147846. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy oxigéntartalmú mangánoxid előállítására
Megjelent 1960. november 30-án (»KSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.846. SZÁM 12. n OSZTÁLY — VI—285. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Eljárás nagy oxigéntartalmú mangánoxid előállítására Villamosipari Kutató Intézet, Budapest Feltalálók: Pesti László oki. vegyészmérnök (55%) és Simon Gyula oki. vegyészmérnök (45%), mindketten Budapest A bejelentés napja: 1959. augusztus 29. Eljárás tárgya vegyi tiszta mangándioxid előállítása 75%-nál kisebb Mn02 tartalmú mangánércekből, azáltal jellemezve, hogy mangánnitrátos eljárással oxálsav és salétromsav kezeléssel nyert terméket termikus kezeléssel bontjuk meg mangándioxidra. Az oxálsavat magában a reaktorban állítjuk elő szénhidrátoknak salétromsavval való reakciójával. Ismeretes, hogy különösen a Leclanché-rendszerű galvánelemek hatóanyagában mily fontos a szerepe az elektrokémiai depolarizációt végző barnakőnek. Ennek értékét fenti célra főleg három tulajdonság szabja meg: 1. nagy Mn02 % tartalma; 2. erős aktivitása, amin tulajdonképpen az oxigén reakciósebességét értjük a depolarizáció folyamatánál ; 3. nagyfokú tisztaságot, illetve mentessége mindennemű a folyamatra káros anyagtól. Ismeretes az is, hogy az elemgyárak korszerű — nagyteljesítményű elemek gyártásánál nem elégednek meg a természetes barnakövekkel, hanem azok minőségét különféle műtermékekkel, mint műbarnakővel, elektrolitikus úton előállított barnakővel stb.-vel teszik hatékonyabbá. A találmány célja gyengébb minőségű mangánércekből vegyi úton olyan mangándioxid előállítása, mely a természetes ércekhez adaléknak alkalmazva a fenti három szempontnak megfelelően a mangándioxid-tartalmat növeli, az aktivitást javítja és káros szennyező anyagokat nem tartalmaz. Ily anyag előállítására salétromsavas eljárással nyert mangánnitrátból indultunk ki, melyet viszont gyenge, magyarországi mangánércből készítettünk. A (mangánnitrátot azután termikus kezeléssel bontottuk meg és alakítottuk át mangándioxiddá. Ezzel az eljárással közel 90%! Mn02 tartalmú anyagot kaptunk, rendkívül erős aktivitással. A mangánércek salétromsavas oldása nehézséggel jár, ugyanis a mangánércekből általában csak az alacsonyabb oxidtartalmú részek oldódnak, míg a magasabb oxidtartalmúak oldhatatlanul maradnak vissza. így az eljárás nagyon kevéssé gazdaságos. Előnyösen használható azonban fel az oldás megkönnyítésére az oxálsav, mely az alábbi reakció szerint hat: COOII COOH + Mn ° 2 + 2 HN ° 3 ^ Mn ( N °3)2 + + 2 C02 Ü2 H 2 0 Ez az eljárás igen jónak mutatkozott, mégis el kell vetni az oxálsav alkalmazásának gondolatát azért, mert az eljárás költséges. Azt találtuk, hogy hasonló eredményre jutunk akkor, ha az oxálsavat magában a reaktorban állítjuk elő úgy, hogy egy vagy több szénhidráttartalmú növényi anyagot, mint pl. nyers vagy főzött burgonyát, keményítőt, lisztet, cukrot, melaszt stb. alkalmazunk, mely anyagok salétromsav hatására oxálsavvá alakulnak át és az oxálsav salétromsavval már teljesen feloldja a mangánércet. Alábbiakban egy példán mutatjuk be eljárásunkat: 1. 100 g ércporhoz kb. 200 ml oly 65%-os salétromsavat adunk, melyet előzőleg 1 :4 arányban hígítottunk; 2. az 1. alatti ércmennyiségnek megfelelően 20 g liszthez 140 ml 65%-os salétromsavat és 50 ml vizet adunk. A lisztet előbb hidegen, majd enyhe melegítéssel elroncsoljuk, míg nitrózus gázok szabadulnak fel. A folyamat később igen hevesen folyik le. Ezután a 2. számú reakciós terméket lassan beleöntjük az 1. számú érc + salétromsavból álló keverékbe —• kis részletekben, hogy ne legyen habzási veszteségünk. Amikor a reakció hevessége enyhült, még kb. 4 órán át vízfürdőn melegítjük az elegyet. A reakció befejezése után szürkésbarna oldhatatlan rész marad vissza, mely magában foglalja az agyagszerű, szilikátos szenynyező részeket. Ezeknek az elemgyártásra nézve
