專(zhuān)利名稱(chēng)：高氯酸鈉的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電解法制造高氯酸鈉。
高氯酸鈉(NaClO4)是火箭推進(jìn)劑固體燃料氧化劑高氯酸銨、高氯酸鋰以及煙火劑高氯酸鉀的原料，也是幾十種高氯酸鹽的原料。因此，高氯酸鈉是高氯酸鹽中最重要的化合物。
制備高氯酸鈉溶液有各種各樣方法，其中最重要的方法是電解氧化法。傳統(tǒng)的電解法是首先電解食鹽溶液制取氯酸鈉溶液，當(dāng)食鹽轉(zhuǎn)化率達(dá)到50～70%，溶液中NaCl100～150克/升，NaClO3400～450克/升時(shí)，停止電解，將該溶液除氯、蒸發(fā)、結(jié)晶、分離出固體NaClO3，然后將其溶解成含NaClO3650～700克/升的溶液，除鉻后，再進(jìn)一步電解成NaClO4溶液。該過(guò)程工序繁多，能耗大，母液循環(huán)量大，另外在蒸發(fā)過(guò)程中伴有固體食鹽及其他沉積物析出，影響蒸發(fā)器的效率，需頻繁清洗才能保證流程暢通。用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)NaClO4的缺點(diǎn)顯而易見(jiàn)，且這些缺點(diǎn)也將帶給其他高氯酸鹽的生產(chǎn)。
針對(duì)傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一個(gè)工序少、能耗低制造NaClO4溶液的方法。
本發(fā)明將食鹽溶液進(jìn)行深度電解，制成低鹽NaClO3溶液，除鉻后，再進(jìn)一步電解制成NaClO4溶液。
深度電解分兩段進(jìn)行，第一段電解控制溶液PH＝6.2～6.5，電解溫度60～80℃，電流密度7～15A/dm2，電流濃度2～10A/l，當(dāng)NaCl轉(zhuǎn)化率達(dá)到50～70%時(shí)，轉(zhuǎn)入第二段電解，控制PH＝6.5～7.0，電解溫度50～60℃，電流密度7～8A/dm2，電流濃度2～10A/l。深度電解可以使用低氯超電壓過(guò)氧化鉛電極，也可以使用陶基二氧化鉛電極，其中尤以使用前者為最佳。
深度電解后的溶液，NaCl轉(zhuǎn)化率達(dá)90%以上，NaClO3在600克/升以上，NaCl在30克/升以下。該溶液用傳統(tǒng)方法除鉻后，即可進(jìn)一步電解制得NaClO4溶液。此時(shí)電解可以使用陶基二氧化鋁電極，溶液維持其PH＝7.0～14.0，電解溫度50～60℃，電流密度13～17A/dm2，電流濃度5～25A/l。此時(shí)的電解條件基本為專(zhuān)業(yè)人員所熟悉的傳統(tǒng)法工藝條件。
按本發(fā)明的條件制取NaClO4溶液，深度電解的電流效率在80%以上，制得NaClO4溶液的電流效率不低于70%，由電解食鹽至高氯酸鈉的總電耗為7000～8900度/噸NaClO4。
實(shí)施本發(fā)明，省去了傳統(tǒng)法的固體氯酸鈉的制造過(guò)程，即省去了蒸發(fā)、結(jié)晶、分離、溶解等諸工序，從而節(jié)省了蒸汽消耗。顯而易見(jiàn)，本發(fā)明工序少，收率高，能耗低、成本低。
實(shí)例1電槽負(fù)荷3.4A，陶基二氧化鉛電極的電流密度為8.5A/dm2電流濃度10A/l，電解原始液含300克/升NaCl，2克/升Na2Cr2O7，第一段電解維持PH6.1～6.5，溫度70℃，至轉(zhuǎn)化率60%后轉(zhuǎn)入第二段電解，維持PH6.5～7.0，溫度50℃，電流密度8A/dm2，電流濃度9A/l，電解至轉(zhuǎn)化率96%。將所得溶液除鉻后加入高氯酸鈉電解槽中電解，電槽負(fù)荷6.8A，陶基二氧化鉛電極的電流密度16A/dm2電流濃度18A/l，溶液PH為9～10，溫度60℃，電解完成液組分為700克/升NaClO4，5克/升NaClO3。從食鹽至高氯酸鈉溶液的總直流電耗為7695度/噸NaClO4。
實(shí)例2電槽負(fù)荷3.4A，低氯超電極的電流密度8A/dm2，電流濃度10A/l，電解原始液含290克/升NaCl，2克/升NaClO3，2克/升NaCr2O7。第一段電解維持PH6.2-6.5，溫度70-80℃，至轉(zhuǎn)化率70%后轉(zhuǎn)入第二段電解，維持PH6.5-7.0，溫度50-55℃，電流密度8A/dm2，電流濃度10A/l，電解至轉(zhuǎn)化率96%。將所得溶液除鉻后加入高氯酸鈉電解槽中電解，電槽負(fù)荷7A，陶基二氧化鉛電極的電流密度16.5A/dm2，電流濃度20.6A/l，溶液PH9-10，溫度60℃，電解完成液組分為700克/升NaClO44.7克/升NaClO3。從食鹽到高氯酸鈉溶液的總直流電耗為7064度/噸NaClO4。
實(shí)例3電槽負(fù)荷170A，低氯超電極的電流密度7.2A/dm2，電流濃度2.8A/l，將含295克/升NaCl，2克/升NaClO3，2克/升Na2Cr2O7的鹽水按實(shí)例1條件進(jìn)行兩段電解，電解至轉(zhuǎn)化率達(dá)96%，將此低鹽氯酸鈉溶液除鉻后加入高氯酸鈉電解槽，電槽負(fù)荷400A，陶基二氧化鉛電極的電流密度17A/dm2，電流濃度6.6A/l，按實(shí)例1電解高氯酸鈉條件電解，電解完成液含765.7克/升高氯酸鈉，5克/升氯酸鈉，由食鹽到高氯酸鈉溶液的總直流電耗為7699度/噸NaClO4。
實(shí)例4電槽負(fù)荷5000A，低氯超電極，電流密度為7.8A/dm2，電流濃度4.55A/l，將含290克/升NaCl，2克/升NaClO3，2克/升Na2Cr2O7的鹽水按實(shí)例1電解氯酸鈉條件電解，電解至轉(zhuǎn)化率為97%，將此溶液除鉻后加入高氯酸鈉電解槽中電解，電槽負(fù)荷3000A，陶基二氧化鉛電極的電流密度14A/dm2，電流濃度6A/l，按實(shí)例1條件電解所得溶液含NaClO4850克/升，NaClO35克/升。經(jīng)過(guò)2160小時(shí)的運(yùn)行，從食鹽至高氯酸鈉溶液的平均直流電耗為8150度/噸NaClO4。771升上述電解制得的高氯酸鈉溶液，加入3m3搪瓷釜中按傳統(tǒng)方法加入1550升氯化鉀溶液(含KCl260克/升)復(fù)分解，所得結(jié)晶經(jīng)離心分離，洗滌干燥后得高氯酸鉀690公斤，質(zhì)量符合國(guó)家優(yōu)質(zhì)品。
權(quán)利要求
1.一種電解制造高氯酸鈉溶液的方法，首先電解食鹽溶液制低鹽氯酸鈉溶液，然后除鉻，再進(jìn)一步電解制高氯酸鈉溶液，其特征是使用低氯超電壓過(guò)氧化鉛或陶基二氧化鉛電極將食鹽溶液分兩段進(jìn)行深度電解，第一段電解控制溶液PH=6.2～6.5，電解溫度60～80℃，電流密度7～15A/dm2，電流濃度2～10A/l，第二段電解，控制溶液PH=6.5～7.0，電解溫度50～60℃，電流密度7～8A/dm2，電流濃度2～10A/l。
2.一種按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所使用的電極最好是低氯超電壓過(guò)氧化鉛電極。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于制造高氯酸鈉的工藝方法。首先將食鹽溶液進(jìn)行深度電解，制得低鹽氯酸鈉溶液，然后除鉻可直接進(jìn)一步電解制取高氯酸鈉。本發(fā)明省去了傳統(tǒng)法制造固體氯酸鈉的工序，因而縮短了工藝流程，降低了能耗，并且總電耗也低于傳統(tǒng)法。
文檔編號(hào)C01B11/18GK1031262SQ87105508
公開(kāi)日1989年2月22日 申請(qǐng)日期1987年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1987年8月10日
發(fā)明者唐重成, 姚沛 申請(qǐng)人:化學(xué)工業(yè)部天津化工研究院