SU1756268A1 - Method of producing calcium peroxide - Google Patents

Description

азотнокислого, 18% (5,6 М) раствора перок- сида водорода и 11% (6,1 М) раствора водного аммиака, а также ухудшаетс  степень отмывки осадка от примесей.a nitric acid, 18% (5.6 M) solution of hydrogen peroxide and 11% (6.1 M) solution of aqueous ammonia, and the degree of washing of the precipitate from impurities also worsens.

Цель изобретени  - ускорение процесса .The purpose of the invention is to accelerate the process.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что водные растворы соликальцил с концентрацией 0,8-2,5 М, пероксида водорода и гид- роксида аммони  параллельно вли ют в водную суспензию кристаллического окта- гидрата пероксида каЖци  при охлах дении и мол рных соотношени х СаС(2(Са(ЫОз)2 : Н202 : (NHUOH 1 ; (1.3-1.4) : (2,6-2,8). Образовавшуюс  суспензию кристаллогидрата пероксида кальци  выдерживают при перемешивании, после чего осадок отдел ют от маточного раствора, промывают от примесей и подвергают термической дегидратации .This goal is achieved by the fact that aqueous solutions of solicalcyl with a concentration of 0.8-2.5 M, hydrogen peroxide and ammonium hydroxide simultaneously affect the aqueous suspension of crystalline calcium peroxide octahydrate during cooling and molar ratios of CaC (2 (Ca (NH3) 2: H202: (NHUOH 1; (1.3-1.4): (2.6-2.8). The resulting suspension of calcium peroxide crystalline hydrate is kept under stirring, after which the precipitate is separated from the mother liquor, washed from impurities and subjected to thermal dehydration.

При мол рной концентрации указанных растворов солей кальци  меньшей 0,5 М, и большей 2,5 М, поставленна  цель по за вленному способу не достигаетс ,-независимо от массовой концентрации кристаллического октагидрата пероксида кальци  в исходной суспензии. При использовании разбавленных растворов съем пероксида кальци  с 1 кг массы, введенной в синтез, меньше, чем в прототипе. При использовании очень концентрированных растворов солей кальци  качество пероксида кальци  хуже. В отсутствии первоначальной водной суспензии кристаллического октагидрата пероксида кэльци  резко снижаетс  скорость фильтровани  полученной в результате взаимодействи  реагентов суспензии и качество целевого продукта, Это объ сн етс  образованием в указанных услови х пастообразного в зкого дигидрата пероксида кальци . Последний значительно труднее отмываетс  от анионов, присутствующих в жидкой фазе, и легче разлагаетс  в маточном растворе с образованием гидро- ксида кальци , чем кристаллические октз- и дигидраты пероксида кальци , которые образуютс  в присутствии водной суспензии кристаллического октагидрата пероксида кальци . Однофазный кристаллический ок- тагидрат пероксида кальци  при температуре до 10°С образуетс  только при взаимодействии 1-2 мол рного раствора кальци  хлористого или кальци  азотнокислого с 2,5-3,5%-ным раствором пероксида водорода и 2,0-2.5% -ным раствором гидро- ксида аммони .When the molar concentration of these solutions of calcium salts is less than 0.5 M, and greater than 2.5 M, the goal is not achieved according to the claimed method, regardless of the mass concentration of calcium peroxide crystalline octahydrate in the initial suspension. When using dilute solutions, I remove calcium peroxide from 1 kg of mass introduced into the synthesis, less than in the prototype. When using very concentrated solutions of calcium salts, the quality of calcium peroxide is worse. In the absence of an initial aqueous suspension of Celcium peroxide crystalline octahydrate, the filtration rate of the resulting suspension of reactants and the quality of the target product sharply decrease. This is due to the formation of paste-like viscous calcium peroxide dihydrate under the conditions specified. The latter is much harder to wash off the anions present in the liquid phase and decomposes more easily in the mother liquor to form calcium hydroxide than crystalline octyl calcium peroxide and dihydrates of calcium, which are formed in the presence of an aqueous suspension of crystalline calcium peroxide octahydrate. Single-phase crystalline calcium peroxide octahydrate at temperatures up to 10 ° C is formed only by reacting a 1-2 molar solution of calcium chloride or calcium nitrate with a 2.5–3.5% solution of hydrogen peroxide and 2.0–2.5% ammonium hydroxide.

Таким образом, при отсутствии исходной водной суспензии кристаллического октагидрата пероксида кальци  интенсифика0Thus, in the absence of an initial aqueous suspension of calcium peroxide crystalline octahydrate, intensification

5five

00

5five

00

ци  процесса при сохранении качества продукта не обеспечиваетс .Qi process while maintaining product quality is not provided.

Массова  концентраци  кристаллического октагидрата пероксида кальци  в первоначальной суспензии на достижение поставленной цели не оказывает вли ни .The mass concentration of crystalline calcium peroxide octahydrate in the initial suspension does not affect the achievement of this goal.

Обьем первоначальной водной суспензии кристаллического октагидрата пероксида кальци  должен обеспечить интенсивное перемешивание реакционной массы в начале процесса и зависит от нижнего уровн  мешалки в реакторе и его диаметра,The volume of the initial aqueous suspension of calcium peroxide crystalline octahydrate should provide intensive mixing of the reaction mass at the beginning of the process and depends on the lower level of the agitator in the reactor and its diameter,

Съем пероксида кальци  с 1 кг введенной в синтез массы рассчитывают только по массе образовавшегос  из водных растворов (Са(МОз)2, H2U2 и NM/iOH кристал- логидратор пероксида кальци  (смеси очта- и дигидрата пероксида кальци ). В расчет пе принимают массу пероксида кальци , образовавшуюс  из специально введенного в ре- акционную массу кристаллического октагидрата пероксида кальци . Ее вычитают из общей массы пероксида кальци , полученной в опыте, а затем разницу относ т ко всей реакционной массе при расчете съема продукции с 1 кг введенной в синтез массы.Calcium peroxide removal from 1 kg of mass introduced into the synthesis is calculated only by the mass of calcium peroxide crystalline hydrator (a mixture of complete calcium peroxide and calcium peroxide) formed from aqueous solutions (Ca (MO3) 2, H2U2 and NM / iOH). Calcium peroxide, which is formed from crystalline calcium peroxide octahydrate specially introduced into the reaction mass, is subtracted from the total calcium peroxide obtained in the experiment, and then the difference relates to the total reaction mass when calculating the removal of products from 1 kg mes mass.

Пример 1. В стекл нный реактор, вместимостью 20 дм3, снабженный мешалкой и вод ной рубашкой, заливают дистиллированную воду в количестве 2,0 дм3 и охлаждают ее до 8-10°С подачей охлажденной воды в рубашку. Затем всыпают 200 г кристаллического октагидрата пероксида кальци  и при перемешивании со скоростью 110±20 об/мин, в течение двух часов параллельно сливают 6,27 дм3 раствора кальци  хлористого с концентрацией 2,2 М (21%), 2,05 дм3 раствора пероксида водорода с концентрацией 9,0 М ( 27%) и 3,03 дм3 раствора гидроксчда аммони  с концентрацией 12,0 М ( 22%). При этом скорость введени  исходных растворов 3,14; 1,03; 1,52 дм /ч соответственно. В указанных услови х обеспечиваетс  мол рное соотношение СаОД . 1 : 1.3: 2,6 и рН пор дка 9,3. По окончании слива растворов суспензию перемешивают в течение 15- 20 мин, а затем фильтрацией под вакуумом отдел ют осадок кристаллогидрата от маточного раствора, промывают 20 дмЗ охлажденной до 8-10°С дистиллированной воды и сушат в слое 15-25 мм при периодическом перемешивании при 95-120°С и непрерывном отводе выдел ющихс  вод ных паров 5 до массовой доли влаги не более 0,5%. Полученный продукт содержит, мас.%: Са02 90,6, влаги 0,0, С 0,4, N 0,08, С 0,005, K+Na 0,01. Ре 0,009, нерастворимых в HCL примеси - 0,01, РЬ - 0.005%. Выход пероксида кальци  составл ет 78%. При этом расходExample 1. In a glass reactor with a capacity of 20 dm3, equipped with a stirrer and a water jacket, pour distilled water in an amount of 2.0 dm3 and cool it to 8-10 ° C with a supply of chilled water to the jacket. Then, 200 g of calcium peroxide crystalline octahydrate are poured in and under stirring at a speed of 110 ± 20 rpm. For two hours, 6.27 dm3 of a calcium solution with a concentration of 2.2 M (21%), 2.05 dm3 of peroxide are poured in parallel hydrogen with a concentration of 9.0 M (27%) and 3.03 dm3 of ammonium hydroxide solution with a concentration of 12.0 M (22%). At the same time, the rate of introduction of the initial solutions is 3.14; 1.03; 1.52 dm / h, respectively. Under these conditions, the molar ratio of CaOD is provided. 1: 1.3: 2.6 and pH on the order of 9.3. After the solutions are drained, the suspension is stirred for 15-20 minutes, and then the crystalline hydrate precipitate is removed from the mother liquor by filtration under vacuum, washed with 20 dm3 of distilled water cooled to 8-10 ° C and dried in a layer of 15-25 mm with occasional stirring with 95-120 ° C and a continuous removal of evolved water vapor 5 to a mass fraction of moisture of not more than 0.5%. The resulting product contains, wt%: Ca0290.6, moisture 0.0, C 0.4, N 0.08, C 0.005, K + Na 0.01. Re 0,009, insoluble in HCL impurities - 0,01, Pb - 0.005%. The yield of calcium peroxide is 78%. At the same time

5five

00

5five

00

пероксида водорода равен 2,9 кг/кг СаС)2. а гидроксида аммони  3,55 кг/кг Са02. Относительна  скорость фильтрации кристаллогидрата пероксида кальци  равна 135 дм /ч. Съем пероксида кальци  с 1 кг массы, введенной в синтез 54 г.hydrogen peroxide is equal to 2.9 kg / kg CaC) 2. and ammonium hydroxide 3.55 kg / kg Ca02. The relative filtration rate of calcium peroxide crystalline hydrate is 135 dm / h. Removal of calcium peroxide from 1 kg of mass introduced into the synthesis of 54 g.

Пример 2. В стекл нный реактор вместимостью 20 дм3, снабженный мешалкой и вод ной рубашкой, заливают дистиллированную воду в количестве 2 дм3 и охлаждают ее до 8-10°С подачей охлажденной воды в рубашку. Затем всыпают 185 г кристаллического октагидрата пероксида кальци  и при перемешивании со скоростью 110+20 об/мин в течение полутора ча- сов параллельно сливают 5,52 дм3 раствора кальци  хлористого с концентрацией 2,5 М (23%), 1,66 дм3 раствора пероксида водорода с концентрацией 11,5 М ( 35%) и 2,7 дм раствора гидроксида аммони  с концен- трацией 14,5 М (27%). При этом скорость слива исходных растворов составит 3,68: 1,11; 1,8 дм /ч соответственно. В указанных услови х обеспечиваетс  мол рное соотношение CaCfc : NH4OH 1 :1,4 : 2,8 и рН пор дка 9,2. По окончании слива растворов суспензию перемешивают в течение 15-20 мин, а затем фильтрацией под вакуумом отдел ют осадок кристаллогидрата от маточного раствора, промывают 20 дм3 ох- лажденной до 8-10°С дистиллированной воды и сушат в слое 15-25 мм при периодическом перемешивании при 95- 120°С и отводе выдел ющихс  водных паров до массовой доли влаги не более 0,5%. Полученный продукт содержит, мас.%: Са02 89,0, влаги 0,5, С 0,5, N 0,07, С 0,005, К + Na 0,02, Fe 0,009, нерастворимых в HCI примесей - 0,01, РЬ 0,005. Выход пероксида кальци  составл ет 80,0%. При этом расход раствора пероксида водорода составл ет 2,35 кг/кг Са02, а раствора гидроксида аммони  3,04 кг/кг СаОа. Относительна  скорость фильтрации кристаллогидрата равна 136 дм /ч. Съем пероксида кальци  с 1 кг массы, введенной в синтез, 58 г.Example 2. In a glass reactor with a capacity of 20 dm3, equipped with a stirrer and a water jacket, pour distilled water in an amount of 2 dm3 and cool it to 8–10 ° C with cooled water in the jacket. Then, 185 g of calcium peroxide crystalline octahydrate are poured in and under stirring at a speed of 110 + 20 rpm for one and a half hours, 5.52 dm3 of calcium chloride solution with a concentration of 2.5 M (23%), 1.66 dm3 of solution are drained in parallel hydrogen peroxide with a concentration of 11.5 M (35%) and 2.7 dm of ammonium hydroxide solution with a concentration of 14.5 M (27%). The rate of discharge of the initial solutions will be 3.68: 1.11; 1.8 dm / h, respectively. Under these conditions, the CaCfc: NH4OH ratio is 1: 1.4: 2.8 and the pH is of the order of 9.2. After the solutions are drained, the suspension is stirred for 15-20 minutes, and then the crystalline hydrate precipitate is removed from the mother liquor by filtration under vacuum, washed with 20 dm3 of distilled water cooled to 8–10 ° C and dried in a layer of 15–25 mm. stirring at 95-120 ° C and evacuating the evolved water vapor to a mass fraction of moisture of not more than 0.5%. The resulting product contains, in wt.%: Ca02 89.0, moisture 0.5, 0.5, N 0.07, 0.005, K + Na 0.02, Fe 0.009, impurities insoluble in HCI - 0.01, Pb 0.005. The yield of calcium peroxide is 80.0%. The consumption of the hydrogen peroxide solution is 2.35 kg / kg Ca02, and the ammonium hydroxide solution is 3.04 kg / kg CaOa. The relative filtration rate of a crystalline hydrate is 136 dm / h. Removal of calcium peroxide from 1 kg of the mass introduced into the synthesis, 58 g.

Пример 3. В стекл нный реактор вместимостью 20 дм3, снабженный мешалкой и вод ной рубашкой, заливают дистиллированную воду в количестве 2 дм и охлаждают ее до 8-10°С подачей охлажденной воды в рубашку. Затем всыпают 215 г кристаллического октагидрата пероксида кальци  и при перемешивании со скоростью 110±20 об/мин в течение полутора часов параллельно ввод т 5,52 дм3 раствора кальци  азотнокислого с концентрацией 2,5 М (32%), 1,898 дм3 раствора пероксида водорода с концентрацией 9,8 М (30%) и 2,79 дм раствора гидроксида аммони  сExample 3. A glass reactor with a capacity of 20 dm3, equipped with a stirrer and a water jacket, is filled with distilled water in an amount of 2 dm and cooled to 8–10 ° C by supplying cooled water to the jacket. Then, 215 g of calcium peroxide crystalline octahydrate are poured in and under stirring at a speed of 110 ± 20 rpm for a period of one and a half hours, 5.52 dm3 of a solution of calcium nitrate with a concentration of 2.5 M (32%), 1.898 dm3 of hydrogen peroxide solution are introduced in parallel concentration of 9.8 M (30%) and 2.79 dm solution of ammonium hydroxide with

концентрацией 13,35 М (25%). При этом скорость введени  исходных растворов составл ет 3,68; 1.27; 1,86 дм3/ч соответственно . В указанных услови х обеспечиваетс  мольное отношение Са(МОз)2 : Н202 : МЩОН - 1 : 1,35 : 2,7 и рН пор дка 9,2. По окончании слива растворов суспензию перемешивают в течение 15-20 мин, а затем фильтрацией под вакуумом отдел ют осадок кристаллогидрата от маточного раствора , промывают 20 дм охлажденной до 8-10°С дистиллированной воды и сушат в слое 15-25 мм при периодическом перемешивании при 95-110°С и непрерывном отводе выдел ющихс  вод ных паров до массовой доли влаги не более 0,5%.concentration of 13.35 M (25%). In this case, the rate of introduction of the initial solutions is 3.68; 1.27; 1.86 dm3 / h, respectively. Under these conditions, the molar ratio Ca (MO3) 2: H202: MSCHON is 1: 1.35: 2.7 and the pH is of the order of 9.2. After the solutions are drained, the suspension is stirred for 15–20 min, and then the precipitate of the hydrated hydrate is separated from the mother liquor by filtration under vacuum, washed with 20 dm of distilled water cooled to 8–10 ° C and dried in a layer of 15–25 mm with occasional stirring with 95-110 ° C and continuous removal of evolved water vapor to a mass fraction of moisture of not more than 0.5%.

Полученный продукт содержит, мас.%: -Са02 91,9, влаги 0,5, С 0,5, N 0,08. CI 0,005, K+Na 0,02, Fe 0,009, нерастворимых в HCI примесей - 0,01, РЬ 0,005. Выход пероксида кальци  составл ет 80%. При этом расход 30% пероксида водорода равен 2,64 кг/кг Са02, раствора гидроксида аммони  3,2 кг/кг Са02. Относительна  скорость фильтрации кристаллогидрата пероксида кальци  равна 150 дм3/ч. Съем пероксида кальци  с Т кг массы, введенной в синтез, 58 г.The resulting product contains, wt%: -Ca02 91.9, moisture 0.5, 0.5, N 0.08. CI 0.005, K + Na 0.02, Fe 0.009, insoluble in HCI impurities - 0.01, Pb 0.005. The yield of calcium peroxide is 80%. The consumption of 30% hydrogen peroxide is equal to 2.64 kg / kg of Ca02, ammonium hydroxide solution of 3.2 kg / kg of Ca02. The relative filtration rate of calcium peroxide crystalline hydrate is 150 dm3 / h. Removal of calcium peroxide from T kg of mass introduced into the synthesis, 58 g.

Последующие опыты провод т в аналогичных услови х, мен   мол рное соотношение реагентов.Subsequent experiments were carried out under similar conditions, the molar ratio of the reagents was varied.

Результаты опытов представлены в табл. 1, 2.The results of the experiments are presented in table. 12.

При проведении процесса осаждени  при мол рных соотношени х, меньших, чем Н202 : NH40H 1 ; 1.3 : 2.6, поставленна  цель не достигаетс , так как либо уменьшаетс  выход пероксида кальци , либо съем продукции.When carrying out the precipitation process at molar ratios less than H202: NH40H 1; 1.3: 2.6, the goal is not achieved, since either the calcium peroxide yield is reduced, or the output is removed.

Увеличение мол рного соотношени  Са2+ : Н202 : МЩОН более 1 : 1,4 ; 2,8 экономически нецелесообразно. При увеличении концентрации соли кальци  больше 2,5 моль/дм3 ухудшаетс  качество пероксида кальци .The increase in the molar ratio of Ca2 +: H202: MSCHON is more than 1: 1.4; 2.8 economically impractical. As the calcium salt concentration increases to more than 2.5 mol / dm3, the quality of calcium peroxide decreases.

Предлагаемый способ обеспечивает увеличение выхода пероксида кальци  с 1 кг массы, введенной в синтез, до 54-60 г (у прототипа 12-17 г), скорости фильтрации водной суспензии кристаллогидрата пероксида кальци  в идентичных услови х до 130- 150 дм3/ч (у прототипа 50-70 дм3/ч), уменьшение расхода пероксида водорода 30%-ного до 2,50-2.95 кг/кг Са02, (у прототипа 5,8-6,3 кг/кг Са02) и гидроксида аммони  25%-ного до 3,1-3,5 кг/кг СаОа (у прототипа 7,1-7,5 кг/кг Са02), при сохранении выхода пероксида кальци  75-80% и его качества.The proposed method provides an increase in the yield of calcium peroxide from 1 kg of the mass introduced into the synthesis to 54-60 g (in the prototype 12-17 g), the filtration rate of the aqueous suspension of calcium peroxide crystalline hydrate under identical conditions to 130-150 dm3 / h ( prototype 50-70 dm3 / h), reducing the consumption of hydrogen peroxide 30% to 2.50-2.95 kg / kg Ca02, (in the prototype 5.8-6.3 kg / kg Ca02) and ammonium hydroxide 25% up to 3.1-3.5 kg / kg CaOa (in the prototype 7.1-7.5 kg / kg Ca02), while maintaining the yield of calcium peroxide 75-80% and its quality.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ получени  пероксида кальци , включающий параллельное введение в реактор при охлаждении водных растворов со- ли кальци , пероксида водорода и гидроксида аммони , взаимодействие образовавшейс  смеси при перемешивании, от- детение полученного осадка, его промывку и термическую дегидратацию, отличающийс  тем, что, с целью ускорени  про- « Claim Method A method for producing calcium peroxide, which includes parallel introduction into the reactor while cooling aqueous solutions of calcium salt, hydrogen peroxide and ammonium hydroxide, reacting the resulting mixture with stirring, repeating the resulting precipitate, washing it and thermally dehydrating, characterized in that in order to speed up the pro- 00 цесса, перед введением водных растворов в реактор помещают водную суспензию кристаллического октагидрата пероксида кальци , в качестве водного раствора соли кальци  используют 0,8-2,5 М раствор нитрата или хлорида кальци , а взаимодействие ведут при мол рном соотношении соли кальци , перо ксида водорода и гидроксида аммони , равном 1,0 : 1,3-1,4 : 2,6-2,8 соответственно ,Before the introduction of aqueous solutions, an aqueous suspension of crystalline calcium peroxide octahydrate is placed in the reactor, a 0.8-2.5 M solution of nitrate or calcium chloride is used as an aqueous solution of calcium salt, and the reaction is carried out at the molar ratio of calcium salt and hydrogen peroxide and ammonium hydroxide, equal to 1.0: 1.3 to 1.4: 2.6 to 2.8, respectively, Таблица 1Table 1