Способ получения полисульфида натрия

(51) 25 1/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ электрической энергии и получение побочного продукта во втором электродном пространстве гидроксида (или оксида цинка), а так же улучшения условий труда. Полисульфид натрия получают в электролизере заполненной с раствором гидроксида натрия с разделенными электродными пространствами с катионитовой мембраной МК-40 и в первую половину электродного пространства электролизера погружает сера-графитовый, а вторую - цинковый электрод и их через внешнюю цепь на коротко соединяют электропроводником. В электродной пространстве с сера-графитовым электродом, сера восстанавливается с образованием полисульфида натрия, а где цинк - последний растворяется с образованием гидроксида цинка (который при сушке переходит в оксид цинка). При этом образование полисульфида натрия переходит со скоростью 20-33 А/м 2.(72) Баешов Абдуали Баешевич Баешова Ажар Коспановна Асабаева Замира Кулжановна Баешова Салтанат Абдуалиевна Конурбаев Абибулла Ережепович Журинов Марат Журинович Бейсембетов Искандер Калыбекович Кенжалиев Багдаулет Кенжалиевич(73) Акционерное общество КазахстанскоБританский технический университет(56) Предварительный патент РК 15849, кл. С 25 С 1/00, 2005(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСУЛЬФИДА НАТРИЯ(57) Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано для получения полисульфида натрия. Задачей изобретения является получения полисульфида натрия без источника внешнего Изобретение относится к области электрохимии серы и может быть использовано для получения полисульфида щелочных металлов, в частности полисульфида натрия. Полисульфид натрия является одним из основных флотореагентовсульфидизаторов при флотационном обогащений руд цветных и благородных металлов. Известен способ получения сульфида натрия путем восстановления сульфата натрия углеродом при 900-1200 С Вольфкович СИ., Егоров А.П.,Эйнштейн Д.А. Общая химическая технология. М.,Л., Госхимиздат, т.1, 1953, с. 632. Основными недостатками данного способа является многостадийность и сложность процесса,большие энергетические затраты, наличие отходов производства, низкая безопасность труда из-за загазованности,возможности выбросов и взрывоопасности. Наиболее близким к предложенному изобретению является способ получения сульфидов щелочных металлов Предпатент РК 15849,Способ получения полисульфидов щелочных металлов. Кл. С 25 С 1/00, бюл.6, 2005,Капсалямов Б.А., Баешов А.Б. и др. Сущность способа заключается в следующем процесс восстановления элементной серы до полисульфидионов ведут методом электролиза в гальваностатических условиях путем катодной поляризации композиционного сера-графитового электрода. Сера-графитовый электрод готовят следующим образом измельченные сера и графит смешивают, массу нагревают до температуры плавления серы (120 С), и формируют ее в виде плоского электрода и охлаждают. Содержание серы в композиционном электроде должно быть в пределах 25-75. Электролиз проводят в электролизере с разделенными катионитовой мембраной МК-40 электродными пространствами,заполненными раствором гидроксида натрия. При катодной поляризации сера, находящаяся в составе композиционного электрода восстанавливается с образованием полисульфид-ионов по реакции 22 По окончании опыта определяют содержание полисульфид-ионов из раствора в катодном пространстве. Известный способ получения полисульфида щелочных металлов имеет следующие недостатки 1. Реакция образования полисульфида натрия протекает за счет внешнего постоянного электрического тока, в этой связи для проведения процесса необходима дорогостоящая установка источник тока и электровыпрямитель. 2. Полезный и нужный процесс протекает только на катоде, а на аноде выделяется кислород, который безвозвратно выбрасывается в атмосферу, при этом газообразный кислород с собой захватывает частицы электролита, ухудшая условия труда. Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения полисульфида натрия. Техническим результатом является получение полисульфида натрия без внешнего источника электрического тока, а также улучшение условий труда. Технический результат достигается способом получения полисульфида натрия из щелочных растворов в электролизере с разделенными катионитовой мембраной МК-40 электродными пространствами,с использованием композиционного сера-графитового электрода. Сущность способа заключается в том, что в электролизер с разделенными электродными пространствами погружают сера-графитовый и цинковый электрод, которые между собой через внешнюю цепь накоротко соединяют электропроводником. Для того чтобы контролировать скорость процесса на электродах во внешнюю цепь последовательно включают амперметр. Схема установки приведена на рисунке 1. Электролизер заполняют раствором гидроксида натрия, при этом образуется гальваническая пара и цинк, как отрицательный металл, растворяется 22 Ионы цинка в приэлектродном пространстве взаимодействуют с гидроксид-ионами, образуя гидроксид цинка 22( ) 2 При этом электроны через внешнюю цепь направляются в сторону сера-графитового электрода и на его поверхности протекает реакция восстановления серы с образованием полисульфидионов 22 Впервые установлено, что при погружении сераграфитового и цинкового электродов в разные пространства электролизера,заполненные раствором гидроксида натрия, сера растворяется с образованием полисульфид-ионов, а цинк с образованием ионов цинка и последующим формированием гидроксида цинка, который после фильтрации и сушки переходит в оксид цинка, являющийся основой пигментом для белой краски. Пример. Емкость из оргстекла объемом 50 мл заполняют 1 м раствором гидроксида натрия. Межэлектродные пространства разделяют катионитовой мембраной МК-40. В одно пространство помещают сера-графитовый, а в другое - цинковый электрод. В композиционном электроде соотношение масс серы и графита 5050(масс ). Электроды через внешнюю цепь между собой накоротко соединяют через последовательно включенный амперметр (рисунок 1). Амперметр необходим для контроля скорости процессов на электродах. При замыканий ключа (5) на поверхности сера-графитового электрода из-за разности потенциалов между цинковым и сераграфитовым электродами возникает электродвижущая сила, в этой связи сера восстанавливается с образованием полисульфидионов. При этом раствор в электродном пространстве начинает окрашиваться в желтый цвет,что свойственно полисульфидным растворам. Второй цинковый электрод окисляется с образованием осадка гидроксида цинка, имеющего белую окраску. При этом выделение водорода и кислорода на электродах не наблюдается. После окончание опыта из каждого электродного пространства с отдельности сливают раствор. Раствор с осадком гидроксида цинка фильтруют,промывают и сушат. Раствор полисульфида натрия анализируют на сульфид-ионы, его можно применять в качестве флотореагента. Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение. Как известно, скорость электрохимических процессов характеризуется плотностью тока на электродах. В таблице приведена зависимость плотности тока на сераграфитовом электроде,расходующегося на образование полисульфид-ионов от продолжительности электролиза. Таблица Зависимость плотности тока на сера-графитовом электроде от продолжительности опыта Снижение плотности тока с течением времени объясняется постепенным насыщением раствора ионами полисульфид-ионов. Результаты анализа растворов после опытов показали, что на сера-графитовом электроде сера восстанавливается с образованием полисульфидионов, а цинк - растворяется с образованием гидроксида цинка, другие процессы на электродах не протекают. Предложенный способ имеет следующие преимущества-процесс образования полисульфид-ионов протекает самопроизвольно, без участия внешнего источника электрического тока,т.е. нет необходимости применения выпрямляющей установки для получения и преобразования электрического тока.- на втором цинковом электроде одновременно образуется ценный продукт - осадок гидроксида цинка, который в дальнейшим при нагреваний сушке переходит в оксид цинка пигмент для получения белой краски, т.е. на втором электроде не выделяется газообразный кислород, в этой связи в атмосфере не образуется газ,содержащий аэрозоли, которые ухудшают условия труда. Таким образом нами разработан упрощенный способ получения полисульфида натрия,являющегося основным флотореагентом при обогащении руд цветных и благородных металлов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения полисульфида натрия из щелочных растворов в электролизере с разделенными катионитовой мембраной электродными пространствами с использованием сера-графитового композиционного электрода отличающийся тем, что в качестве второго электрода используют цинк и электроды между собой через внешнюю цепь накоротко соединяют электропроводником.