300 г/л на окисно-рутениевых анодах при плотности тока 1000 А/м 2 и температуре 90 o C. Полученные электролитические щелока, содержащие 140 г/л NaOH и 175 г/л NaCl, смешивают с анодным хлор-газом и получают хлорид-хлоратный раствор состава 270 г/л NaCl и 50 г/л NaClO 3 . Этот раствор подают далее на бездиафрагменный хлоратный электролиз, проводимый в каскаде из 4 электролизеров с окисно-рутениевыми анодами при плотности тока 1000 А/м 2 и температуре 80 o C с получением конечного раствора следующего состава: 105 г/л NaCl и 390 г/л NaClO 3 . Таким образом, из одного 1 л исходного хлоридного раствора нарабатывается с учетом 10% уменьшения объема раствора за счет уноса паров воды с электролизными газами и испарения 355 г хлората натрия, из которых 50 г (14,1%) получилось после смешения продуктов хлорного диафрагменного электролиза, а 305 (85,9%) наработано в процессе хлоратного электролиза. Напряжение на хлорном электролизере было 3,3 В при выходе по току 93%. Среднее напряжение на хлоратном электролизере составило 3,4 В при выходе по току 85%. Удельный расход электроэнергии W (кВтч/т), вычисленный по данным эксперимента по формуле W = 1000E/mBT, где E - напряжение на ячейке (B); m - электрохимический эквивалент (г/Ач); BT - выход по току в долях единицы,
составил для хлорного электролиза 2517 кВтч/т, а для хлоратного - 5996 кВтч/т, что с учетом доли хлората, выработанного в результате смешения продуктов хлорного электролиза, дает 5404,9 кВтч/т. Расход электроэнергии без применения хлорного электролизера составил на этой же установке 6150 кВтч/т. Таким образом, снижение энергетических затрат составило 12,1%.

Формула изобретения

1. Способ получения хлората натрия путем электролиза раствора хлорида натрия с последующей выпаркой хлорид-хлоратных растворов и кристаллизацией хлората натрия с возвратом маточника стадии кристаллизации в процесс, отличающийся тем, что сначала электролиз раствора хлорида натрия осуществляют в хлорных диафрагменных электролизерах с получением щелочно-хлоридных растворов и электролитического хлор-газа, которые смешивают с получением хлорид-хлоратного раствора и направляют после смешения с маточником стадии кристаллизации на бездиафрагменный электролиз. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукты диафрагменного электролиза отводят частично для получения из хлор-газа соляной кислоты для подкисления хлоратного электролиза и использования хлоридно-щелочных растворов для орошения санитарных колонн.

Изобретение относится к области производства хлората натрия, широко используемого в различных областях промышленности. Электролиз раствора хлорида натрия осуществляют сначала в хлорных диафрагменных электролизерах. Образующиеся хлоридно-щелочные растворы и электролитический хлор-газ смешивают с получением хлорид-хлоратного раствора. Полученный раствор смешивают с маточником стадии кристаллизации и направляют на бездиафрагменный электролиз с последующей выпаркой хлорид-хлоратных растворов и кристаллизацией хлората натрия. Продукты диафрагменного электролиза могут частично отводиться для получения из хлор-газа соляной кислоты для подкисления хлоратного электролиза и использования хлоридно-щелочных растворов для орошения санитарных колонн. Технический результат - понижение расхода электроэнергии и возможность организации автономного производства. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области производства хлората натрия, широко используемого в различных областях промышленности. Мировое производство хлората натрия достигает нескольких сот тысяч тонн в год. Хлорат натрия применяется для получения двуокиси хлора (отбеливатель), хлората калия (бертолетова соль), хлоратов кальция и магния (дефолианты), перхлората натрия (полупродукт для производства твердого ракетного топлива), в металлургии при переработке урановой руды и т.д. Известен способ получения хлората натрия химическим способом, при котором растворы гидроксида натрия подвергаются хлорированию с получением хлората натрия. По своим технико-экономическим показателям химический способ не выдерживает конкуренции с электрохимическим, поэтому в настоящее время практически не употребляется (Л.М.Якименко "Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов", Москва, из-во "Химия", 1974, с. 366). Известен способ получения хлората натрия путем электролиза раствора хлорида натрия в каскаде бездиафрагменных электролизеров с получением хлорид-хлоратных растворов, из которых кристаллический хлорат натрия выделяется методом выпарки и кристаллизации (K.Wihner, L.Kuchler "Chemische Technologie", Bd.1, "Anorganische Technologie", s.729, Munchen, 1970; Л.М.Якименко, Т. А.Серышев "Электрохимический синтез неорганических соединений, Москва, из-во "Химия", 1984, стр. 35-70). Этот способ наиболее близок к предлагаемому изобретению. Основная технологическая стадия, бездиафрагменный электролиз растворов хлорида натрия, протекает с выходом по току 85-87%. Процесс ведут на окисно-рутениевых анодах при температуре 70-80 o C, pH 7 при постоянном подкислении электролита 10%-ным раствором соляной кислоты. Перед подачей на стадию выделения твердого продукта электролит подщелачивают до избытка щелочи 1 г/л с добавлением восстановителя для разрушения коррозионно- активного гипохлорита натрия, всегда присутствующего в продуктах электролиза. Побочным анодным процессом при электролизе хлоридных растворов является выделение Cl 2 , что не только снижает выход по току, но и требует очистки электролизных газов в санитарных колоннах, орошаемых раствором щелочи. Осуществление процесса поэтому связано с существенным расходом соляной кислоты и щелочи: на 1 т хлората натрия тратится ~120 кг 31% соляной кислоты и 44 кг 100% NaOH. По этой же причине хлоратные производства организуются там, где есть хлорный электролиз, поставляющий каустическую соду и электролитический хлор и водород для синтеза соляной кислоты, в то время как зачастую имеется потребность в автономном производстве хлората натрия в точках, удаленных от хлорных производств. Но и там, где хлорное производство и хлоратный электролиз расположены рядом, при остановках и отключениях хлорного электролиза по тем или иным причинам происходит и вынужденное отключение хлоратного электролиза,

Таким образом, известный способ имеет существенные недостатки: большие энергетические затраты (не очень высокий выход по току) и невозможность организации автономного производства. Задачей предлагаемого изобретения является создание способа получения хлората натрия электролизом растворов хлорида натрия с пониженными энергетическими затратами. Поставленная задача решается предложенным способом, при котором сначала хлорид натрия перерабатывается в хлорных диафрагменных электролизерах с получением газообразного хлоргаза и электролитических щелоков состава 120-140 г/л NaOH и 160-180 г/л NaCl, которые затем в полных объемах или частично подвергают взаимодействию между собой с получением хлорид-хлоратного раствора 50-60 г/л NaClO 3 и 250-270 г/л NaCl, направляемого на бездиафрагменный электролиз. Процесс хлоратного бездиафрагменного электролиза осуществляют при подкисленнии соляной кислотой. Полученный при этом хлоратный раствор, содержащий и хлорид натрия, направляют на стадии выпарки, а затем кристаллизации хлората. Маточник со стадии кристаллизации вместе с продуктами взаимодействия щелочи и хлора от диафрагменного электролиза направляют на бездиафрагменный хлоратный электролиз. Перед подачей на стадию выделения твердого продукта электролит подщелачивают до избытка щелочи 1 г/л с добавлением восстановителя для разрушения гипохлорита натрия. При частичном отведении продуктов электролиза хлорных диафрагменных электролизеров хлор используется для получения соляной кислоты, применяемой для подкисления хлоратного электролиза, а щелочь используется для орошения санитарных колонн при очистке электролизных газов. При такой схеме 30-35 г хлорида натрия из 300-310 г, содержащихся в каждом литре исходного раствора, перерабатывается в условиях хлорного электролиза. Такая схема обуславливает снижение энергетических затрат, т.к. выход по току хлорного электролиза выше, а напряжение на электролизерах ниже, чем в хлоратном электролизе, и при проведении частично электрохимического окисления хлорида натрия в хлорат в условиях хлорного электролиза улучшаются показатели всего процесса в целом. Кроме того, при использовании описываемой схемы снижаются затраты на охлаждение электролиза, т. к. хлорные электролизеры в охлаждении не нуждаются. Заметим, что более глубокое срабатывание хлорида в условиях хлорного электролиза, чем оговорено (около 10%), приводит к невозможности сбалансировать технологическую схему по хлоридам, хлоратам и воде и потому не имеет смысла. В рамках предложенной схемы возможно получение дополнительного эффекта при подаче на хлоратный электролиз растворов с увеличенной по NaClO 3 концентрацией, получаемых из более концентрированных по NaОH, чем диафрагменные щелока, растворов щелочи, для хлорирования которых может утилизироваться хлор, содержащий инерты. Электрощелока хлорного электролиза могут смешиваться с хлор-газом не полностью, а частично. При этом часть электрощелоков диафрагменного электролиза, не направленная на хлорирование, отводится для использования в санитарных колоннах, а эквивалентная часть электролитического хлора может быть использована для синтеза соляной кислоты. Направление электрощелоков из диафрагменных электролизеров в санитарные колонны, а электролитического хлор-газа на получение соляной кислоты решает проблему автономного хлоратного производства, так как поставка щелочи и кислоты со стороны уже не будет требоваться. Доля хлорида натрия, перерабатываемая в хлорных электролизерах, определяется тем, будут ли полученные продукты использоваться только для получения в результате их взаимодействия хлорид-хлоратных щелоков, после смешения с маточником со стадии кристаллизации на бездиафрагменный электролиз, или электрощелока хлорных электролизеров будут использоваться только для подщелачивания, а электролитический хлор - для синтеза хлорной кислоты для подкисления в схеме хлоратного электролиза, или часть продуктов будет использоваться в одном направлении, а часть в другом. Преимуществами предложенного способа являются:

1) снижение энергетических затрат за счет проведения начальной стадии электролиза с большим выходом по току и при меньшем напряжении, чем в обычном хлоратном электролизе: выход по току 92-94% и напряжение 3,2 В в хлорном электролизе против 85-90% и 3,4 В и выше соответственно в хлоратном;

2) возможность получения одновременно с основным продуктом - хлоратом натрия - щелочных растворов, необходимых по технологической схеме для подщелачивания и орошения санитарных колонн;

3) возможность использования хлора, получаемого в хлорных электролизерах, для получения на месте соляной кислоты для подкисления хлоратного электролиза. Пример

В опытном электролизере ведут хлорный диафрагменный электролиз раствора хлорида натрия концентрации 300 г/л на окисно-рутениевых анодах при плотности тока 1000 А/м 2 и температуре 90 o C. Полученные электролитические щелока, содержащие 140 г/л NaOH и 175 г/л NaCl, смешивают с анодным хлор-газом и получают хлорид-хлоратный раствор состава 270 г/л NaCl и 50 г/л NaClO 3 . Этот раствор подают далее на бездиафрагменный хлоратный электролиз, проводимый в каскаде из 4 электролизеров с окисно-рутениевыми анодами при плотности тока 1000 А/м 2 и температуре 80 o C с получением конечного раствора следующего состава: 105 г/л NaCl и 390 г/л NaClO 3 . Таким образом, из одного 1 л исходного хлоридного раствора нарабатывается с учетом 10% уменьшения объема раствора за счет уноса паров воды с электролизными газами и испарения 355 г хлората натрия, из которых 50 г (14,1%) получилось после смешения продуктов хлорного диафрагменного электролиза, а 305 (85,9%) наработано в процессе хлоратного электролиза. Напряжение на хлорном электролизере было 3,3 В при выходе по току 93%. Среднее напряжение на хлоратном электролизере составило 3,4 В при выходе по току 85%. Удельный расход электроэнергии W (кВтч/т. Таким образом, снижение энергетических затрат составило 12,1%.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ