×
28.03.2020
220.018.1175

Способ получения нитрата олова (IV) путем окисления нитрата олова (II)

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано при проведении аналитического контроля и научных исследований. Для получения нитрата олова (IV) Sn(NO)окисляют нитрат олова (II) Sn(NO) в присутствии азотной кислоты. В качестве окислителя используют пероксид водорода с концентрацией в водном растворе 8-15%, который дозируют с избытком в отношении оловосодержащего восстановителя - нитрата олова (II). Азотную кислоту берут в виде 54%-ного водного раствора в мольном соотношении с восстановителем (2,05-2,40):1. Процесс проводят при комнатной температуре в бисерной мельнице со стеклянным бисером в качестве перетирающего агента в присутствии уайт-спирита как базового компонента объемной фазы. Дозировку реагентов рассчитывают на 0,2-0,5 моль/кг продукта в конечной реакционной смеси и проводят в следующей последовательности: стеклянный бисер, пероксид водорода, азотная кислота. Затем вводят уайт-спирит и нитрат олова (II), включают механическое перемешивание. После практически полного расходования нитрата олова (II) в реакционной смеси процесс прекращают, отделяют стеклянный бисер. Реакционную смесь фильтруют, осадок на фильтре промывают уайт-спиритом, снимают с фильтра и сушат или направляют на дополнительную очистку. Изобретение позволяет обеспечить практически полное расходование исходного оловосодержащего реагента с высокой избирательностью по целевому продукту. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 9 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии получения солей четырехвалентного олова и может быть использовано в различных областях химической практики, в частности, в промышленности, аналитическом контроле и научных исследованиях.

Известен способ получения нитрата олова (IV) путем прямого взаимодействия оксида олова (IV) с азотной кислотой при соизмеримых с комнатной температурах в бисерной мельнице вертикального типа в присутствии стеклянного бисера в качестве перетирающего агента (патент РФ № 2655142). В соответствии с ним оксид олова (IV) берут в количестве 0,05-0,5 моль/кг кислоту в виде раствора в этилцеллозольве в мольном соотношении кислота: оксид 4,0÷12,5, процесс ведут в отсутствие, а лучше в присутствии трибохимического катализатора из ряда аминов.

Недостатками данного способа являются:

1. В нем используют хорошо растворяющий воду и минеральные кислоты этилцеллозольв. Таких растворителей ограниченное количество. При этом нет основания считать, что они окажутся пригодными для окисления нитрата олова (II) в нитрат олова (IV).

2. Отмечается, что фильтраты могут служить жидкой фазой загрузок на последующие процессы. Но по мере оборота таких фильтратов в них будут накапливаться вводимая с кислотой вода, вплоть до достижения предельного значения, когда гидролизом полученной соли можно пренебречь. Далее излишнюю воду требуется убрать.

3. В цитируемом способе используются трибохимические катализаторы, в частности, ряд аминов. Нет основания считать, что они окажутся полезными в предлагаемом способе.

Наиболее близким к заявленному является получение нитрата олова (IV) путем растворения металла в 70%-ной азотной кислоте (atomistry.com.PeriodicTableofChemicalElements. http://tin.atomistry.com/stannic_nitrate.html).

Недостатками данного способа являются:

1. Обозначенное получение не оформлено как способ.

2. 70%-ная азотная кислота относится к категории специальных и ее нужно получать как стадию обозначенного способа.

3. Работа с 70%-ной HNO3 требует специального оборудования и значительно осложнит аппаратурное оформление такого процесса.

4. Работа с таким окислителем требует соответствующей квалификации исполнителей и специальной подготовки последних.

Задачей предлагаемого решения является найти более простой способ получения нитрата олова (IV) путем окисления оловосодержащего сырья и подобрать такие условия окисления нитрата олова (II) пероксидом водорода в присутствии вводимой в виде 54%-ного водного раствора азотной кислоты, а также аппаратурное оформление процесса, которое бы обеспечивало практически количественное расходование исходного оловосодержащего реагента с приближающейся к 1 избирательностью по целевому продукту, а также простое выделение последнего из реакционной смеси путем фильтрования с последующей промывкой, сушкой, а при необходимости и дополнительной очисткой.

Поставленная задача достигается тем, что в качестве окислителя нитрата олова (II) используют пероксид водорода с исходной концентрацией в водном растворе 8-15%, дозируемый с 5-15%-ным стехиометрическим избытком в отношении оловосодержащего восстановителя, азотную в виде 54%-ного водного раствора кислоту берут в мольном соотношении с восстановителем (2,05-2,40):1, процесс ведут при комнатной температуре в присутствии уайт-спирита как базового компонента объемной фазы в бисерной мельнице со стеклянным бисером в качестве перетирающего агента, загружаемым в массовом соотношении с остальной загрузкой 1:1, дозировку реагентов рассчитывают на 0,2-0,5 моль/кг продукта в конечной реакционной смеси и ведут в последовательности: стеклянный бисер, пероксид водорода и азотная кислота с эпизодическим перемешиванием для смачивания бисера, после чего вводят уайт-спирит и нитрат олова (II), включают механическое перемешивание и ведут процесс при контроле расходования соли олова (II), эпизодически кислоты, пероксида водорода и соли олова (IV)до практически полного израсходования соли олова (II) в реакционной смеси, после чего процесс прекращают, отделяют на сетке в качестве фильтровальной перегородки стеклянный бисер, реакционную смесь далее фильтруют, осадок на фильтре промывают уайт-спиритом, снимают с фильтра и сушат либо направляют на дополнительную очистку, а фильтрат делят на органическую и водную фазы, каждую из которых подвергают анализу на содержание кислоты, пероксида водорода и соединений олова (II)и (IV), при этом органическую фазу со следовыми количествами солей олова (II)и (IV), пероксида водорода, кислоты и воды и промывной растворитель возвращают без всяких дополнительных операций на загрузку повторных процессов.

На фиг.1. представлены исходные условия и результаты выполнения способа, отличающиеся величиной исходной загрузки нитрата олова, содержанием пероксида водорода в дозируемом растворе и избытками окислителя и кислоты в исходной загрузке (по примеру 1).

Характеристика используемого сырья:

Нитрат олова (II) получали окислением олова нитратом олова (IV) в среде уайт-спирита в присутствии стимулирующей добавки йода при комнатной температуре в бисерной мельнице вертикального типа [Пожидаева С.Д., Агеева Л.С., Иванов А.М. Некоторые особенности окисления олова соединениями олова (IV) в присутствии молекулярного йода //Технология металлов. 2018.- №8. - С.3-12].

Обозначенная соль накапливалась в твердой фазе, отделялась путем фильтрования, промывалась растворителем, сушилась на воздухе и досушивалась в сушильном шкафу до постоянной массы. Эквивалент 243±1, что отвечает формуле Sn(NO3)2.

Перекись водорода - некондиционная (по ТУ 2123-533-05763441-2011)

Азотная кислота ГОСТ 4461-77

Уайт-спирит ГОСТ 3134-78

Проведение процесса заявляемым способом следующее. В бисерную мельницу вертикального типа со стеклянным корпусом с плоским дном, высокооборотной механической мешалкой лопастного типа с лопастью из текстолита и стеклянным бисером в качестве перетирающего агента вводят стеклянный бисер, который при эпизодическомперемешивании смачивают загруженными водным раствором пероксида водорода и азотной кислоты, после чего дозируют уайт-спирит и оксид олова (II), включают перемешивание в бисерной мельнице и этот момент принимают за начало процесса. Процесс ведут при стабильном механическом перемешивании при текущем контроле за расходованием соли олова (II) и эпизодическом контроле за расходованием пероксида водорода, кислоты и накоплением соли олова (IV). При приближении содержания нитрата олова (II) к нулевому значению перемешивание прекращают, корпус реактора отсоединяют от крышки с сальниковой коробкой и мешалкой и опускают настолько, чтобы лопасть мешалки оказалась выше уровня реакционной смеси в корпусе. Некоторое время выжидают, давая возможность остаткам реакционной смеси стечь с лопасти и вала механической мешалки. Затем корпус с реакционной смесью вынимают из гнезда каркасной рамы, перемещают к узлу отделения стеклянного бисера от остальной реакционной смеси и проводят эту операцию на сетке с размерами ячеек 0,3×0,3 мм в качестве фильтровальной перегородки. Оставшийся на сетке перетирающий агент возвращают в корпус бисерной мельницы, собирают последнюю в рабочее состояние, вводят некоторое количество уайт-спирита и отмывают стенки реактора и внутренних его элементов, а также перетирающего агента от остатков реакционной смеси. Затем повторно отделяют перетирающий агент, который взвешивают, сушат и направляют на загрузку повторного процесса. Промывной растворитель собирают и в дальнейшем используют в операциях по разделению реакционной смеси.

Отделенную от перетирающего агента реакционную смесь фильтруют, осадок на фильтре промывают несколько раз фильтратом, затем промывным растворителем, отжимают, переносят с фильтра в емкость для сушки и оставляют на воздухе до достижения постоянной массы, периодически измельчая до превращения в порошкообразное состояние. Из высушенного продукта берут пробу и определяют эквивалент, на основе которого делают заключение о целесообразности дополнительной очистки полученного продукта.

Полученный фильтрат делят на органическую и водные фазы, которые взвешивают и анализируют на содержание в них растворимых компонентов. Органическую фазу, как и промывной растворитель, содержащие следы пероксида водорода, кислоты и солей олова (II)и (IV)без всяких дополнительных операций возвращают на загрузку повторных процессов. Водную фазу, содержащую избыточные и непрореагировавшие кислоту, пероксид водорода, а также следы солей олова (II) и (IV) накапливают и используют по разным назначениям.

Пример №1

В бисерную мельницу вертикального типа со стеклянным корпусом в виде толстостенного стакана внутренним диаметром 52,1 мм и высотой 130 мм с плоским дном и высокооборотной (1560 об/мин) лопастной мешалкой с лопастью из текстолита 51×39×2,5 мм, карманами для пробоотборника и датчика температуры загружают 100 г стеклянного бисера, 10,71 г 11%-ного водного пероксида водорода и 7,97 г 54%-ной азотной кислоты таким образом, чтобы перетирающий агент был хорошо смочен обозначенными водными растворами, для чего используют эпизодическое перемешивание содержимого корпуса реактора. После этого загружают 73,24 г уайт-спирита и 8,02 г нитрата олова (II). Корпус реактора помещают в соответствующее гнездо каркасной рамы, соединяют с крышкой, в который смонтирована лопастная мешалка с соответствующей сальниковой коробкой, проверяют прокручивание вала, включают механическое перемешивание и этот момент принимают за начало процесса. По ходу процесса без прекращения перемешивания отбирают пробы реакционной смеси, которые анализируют на содержание соли олова (II), либо соли олова (IV) и кислоты, либо соли олова (II) и пероксида водорода, а в конечной всех трех реагентов и соли олова (IV). На основе этих данных строят зависимость выхода продукта от времени протекания процесса. Эта зависимость представлена в таблице 1.

Таблица 1

Выход продукта.% от теоретического 25 50 75 98 и более
Время достижения, мин 6 13 32 140

По достижении по результатам анализа 98 и более выхода продукта процесс прекращают, останавливают механическое перемешивание бисерной мельницы, отсоединяют корпус реактора от крышки и опускают его в гнездо каркасной рамы вниз таким образом, чтобы нижняя кромка мешалки оказалась выше уровня содержимого в корпусе. В таком положении выдерживают 5 минут, давая возможность реакционной смеси стечь с вала и лопасти мешалки. После этого корпус с содержимым вынимают из гнезда каркасной рамы, его содержимое переносят в воронку для отделения стеклянного бисера от реакционной смеси на сетке с размерами 0,3×0,3 мм. Бисер тщательно снимают с сетки и возвращают в корпус реактора. Установку собирают вновь, вводят 30 г уайт-спирита, включают механическое перемешивание и в течении 12 мин проводят отмывку стеклянного бисера, а также поверхностей корпуса, мешалки и ее вала от остатков реакционной смеси. По истечении указанного времени перемешивание прекращают и проводят повторное отделение бисера от промывного растворителя, который собирают в предназначенной для этого емкости.

Отделенную от перетирающего агента реакционную смесь оставляют на 2 часа, после чего фильтруют. Осадок отжимают на фильтре, промывают промывным растворителем, снимают с фильтра, взвешивают и отправляют на сушку на воздухе с периодическим перемешиванием, измельчением до порошкообразного состояния и взвешиванием. Последнее повторяют до достижения постоянной массы 11,2 г, что составляет 92,6% от теоретического значения. Эквивалент продукта 366±1, что отвечает формуле Sn(NO3)4.

Объемную фазу (фильтрат) делят на органическую и водную составляющие, каждую анализируют на растворимые в них компоненты, органическую фазу, как и промывной растворитель возвращают всяких дополнительных операций на загрузку повторных процессов, а водную направляют в емкость для накопления и использования по иным направлениям.

Примеры 2-9

Реактор, исходные реагенты, растворитель объемной фазы, последовательности операций при загрузке реакционной смеси, проведении процесса, контроле за ходом, его завершении, отделении реакционной смеси от бисера, отмывке бисера и внутренних элементов реактора от остатков реакционной смеси и возврате органической фазы фильтрата и промывного растворителя на загрузку повторного процесса аналогичны описанным в примере 1. Отличаются величиной исходной загрузки нитрата олова, содержанием пероксида водорода в дозируемом растворе и избытками окислителя и кислоты в исходной загрузке. Указанные различия и другие характеристики сведены в табл.2 Фиг.1(РС – реакционная смесь).

Положительный эффект предлагаемого решения состоит в том, что:

1. В предлагаемом решении основная масса продукта накапливается в виде суспендированной твердой фазы и отделяется путем простого фильтрования.

2. Процесс проводится при комнатных температурах и не требует котлонадзорного оборудования

3. В предлагаемом процессе пероксид водорода расходуется практически полностью на основной процесс с образованием воды как продукта своего превращения, которая присутствует в реакционной смеси и не считается ни сопутствующим, требующим утилизации продуктом, ни загрязнением окружающей среды. В самом плохом варианте водная фаза превратится в сточную воду. Но объем последней весьма невелик.

4. Предлагаемый процесс характеризуется высокой избирательностью по целевому продукту и практически количественным превращением оловосодержащего реагента в продукт. Разница между теоретическим выходом и выделенным продуктом с ростом загрузки будет уменьшаться и при загрузке 1 кг и более снизится до величин в пределе 1%.

5. Процесс не осложнен жесткой необходимостью переработки органической и водной фаз конечной реакционной смеси и промывного растворителя.

6. Нахождение продукта в основном в суспендированной в водонерастворимой и нерастворяющей воду органической фазе, малые объемы водной фазы, к тому же содержащей остаточную кислоту, практически полностью исключают гидролиз продукта и его засорение основными солями.


Способ получения нитрата олова (IV) путем окисления нитрата олова (II)
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 320.
20.09.2015
№216.013.7ce6

Способ токарной обработки профильного вала с раздельным съемом припуска при формообразовании его конической части

Способ токарной обработки включает подачу заготовки и вращение резцовых блоков, расположенных симметрично относительно оси обрабатываемой заготовки профильного вала с конической частью. При этом обработку осуществляют черновыми и чистовыми резцовыми блоками с ножами посредством закрепленных на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563571
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.09.2015
№216.013.7d0c

Способ получения заготовок из порошковой быстрорежущей стали

Изобретение относится к порошковой металлургии. Заготовки из порошковой быстрорежущей стали, полученной электроэрозионным диспергированием отходов быстрорежущей стали марки Р6М5 в дистиллированной воде, получают путем горячего прессования порошка с пропусканием высокоамперного тока в вакууме в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563609
Дата охранного документа: 20.09.2015
27.09.2015
№216.013.7fbb

Устройство для гранулирования удобрений

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, а именно к производству гранулированного удобрения преимущественно из отходов производства, например дефеката сахарных заводов или смеси дефеката и чернозема, смываемого с корнеплодов свеклы. Технической задачей изобретения является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564296
Дата охранного документа: 27.09.2015
10.10.2015
№216.013.8075

Форсунка для горелки

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в мазутных и газомазутных горелках теплогенерирующих установок для уменьшения расхода топлива и загрязнения окружающей атмосферы его несгоревшими остатками. Форсунка для горелки содержит цилиндрический корпус, днище которого выполнено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564482
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.10.2015
№216.013.8076

Мультитеплотрубная паротурбинная установка с капиллярным конденсатором

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации вторичных тепловых энергоресурсов и низкопотенциальной тепловой энергии природных источников, а именно для трансформации тепловой энергии в механическую. Мультитеплотрубная паротурбинная установка с капиллярным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564483
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.11.2015
№216.013.8bc1

Способ получения формиата цинка

Изобретение относится к технологии получения карбоксилатов цинка и может быть использовано в различных областях химической практики, при проведении научных исследований и в аналитическом контроле. Способ получения формиата цинка осуществляют путем прямого взаимодействия металла с окислителем и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567384
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8dc2

Способ получения пектина из растительного сырья

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения пектина из растительного сырья включает операции гидролиза соляной кислотой и экстракцию пектиновых веществ из растительного сырья. Причем процессы гидролиза и экстракции проводят с применением полигармонического вибрационного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567897
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8ddb

Кожухотрубный капиллярный конденсатор

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладоагента. В кожухотрубном капиллярном конденсаторе под верхней крышкой размещена трубная решетка, в отверстия которой вставлены вертикальные перфорированные трубы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567922
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8df1

Ползающий мобильный робот

Изобретение относится к робототехнике и может найти применение в отраслях деятельности, связанных с риском для здоровья или жизни человека, в агрессивных средах, где необходимо применение многофункциональных, дистанционно управляемых робототехнических мобильных устройств. Робот состоит из трех...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567944
Дата охранного документа: 10.11.2015
20.11.2015
№216.013.9233

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к промышленной электронике, автоматике, информационно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и определения параметров двухполюсников. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор питающих импульсов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569043
Дата охранного документа: 20.11.2015
Показаны записи 1-10 из 14.
10.11.2015
№216.013.8bc1

Способ получения формиата цинка

Изобретение относится к технологии получения карбоксилатов цинка и может быть использовано в различных областях химической практики, при проведении научных исследований и в аналитическом контроле. Способ получения формиата цинка осуществляют путем прямого взаимодействия металла с окислителем и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567384
Дата охранного документа: 10.11.2015
20.03.2016
№216.014.cbab

Способ переработки прокорродировавших изделий из меди или ее сплава

Изобретение относится к переработке прокорродировавшей меди и бронзы в качестве вторичного сырья для получения химической продукции, а также к оценке устойчивости материалов при попадании в кислые среды и может быть использовано в различных областях практической деятельности, в аналитическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577878
Дата охранного документа: 20.03.2016
13.01.2017
№217.015.8adb

Способ очистки поверхностей меди и ее сплавов от продуктов коррозии и окисления соединениями меди (ii)

Изобретение относится к очистке элементов технологического и бытового оборудования из меди и ее сплавов от продуктов коррозии и продуктов окисления соединениями меди (II) и может быть использовано в различных областях практической деятельности, в научных исследованиях и в аналитическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604162
Дата охранного документа: 10.12.2016
19.01.2018
№218.016.0341

Способ получения бензоата олова (ii)

Изобретение относится к способу получения бензоата олова (II) путем прямого взаимодействия оксида олова (II) с карбоновой кислотой в условиях интенсивного механического перемешивания и использования перетирающего агента, объемной фазы на основе органического растворителя и трибохимического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630310
Дата охранного документа: 07.09.2017
10.05.2018
№218.016.4e5d

Способ получения основного бензоата олова (ii)

Изобретение относится к способу получения основного бензоата олова(II) путем прямого взаимодействия оксида металла с кислотой в бисерной мельнице в присутствии трибохимического катализатора и перетирающего агента. Процесс проводят в присутствии жидкой фазы на базе уайт-спирита, оксид олова(II)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650893
Дата охранного документа: 18.04.2018
29.05.2018
№218.016.5843

Способ получения нитрата олова (iv)

Изобретение относится к технологии получения солей олова и может быть использовано в различных областях химической промышленности, в научных исследованиях и аналитическом контроле. Способ получения нитрата олова (IV) заключается в прямом взаимодействии оксида олова (IV) с азотной кислотой в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655142
Дата охранного документа: 23.05.2018
12.07.2018
№218.016.6fe6

Способ получения бензоата и замещенных бензоатов олова (iv)

Изобретение относится к способу получения бензоата и замещенных бензоатов олова (IV) прямым взаимодействием диоксида олова с бензойной, салициловой, п-оксибензойной, анисовой, антраниловой, п-аминобензойной, п- и м-нитробензойными, фенилантраниловой, м-хлорбензойной, ацетилсалициловой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660905
Дата охранного документа: 11.07.2018
21.10.2018
№218.016.949c

Способ получения карбоксилатов олова (ii)

Изобретение относится к простому способу получения карбоксилатов олова (II) путем взаимодействия металла с окислителем в присутствии стимулирующей добавки йода в бисерной мельнице вертикального типа в уайт-спирите со стеклянным бисером в качестве перетирающего агента в массовом соотношении с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670199
Дата охранного документа: 19.10.2018
01.11.2018
№218.016.98dc

Способ получения карбоксилатов олова (ii)

Изобретение относится к способу получения карбоксилатов олова (II) путем взаимодействия металла, его диоксида и карбоновой кислоты в присутствии органического растворителя и стимулирующей добавки йода в бисерной мельнице вертикального типа со стеклянным бисером в качестве перетирающего агента,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671197
Дата охранного документа: 30.10.2018
30.11.2018
№218.016.a1e2

Способ получения бензоата и замещенных бензоатов олова (iv) из вторичного сырья

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения бензоата и замещенных бензоатов олова (IV) из вторичного сырья путем окисления соединений олова (II) соединениями меди (II) в бисерной мельнице вертикального типа с протоком воздуха через газовое пространство реактора и стеклянным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673470
Дата охранного документа: 27.11.2018
+ добавить свой РИД