RU2376246C1 - Potassium permanganate synthesis method - Google Patents
Potassium permanganate synthesis method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2376246C1 RU2376246C1 RU2008115263/15A RU2008115263A RU2376246C1 RU 2376246 C1 RU2376246 C1 RU 2376246C1 RU 2008115263/15 A RU2008115263/15 A RU 2008115263/15A RU 2008115263 A RU2008115263 A RU 2008115263A RU 2376246 C1 RU2376246 C1 RU 2376246C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manganese dioxide
- potassium
- fuel
- potassium permanganate
- carbon
- Prior art date
Links
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 title 1
- XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N potassium superoxide Chemical compound [K+].[K+].[O-][O-] XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 10
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Cosmetics (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения перманганата калия.The invention relates to methods for producing potassium permanganate.
Известен способ получения перманганата калия (патент РФ №2069183, МПК C01G 45/12, 1996 г.), заключающийся в окислении диоксида марганца (МnО2) надпероксидом калия (КО2) в атмосфере кислорода при температуре 150-350°С и давлении кислорода 3-50 МПа. Продолжительность процесса составляет от 0,5 до 8 часов в зависимости от условий его протекания. Конечный продукт содержит от 70 до 80% весовых основного вещества.A known method of producing potassium permanganate (RF patent No. 2069183, IPC C01G 45/12, 1996), which consists in the oxidation of manganese dioxide (MnO 2 ) potassium superoxide (KO 2 ) in an oxygen atmosphere at a temperature of 150-350 ° C and oxygen pressure 3-50 MPa. The duration of the process is from 0.5 to 8 hours, depending on the conditions of its course. The final product contains from 70 to 80% by weight of the basic substance.
Данный способ получения перманганата калия имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, получение целевого продукта при высоких температурах в течение длительного времени требует существенных затрат энергоресурсов. Во-вторых, проведение процесса при избыточном давлении кислорода (сильного окислителя) требует применения достаточно сложного аппаратурного оформления, изготовленного из материалов, способных выдержать соответствующие нагрузки.This method of producing potassium permanganate has a number of significant disadvantages. Firstly, obtaining the target product at high temperatures for a long time requires significant energy costs. Secondly, carrying out the process at an excess pressure of oxygen (a strong oxidizing agent) requires the use of a rather complicated hardware design made of materials capable of withstanding the corresponding loads.
Задачей изобретения является создание экономичного способа получения перманганата калия (КМnO4).The objective of the invention is to provide an economical method for producing potassium permanganate (KMnO 4 ).
Технический результат изобретения заключается в снижении температуры, давления и длительности процесса.The technical result of the invention is to reduce the temperature, pressure and duration of the process.
Дополнительный технический результат изобретения заключается в увеличении содержания основного вещества в продукте синтеза.An additional technical result of the invention is to increase the content of the main substance in the synthesis product.
Технический результат достигается тем, что в способе получения перманганата калия путем взаимодействия надпероксида калия (КО2) и диоксида марганца (МnО2) взаимодействие компонентов осуществляют в присутствии горючего, в качестве которого используют углерод при следующем соотношении компонентов (% весовые):The technical result is achieved by the fact that in the method for producing potassium permanganate by the interaction of potassium superoxide (KO 2 ) and manganese dioxide (MnO 2 ), the components are interacted in the presence of fuel, which is used carbon in the following ratio of components (% by weight):
При этом смешение исходных компонентов производят в две стадии, причем на первой стадии смешивают диоксид марганца и горючее, на второй стадии к полученной смеси добавляют надпероксид калия, а инициирование процесса производят локальным разогревом полученной шихты до температуры порядка 500°С.In this case, the starting components are mixed in two stages, with manganese dioxide and fuel being mixed in the first stage, potassium superoxide is added to the resulting mixture, and the process is initiated by local heating of the resulting mixture to a temperature of about 500 ° C.
Такой прием позволяет снизить температуру и длительность процесса и отказаться от проведения синтеза при избыточном давлении кислорода, поскольку при указанном выше соотношении компонентов, включая горючее, запас внутренней химической энергии исходных веществ и теплопроводность системы после локального инициирования химической реакции позволяют обеспечить распространение волны горения в самопроизвольном режиме с высокими кинетическими параметрами процесса.This technique allows to reduce the temperature and duration of the process and to abandon the synthesis at excess oxygen pressure, since at the above ratio of components, including fuel, the supply of internal chemical energy of the starting materials and the thermal conductivity of the system after local initiation of the chemical reaction allow the propagation of the combustion wave in spontaneous mode with high kinetic process parameters.
Способ осуществляют следующим образом. В начале готовят шихту, для чего смешивают исходные компоненты: диоксид марганца, надпероксид калия и горючее, в качестве которого могут быть использованы мелкодисперсные аллотропные модификации углерода. С целью избежания создания взрывоопасных мольных соотношений горючее (углерод) - окислитель (надпероксид калия) смешение исходных компонентов осуществляют в две стадии. На первой стадии смешивают диоксид марганца и горючее. На второй стадии к полученной смеси добавляют надпероксид калия.The method is as follows. In the beginning, a mixture is prepared, for which the starting components are mixed: manganese dioxide, potassium superoxide and fuel, which can be used as finely dispersed allotropic modifications of carbon. In order to avoid the creation of explosive molar ratios of fuel (carbon) - oxidizing agent (potassium superoxide), the mixing of the starting components is carried out in two stages. In the first stage, manganese dioxide and fuel are mixed. In a second step, potassium superoxide is added to the resulting mixture.
Полученную таким образом шихту помещают в реактор. Исходная шихта может так же прессоваться в таблетки, блоки любым известным способом (на гидравлическом прессе, методом изостатического прессования и т.д.). В случае прессования исходной шихты в виде блоков они дробятся на любой дробилке, в результате чего получают продукт, имеющий полидисперсный состав. Гранулированный продукт помещают в реактор с помощью виброуплотнения.Thus obtained mixture is placed in a reactor. The initial charge can also be pressed into tablets, blocks by any known method (on a hydraulic press, by the method of isostatic pressing, etc.). In the case of pressing the initial mixture in the form of blocks, they are crushed on any crusher, resulting in a product having a polydisperse composition. The granular product is placed in the reactor by vibration compaction.
Взаимодействие исходных компонентов инициируют локальным разогревом шихты до температуры порядка 500°С.The interaction of the starting components is initiated by local heating of the mixture to a temperature of about 500 ° C.
После инициирования в начальный момент протекает реакция термического разложения надпероксида калия 1, катализируемая диоксидом марганца, в результате которой образуется оксид калия и кислород:After initiation, the reaction of thermal decomposition of potassium superoxide 1, catalyzed by manganese dioxide, occurs as a result of which potassium oxide and oxygen are formed:
2KO2→K2O+3/2O2↑ (1)2KO 2 → K 2 O + 3 / 2O 2 ↑ (1)
Выделившийся кислород вступает во взаимодействие с горючим по уравнению реакции 2:The released oxygen interacts with fuel according to the equation of reaction 2:
С+O2→СO2↑ (2)C + O 2 → CO 2 ↑ (2)
При этом выделяющаяся энергия способствует дальнейшему протеканию основной эндотермической реакции - взаимодействию надпероксида калия и диоксида марганца 3:In this case, the released energy contributes to the further course of the main endothermic reaction - the interaction of potassium superoxide and manganese dioxide 3:
КO2+МnO2→КМnO4 (3)KO 2 + MnO 2 → KMnO 4 (3)
Горючее при этом сгорает полностью без образования твердого остатка. При наличии в исходной шихте менее 0,5% весовых углерода (горючего) процесс синтеза перманганата калия предложенным способом не происходит, а при содержании в исходной шихте углерода более 2,0% возникает возможность возникновения взрывоопасной ситуации. Кроме того, согласно стехиометрическим соотношениям реакций 1 и 2, на сгорание указанного количества углерода (2% весовых) расходуется до 16% от изначально взятого количества надпероксида калия (не принимающего тем самым участия в основной реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза 3), что снижает содержание основного вещества в продукте синтеза за счет наличия в продукте реакции ионов калия, не связанных с перманганат - ионами.The fuel burns completely without the formation of a solid residue. If there is less than 0.5% by weight of carbon (fuel) in the initial charge, the process of synthesis of potassium permanganate by the proposed method does not occur, and if the carbon content in the initial charge is more than 2.0%, there is the possibility of an explosive situation. In addition, according to stoichiometric ratios of reactions 1 and 2, up to 16% of the initially taken amount of potassium superoxide (which does not thereby participate in the main reaction of self-propagating high-temperature synthesis 3) is consumed for the combustion of the indicated amount of carbon (2% by weight), which reduces the content of the main substances in the synthesis product due to the presence in the reaction product of potassium ions not associated with permanganate ions.
Пример 1.Example 1
Смешивают 45,3 г диоксида марганца и 2 г углерода. К полученной смеси добавляют 52,7 г надпероксида калия (соотношение исходных компонентов составляет (% весовых): КO2=52,7; МnO2=45,3; С=2,0). Смешение производится обычным способом до получения однородного состава исходной шихты. Полученную шихту прессуют в таблетки. После этого таблетки на виброустановке загружают в реактор. Инициирование синтеза осуществляют локальным нагревом шихты электрической спиралью до температуры около 500°С, после чего процесс горения системы протекает в самопроизвольном режиме. Процесс протекает при нормальных условиях. Время протекания процесса составляет около 5 секунд. Конечный продукт содержит 81% перманганата калия.45.3 g of manganese dioxide and 2 g of carbon are mixed. To the resulting mixture was added 52.7 g of potassium superoxide (the ratio of the starting components was (% by weight): KO 2 = 52.7; MnO 2 = 45.3; C = 2.0). Mixing is carried out in the usual way until a homogeneous composition of the initial mixture is obtained. The resulting mixture is pressed into tablets. After that, tablets on a vibroinstallation are loaded into the reactor. The synthesis is initiated by local heating of the charge with an electric spiral to a temperature of about 500 ° C, after which the combustion process of the system proceeds in spontaneous mode. The process proceeds under normal conditions. The process takes about 5 seconds. The final product contains 81% potassium permanganate.
Пример 2.Example 2
Смешивают 52,6 г диоксида марганца и 0,5 г углерода. К полученной смеси добавляют 46,9 г надпероксида калия (соотношение исходных компонентов составляет (% весовых): КO2=46,9; МnO2=52,6; С=0,5). Далее, как в примере 1. Процесс протекает при нормальных условиях. Время протекания процесса составляет около 7 секунд. Конечный продукт содержит 82% перманганата калия.52.6 g of manganese dioxide and 0.5 g of carbon are mixed. To the resulting mixture, 46.9 g of potassium superoxide is added (the ratio of the starting components is (% by weight): KO 2 = 46.9; MnO 2 = 52.6; C = 0.5). Further, as in example 1. The process proceeds under normal conditions. The process takes about 7 seconds. The final product contains 82% potassium permanganate.
Пример 3.Example 3
Смешивают 50,1 г диоксида марганца и 1,0 г углерода. К полученной смеси добавляют 48,9 г надпероксида калия (соотношение исходных компонентов составляет (% весовых): КO2=48,9; МnO2=50,1; С=1,0). Далее, как в примере 1. Процесс протекает при нормальных условиях. Время протекания процесса составляет около 6 секунд. Конечный продукт содержит 84% перманганата калия.50.1 g of manganese dioxide and 1.0 g of carbon are mixed. To the resulting mixture was added 48.9 g of potassium superoxide (the ratio of the starting components was (% by weight): KO 2 = 48.9; MnO 2 = 50.1; C = 1.0). Further, as in example 1. The process proceeds under normal conditions. The process takes about 6 seconds. The final product contains 84% potassium permanganate.
Как видно из приведенных в примерах данных, изобретение позволяет снизить энргозатраты при синтезе перманганата калия за счет снижения температуры, давления и длительности процесса и одновременно обеспечивает более высокое содержание основного вещества в продукте реакции, чем рассмотренный выше аналог (патент РФ 2069183, МПК С01G 45/12, 1996 г.).As can be seen from the data in the examples, the invention allows to reduce energy costs in the synthesis of potassium permanganate by reducing the temperature, pressure and duration of the process and at the same time provides a higher content of the main substance in the reaction product than the analogue discussed above (RF patent 2069183, IPC С01G 45 / 12, 1996).
Claims (1)
смешение исходных компонентов производят в две стадии, при этом на первой стадии смешивают диоксид марганца и горючее, на второй стадии к полученной смеси добавляют надпероксид калия, а инициирование процесса производят локальным разогревом полученной шихты до температуры порядка 500°С. A method of obtaining potassium permanganate by the interaction of potassium superoxide (KO 2 ) and manganese dioxide (MnO 2 ), characterized in that the interaction of the components is carried out in the presence of fuel, which is used carbon in the following ratio, wt.%:
the initial components are mixed in two stages, with manganese dioxide and fuel being mixed in the first stage, potassium superoxide is added to the resulting mixture, and the process is initiated by local heating of the resulting mixture to a temperature of about 500 ° C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008115263/15A RU2376246C1 (en) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | Potassium permanganate synthesis method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008115263/15A RU2376246C1 (en) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | Potassium permanganate synthesis method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2376246C1 true RU2376246C1 (en) | 2009-12-20 |
Family
ID=41625642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008115263/15A RU2376246C1 (en) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | Potassium permanganate synthesis method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2376246C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4117080A (en) * | 1976-05-07 | 1978-09-26 | Nissan Engineering Ltd. | Process for regenerating permanganate and/or manganate from manganese dioxide |
| SU1049428A1 (en) * | 1981-07-01 | 1983-10-23 | Ленинградский технологический институт холодильной промышленности | Method for producing alkali metal permanganate |
| SU1541190A1 (en) * | 1987-03-24 | 1990-02-07 | Институт Неорганической Химии И Электрохимии Ан Гсср | Method of producing potassium permanganate |
| RU2069183C1 (en) * | 1993-12-28 | 1996-11-20 | Тамбовский научно-исследовательский химический институт | Process for preparing potassium permanganate |
| US5660712A (en) * | 1995-06-07 | 1997-08-26 | Carus, Iii; Paul | Electrolytic production of potassium permanganate using a cationic membrane in an electrolytic cell |
-
2008
- 2008-04-17 RU RU2008115263/15A patent/RU2376246C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4117080A (en) * | 1976-05-07 | 1978-09-26 | Nissan Engineering Ltd. | Process for regenerating permanganate and/or manganate from manganese dioxide |
| SU1049428A1 (en) * | 1981-07-01 | 1983-10-23 | Ленинградский технологический институт холодильной промышленности | Method for producing alkali metal permanganate |
| SU1541190A1 (en) * | 1987-03-24 | 1990-02-07 | Институт Неорганической Химии И Электрохимии Ан Гсср | Method of producing potassium permanganate |
| RU2069183C1 (en) * | 1993-12-28 | 1996-11-20 | Тамбовский научно-исследовательский химический институт | Process for preparing potassium permanganate |
| US5660712A (en) * | 1995-06-07 | 1997-08-26 | Carus, Iii; Paul | Electrolytic production of potassium permanganate using a cationic membrane in an electrolytic cell |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hu et al. | Thermal decomposition of ammonium perchlorate over perovskite catalysts: Catalytic decomposition behavior, mechanism and application | |
| Hwang et al. | Synthesis and characterization of nanocrystalline ZnO powders by a novel combustion synthesis method | |
| US7569203B2 (en) | Production and uses of carbon suboxides | |
| Lin et al. | Preparation of zinc oxide (ZnO) powders with different types of morphology by a combustion synthesis method | |
| US10011799B2 (en) | Pelletized carbonized biomass, methods, and apparatuses | |
| PL357830A1 (en) | Catalyst for decomposing n2 | |
| Fang et al. | Energy-releasing properties of metal hydrides (MgH2, TiH2 and ZrH2) with molecular perovskite energetic material DAP-4 as a novel oxidant | |
| RU2376246C1 (en) | Potassium permanganate synthesis method | |
| Tian et al. | Direct synthesis of La9. 33Si6O26 ultrafine powder via sol–gel self-combustion method | |
| Yi et al. | Effects of Bi-NTO complex on thermal behaviors, nonisothermal reaction kinetics and burning rates of NG/TEGDN/NC propellant | |
| Zhou et al. | Radiance and burning properties of KBF4 in boron-based spectral matched infrared pyrolant | |
| Liang et al. | Preparation of Fe2O3 nanosheets and catalytic decomposition performance of DAP-4 | |
| CN114772961B (en) | A process for producing cement and carbon monoxide by co-pyrolysis of cement raw meal and solid carbon source | |
| Lee et al. | Carbon-negative power generation using syngas produced from CO2-cofeeding pyrolysis of lignocellulosic biomass | |
| Kakumanu et al. | Combustion study of composite solid propellants containing metal phthalocyanines | |
| CN101830508B (en) | A kind of preparation method of photocatalytic material Bi12TiO20 | |
| Cho et al. | Feasible process for producing in situ Al/TiC composites by combustion reaction in an Al melt | |
| RU2356842C1 (en) | Method of obtaining sodium ferrate (vi) | |
| Abbasi et al. | Microwave-assisted combustion synthesis of AlN–SiC composites using a solid source of nitrogen | |
| RU2473672C1 (en) | Method to produce briquette fuel | |
| Shchurik et al. | Expanding the utility of DDQ: Preparation of promising cathode material for potassium batteries through a simple pyrolysis process | |
| Denisova et al. | Glycine-Nitrate Combustion Synthesis of ZrO2-Y2O3 Nanopowders | |
| CN105695037A (en) | Smoke-abating combustion-supporting igniting carbon rod and preparation method thereof | |
| RU2316477C1 (en) | Method of production of potassium ferrate | |
| CN114251939A (en) | A self-propagating tunnel kiln device and method for preparing amorphous boron powder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170418 |