[發明專利]一種自升膜薄膜蒸發器及一種制備高濃度電子級硝酸錳的方法

有效

• 申請號: 201910808273.1
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110420473B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 沈連芳;李永富
• 申請（專利權）人: 四川華南無機鹽有限公司
• 主分類號: B01D1/22
• 分類號: B01D1/22;B01D1/26;B01D1/30;C01G45/08
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 杜朗宇

本發明公開了一種自升膜薄膜蒸發器及一種制備高濃度電子級硝酸錳的方法，本發明自升膜薄膜蒸發器包括蒸發罐體、加熱夾套和螺旋擴散軸，所述加熱夾套設置在蒸發罐體壁外用以加熱罐體，所述螺旋擴散軸呈螺旋上升形，沿罐體的中心軸線設置。使用本發明自升膜薄膜蒸發器濃縮硝酸錳溶液，硝酸錳溶液的氣液混合物依靠料液自旋時的離心力在加熱面上成一層薄膜，且在旋轉蒸汽的帶動下快速旋轉上升，蒸發速度快，可避免硝酸錳分解。采用本發明工藝條件制備高濃度硝酸錳溶液，能耗低，無三廢排放，高效節能。

技術領域

本發明涉及硝酸錳生產領域，特別是涉及一種自升膜薄膜蒸發器及一種制備高濃度電子級硝酸錳的方法。

背景技術

高濃度電子級硝酸錳是一種用于電子工業軍工用鉭電容制造的重要的原料，隨制造技術要求不同，分別有50％，72％，78％等幾種規格。軍工生產用高濃度電子級硝酸錳的產品質量標準明顯高于同類產品化學試劑分析純的質量標準，且因同類產品的化學試劑沒有更高級別的優級純標準，軍工生產用高濃度電子級硝酸錳的產品質量要求是國內同類產品中要求最高的。

隨著硝酸錳的濃度提高，其沸點也急劇上升，濃度50％以上的硝酸錳溶液的沸點都在120℃以上。但硝酸錳在超過100℃時就開始分解，溫度越高，分解越快，且大量放熱，加速分解。當達到一定的高濃度及溫度時，硝酸錳可以迅速完全分解成二氧化錳。所以要得到高濃度的硝酸錳，必須達到加熱溫度低，受熱時間短，蒸發速度快的工藝技術要求。

目前，國內普遍濃縮工藝是常壓蒸發濃縮，這種工藝是生產化學試劑硝酸錳時普遍使用的工藝，因為其濃度要求是50％，蒸發濃縮過程中不會發生任何問題。但要使濃度達到72％，隨著濃度的升高，溫度也隨著升高，溫度升高的結果是引起硝酸錳大量分解，硝酸大量損失。如此產生的后果是產品嚴重變黑導致得不到合格產品，同時因分解及硝酸的損失造成濃縮氣體中含有大量的硝酸及氮氧化物，造成嚴重的大氣污染及設備腐蝕，使得治理起來非常困難，并使生產成本急劇上升，導致因成本因素無法生產。

但高濃度高純硝酸錳是生產軍工用高可靠性鉭電容的基礎材料，其品質的好壞對鉭電容的質量特別是可靠性起著關鍵性的作用。且濃度越高其鉭電容的可靠性越好，成本越低。因此在可能的條件下，用戶一般要求硝酸錳的濃度越高越好，很多情況下會要求提供78％以上濃度的硝酸錳，這用傳統工藝根本無法生產。

高濃度電子級硝酸錳生產的關鍵問題在于：除了要把雜質降到前所未有的水平外，更大的難點在于如何使產品濃度達到前所未有的72％以上。由于硝酸錳濃度高時在高溫下容易分解，造成高濃度硝酸錳濃縮困難，特別是產品對酸度要求很嚴，更易造成濃縮時嚴重分解，導致濃縮操作失敗。要制備高濃度的硝酸錳，濃縮工藝條件要求溫度低，加熱時間短，蒸發水分多，因此完全不能采用常規濃縮方式，必須采用真空薄膜蒸發技術。目前市場上雖有類似的薄膜蒸發器成品供應，但在材質，蒸發時間，蒸發速度等技術參數都不能達到要求。特別是含量72％以上的硝酸錳，對濃縮條件要求更為苛刻。市面上的薄膜蒸發器沒有能符合我們使用要求的產品。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種高濃度電子級硝酸錳生產工藝，該工藝可制備出78％的高濃度硝酸錳，滿足軍工生產用高濃度電子級硝酸錳的要求。

要解決高濃度硝酸錳的濃縮問題，必須在濃縮過程中達到兩個工藝要求：加熱蒸發時間短(1秒之內)；加熱溫度低(80℃以下)，這樣才能避免硝酸錳的分解及硝酸的損失。同時采用密閉真空濃縮工藝，不但可降低蒸發溫度，并可充分回收濃縮所產生的煙霧，減少大氣污染。并可回收其中的硝酸及純水供本產品的后續工序使用，可以大幅降低生產成本。為了達到加熱蒸發時間在1秒以內的要求，必須采用連續升膜蒸發工藝。因此，要解決高濃度硝酸錳的濃縮問題，應采用的工藝是：密閉真空濃縮；連續升膜蒸發；濃縮產品及時降溫。其中，設計符合要求的薄膜蒸發器則是解決問題的關鍵。