ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство хлоратов натрия и калия из "Электрохимическая технология неорганических веществ" Хлораты натрия (Na lOa) и калия (КСЮз)—соли хлорноватой кислоты — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и некоторых органических растворителях. Хлораты натрия и калия являются сильными окислителями, особенно при повышении температуры, пожаро- и взрывоопасны. При нагревании и в присутствии катализаторов они разлагаются с выделением кислорода. [c.145] Из данных видно, что растворимость увеличивается с повышением температуры. На растворимость ЫаСЮз в воде оказывает влияние присутствие хлорида натрия, при этом с увеличением концентрации хлорида натрия растворимость хлората натрия снижается. [c.146] В СССР хлорат натрия выпускается в виде раствора и в виде твердого продукта. Твердый хлорат натрия, содержащий 99,0—99,5% Na lOa упаковывают в мешки из полиэтилена или поливинилхлорида и помещают в стальные барабаны или в мешки из хлориновой ткани. Жидкий хлорат натрия перевозят в стальных цистернах в виде пульпы кристаллов Na lOa в его насыщенном растворе. Требования к технике безопасности при транспортировке и хранении хлората натрия в виде пульпы менее жесткие. [c.146] Хлорат калия образует моноклинические пластинчатые кристаллы с температурой плавления 356°С. Температура разложения КСЮз составляет 400 °С, причем присутствие МпОг, РегОз и некоторых других соединений снижает температуру разложения до 150—200 °С. При ударе, трении в смеси с серой, фосфором, органическими веществами и при нагревании выше 550 °С хлорат калия взрывается. Смеси хлората калия с солями аммония, аминами и гидразинами подвержены самовозгоранию. Теплота образования КСЮз 332,2 кДж/моль, теплота растворения 1 моль в 800 моль воды — 42,98 кДж. [c.146] Хлорат калия выпускается в твердом виде (содержание КСЮз 99,7—99,8% (масс.), при этом его упаковка аналогична упаковке хлората натрия. При содержании влаги до 7% допускается упаковывать КСЮз в деревянные бочки, выложенные оберточной бумагой. [c.146] Хлорат калия главным образом используется в смесевых взрывчатых веществах и в зажигательных смесях для спичечных головок. Его можно использовать для травления металлов к лабораторного получения кислорода. [c.147] В промышленности хлорат калия и натрия получают электрохимическим окислением хлорид-ионов в водных растворах хлоридов соответствующих металлов или путем хлорирования растворов гидроксидов. Однако электрохимические методы являются более экономичными и поэтому имеют большее распространение. [c.147] С целью сокращения количества образующегося кислорода при реализации процесса стремятся обеспечить преимущественное протекание процесса по реакциям (4.11) путем понижения значения pH раствора электролита. [c.147] Снижение pH раствора электролита приводит к уменьшению растворимости выделяющегося хлора в растворе электролита и способствует его уносу электролизными газами. [c.148] Зависимость потерь выхода по току из-за протекания побочных процессов от pH раствора электролита, снятая в электролизере с платиновыми анодами при 40 °С, электродной плотности тока 1,6 кА/м , представлена на рис. 4.6. [c.148] Показатели процесса электролиза в значительной мере зависят также от концентрации хлорида в растворе электролита. Как видно из зависимости выхода по току Na lOa от содержания Na l в растворе электролита, снятой на графитовых анодах при различных температурах (рис. 4.8), выход по току существенно снижается при низких концентрациях Na l в электролите. [c.148] При электрохимическом окислении хлоридов на графитовых анодах снижение концентрации хлорида менее предельного значения (рис. 4.8) в значительной мере увеличивает потери тока на окисление графита. Проведение электролиза с анодами из платинированного титана, РЬОг или с окисно-рутениевыми титановыми анодами (ОРТА) позволяет повысить степень превращения хлорида в хлорат, так как в этом случае величина предельной концентрации хлорида ниже. [c.148] В качестве катодных материалов для хлоратных электролизеров используют углеродистую сталь, либо стали, содержащие хром. В последнем случае отпадает необходимость в добавлении солей хрома в электролит. В электролизерах с биполярпым включением электродов используют графит и титан. [c.150] Расход электрической энергии в процессе электролиза с получением хлоратов определяется напряжением на электролизере и выходом хлората металла по току. [c.150] При определении расхода электроэнергии в процессе электролиза с получением хлората коэффициент А равен 1510 кА- ч/т, а при получении K IO3 — 1313 кА-ч/т. [c.150] Технологическая схема производства хлората натрия включает стадию электролиза раствора хлорида натрия, стадии получения кристаллического хлората натрия, а также стадии подготовки раствора Na l, очистки водорода. [c.150] В промышленной практике используются две разновидности технологических схем периодическая и непрерывная. [c.150] Периодическая схема получения Na lOa. При организации процесса электролиза водного раствора хлорида натрия по периодическому принципу в первую очередь происходит образование гипохлорита, а затем хлората натрия. Содержание гипохлорита в электролите увеличивается до достижения стационарной концентрации, которая определяется соотношением скоростей образования Na lO и ЫаСЮз. В результате концентрация хлорида натрия постоянно уменьшается, а хлората натрпя увеличивается. Изменение состава электролита обусловливает изменение одного из основных показателей процесса электролиза — выхода по току, который уменьшается с течением времени особенно интенсивно при содержании Na l в электролите менее 100—120 кг/м . Помимо этого, снижение концентрации Na l приводит к ускоренному износу анодов. [c.150] Обеспечение максимального выхода по току в данном случае достигается поддержанием оптимального температурного режима электролиза и требуемого значения pH раствора электролита. Продолжительность электролиза во многом зависит от используемых анодных материалов. При получении Na lOa в электролизерах с графитовыми анодами процесс прекращают при концентрации Na l меньше 100—120 кг/м . [c.150] Вернуться к основной статье