Способ получения кристаллического метафосфата натрия- кальция

Способ получения кристаллического метафосфата натрия- кальция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

t. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МЕТАФОСФАТА ЙАТРИЯ-КАЛЬЦИЯ,, включающий взаимодействие фосфорной кислоты с соединениями натрия и кальция и термообработку образующейся реакционной смеси при 350-550 С, о тличающийся тем, что, с целью повьшения содержания, основного вещества в продукте, используют фосфорную кислоту с концентрацией 30 56% по , взятую с 5-15%-ным избытком по отношению к стехиометрии, причем обработку ведут сначала соединением кальция, а после окончания взаимодействия с последним подают соединение натрия при мольном соотношении соединения кальция к соединение натрия, равном 3,95-4,05 шш 0,95-1,05. 2. Способ по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что в качестве соеди- g S нений кальция и натрия используют (Л карбонаты и/или гидроксиды.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЭОБРЕ ЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й АВТОРСКОМУ СИИДВТЮЪСТВУ (.21) 3448366/23-.26 (22) 04.06.82 (46) .07.11.84. Бюл. Ф 41 (72) Н.М.Сергеева, М.И.Кузьменков,.

В.В.Печковский и С.А.Белов (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт нм. С.М.Кирова (53) 661.635.64(088.8) (56) 1. Патент Англии Ф 1066233, . кл. С 01 В 25/38, 1964. (54)(57) t СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ KPHCTAJIЛИЧЕСЮ10 МЕТАФОСФАТА НАТРИЯ-КАЛЬЦИЯ, включающий взаимодействие фосфорной кислоты с соединениями натрия и кальция и термообработку обраэуницейся

SU. 1122610 А

Зац С 01 В. 25/44//С 03 С 1/00 реакционной смеси при 350-550"С, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьапения содержания, основного вещества в продукте, используют фосфорную кислоту с концентрацией 30—

563 по Р О, взятую с 5-15Х-ным избытком по отношению к стехиометрии, причем обработку ведут сначала соединением кальция, а после окончания взаимодействия с последним подают соединение натрия при мольном соотношении соединения кальция к соединению натрия, равном 3,95-4,05 или

0,95-1,05. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве соеди- нений кальция и натрия используют карбонаты и/или гидроксиды.

Отличительными признаками способа являются указанные концентрации кислоты, соотношение компонентов, последовательность их введения, режим термообработки, а также использование в качестве соединений кальция и натрия карбонатов и/или гидроокисей.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.

1 ) )226

Изобретение относится к получению смешанных кристаллических фосфатов щелочных и щелочноземельных металлов, используемых для получения оптических и лазерных стекол. ,Известен способ получения кристал5 лического метафосфата, заключающийся во взаимодействии суперфосфорной кислоты концентрацией 70 — 85X по Р О с соединениями натрия и кальция, взятых в стехиометрическом соотношении с последующей термической обработкой полученной реакционной смеси при тем пературе ниже температуры ее плавления но выше 260 С, причем суперфосt

15 форную кислоту добавляют к.смеси соединений натрия и кальция )1), Недостатками способа являются невысокое содержание основного вещества в продукте (80 †8), который обус20 ловлен использованием стехиометрического количества исходных соединений

f применением суперфосфорной кислоты, обладающей высокой вязкостью и применяемым порядком смешения реагентов.

Цель изобретения — повышение содержания основного вещества в продукте.

Поставленная цель цостигается тем, что согласно способу получения кристаллического метафосфата натриякальция, включающему взаимодействие фосфорной кислоты с соединениями натрия и кальция и термообработку образующейся реакционной смеси при

350-550 С, используют фосфорную кис- 35 лоту с концентрацией 30-567 по Р О5, взятую с 5-15Х íûì избытком по отношению к стехиометрии, причем обработку ведут сначала соединением кальция, а после окончания взаимодейст- 40 вия с последним, подают соединение натрия при мольном соотношении соединения кальция к соединению натрия, равном 3,95-4,05 или 0,95-1,05.

В качестве соединений кальция и . 45 натрия используют карбонаты и/или гидроксиды.

)О 2

Ортофо сфорную кислоту кон цен трацией 30-56Х Р О, взятую с 5-15Х-ным избытком, нейтрализуют ступенчато: вначале соединениями кальция, затем соединениями натрия, полученную суспензию дигидрофосфатов натрия и кальция подвергают термической обработке при 350-550 С. Использование фосфорной кислоты концентрацией ниже 307 Р О сопровождается соосаждением дикальцийфосфата и целевого полупродукта — смеси дигидрофосфатов Са(Н РО4)5 и ))аН РО4. При термической обработке реакционной смеси, содержащей примесь дикальцийфосфата, в составе конечного продукта, кроме метафосфата натрия-кальция, присутствует примесь пирофосфата кальция, при этом выход целевого продукта понижается. Использование растворов фосфорной кислоты концентрацией выше 56Х Р О, обладающих высокой вязкостью, приводит к снижению скорости нейтрализации и снижению содержания основного вещества в продукте. Применение фосфорной кислоты, взятой с избытком менее 57 по отношению к стехиометрии приводит к снижению содержания основного вещества в продукте из-за соосаждения дикальцийфосфата, переходящего в пирофосфат при термической обработке, и в связи с обеднением твердой фазы фосфором, так как выше 350 С происходит сублимация пятиокиси фосфора, все это приводят к понижению содержания основного вещества в продукте. Увеличение избытка фосфорной кислоты сверх )5X по отношению к стехиометрии нецелесо-, образно, поскольку непродуктивно увеличивает нормы расхода кислоты и понижает выход продукта по фос— фору.

Ступенчатая нейтрализация фосфорной кислоты в указанном порядке: вначале соединением кальция, затем соединением натрия, позволяет получить продукт.метафосфат натрия-кальция с высоким содержанием основного вещества; изменение порядка нейтрализации: вначале соединениями натрия, затем соединениями кальция приводит к осаждению дикальцийфосфата и снижению содержания основного вещества в продукте, Пример 1. В реактор заливают 90 кг фосфорной кислоты концентрацией 307. Р О, порциями по 0,1

3, 1122610 4

0,3 кг добавляют 4,18 кг мелакимичес-. центрацией 35Х Р О, порциями засыкого, после чего добавляют соду каль- лают гидроокись кальция (24,67 r) и цинированную (9,2 кг). Избыток фос- гидроокись натрия (13,33 г) . Избыток форной кислоты составляет 5Х от сте-. фосфорной кислоты составляет 10Х, хиометрии, температура в реакционной g температура в реакционной зоне 40 С. зоне 60 С. Полученную суспензню ди- Полученную суспензию дигидрофосфатов гидрофосфатов кальция и натрия с натрия и кальция с мольным соотношемольным соотношением Са:Ма = 1,0:3,95 кием Са: Na = 1,0:1,0 переносят в тигнаправляют на прокалку в вихревую рас-. ли и прокаливают в муфельной печи гылительную сушилку при 350 С. Выход 10 при 500 С. Выход метафосфата натрияметафосфата натрия-кальция Na)> в продукте составв продукте составляет 24,8 кг, т.е. ляет 0,098 кг, т.е. 98Х..

98,0Х.

Пример 2. В реактор залива- Остальные примеры представлены ют 0,308 кг фосфорной кислоты кон- 15 в таблице.

1! 22610 р,о

fA о л!. а4 а4

cd О а4 Е

4» а Б о

dJ О а(4:1

Ц О (.) а4 а, О аа и о

Р (d о

+ (а к м

О л

О л

- ( о о л л

-б л

I cd о (D л

О

О л

О л

О л

O л о л м

О л

"О са

О л О (Г1

О О

О л

"О м>

О л О с а

О .О

1 I 1

o ox а 4 >

@ ou рО и

I (б а

4"=

О O O О О О О О О

О с (О О О О O О Ю

Щ Щ Щ Щ Щ Щ Щ м

Щ м

4 л аЧ (Г ( м

1 Х о

1 E. чд О (О Р

1 m х х 1

1 1 I I

1 а4 l 1

4 Е3 IQ 1 1 о о I х х

О 3

d) cd 1 — — — I о а4 х а

5 а> о х х1о

О (л м

O л

О л

О л

-Ф

О л,(O л о

О л

O л

Ю л

О л о л о л

4

1 И

1 Д о

g 4» л а4 л D

О О О О О О О

Щ мО ..а Щ Щ о о

Clj о о,4. а О R

Р(— 4 х л

QJ о х х ъ о а4 а4

4 и о о (Х х (g

З х

Х а о а

Ц о

4» а а4 а о .Х

Л а)

< х а> х

14

1 (а о

1 (а

Ц о е х х а4 х а4 л Е! о х

Х 4

> o а(o Z

a o х

З

И а4

Е (»

Х о а(4а

О о !

>Д и х х а4

О а4 х е» х.u а4 O

О .1 о

v а1

v о 4 ох

Р

«( х сс х о сф о х л() (4- а1

Р» х о и о

v v . Cd оок

Р х и а3 мъ

v ю и ч

+ (d

Рс х

Ю4 х о

Щ о х

-о с4. а4

О R

Рс ссс х еЯ х о

Щ ох о

Ф а4 оа

Рс х о и

« оо

-и.

OR

Рс

Eh х

v а4 О о и с 4

Ф а1

Cj R

Рс ж с (х о г (е(cd O ио сс ч4. а4 о х

Рс х.11226 l0

РЪ (гл (n («:!ее» р» (cj и

П!

2 х х х ж

П(«Ь

Ch

СеЪ

СеЪ

С 4

О л

«О оъ л

О оъ

Ch

«0

О л о л

О л

О. л

1 (., о

cd 1 к

О л

О л

О л

D л

О л

О л

О л о л

1

1 Э и

»П

О л (О

СЧ оъ (»4

Р"\

О л (О

С»!

О

С"Ъ о х

Е» о

Е о ж

Сс» л

РЧ

О л

Р Ъ

О

РЪ

О (Ъ

I

I р»

О

О

D оЪ

О (СЪ

РЪ

1 о

И ж

Х

Ц ф

1 о

К о и ао

П! а

Й

Е е»о и - (еЪ

g o l (р", О

С Ъ (СЪ

С" Ъ

Ю р

I

I

1

I в о

f о оъ л

D (ГЪ

О л

О л

»

О л

» е

Е

О л

О л

О е

О л

D л

О о л

v » О ! е ° с0 cd 1 а а !

О

ГЪ

Се( х

Ю

П! и

Ф( х о

cd и

Ю и (d

Ссе

Ю и

П! и и

П5 и

° л\ л еФ юх а Ю

crl cIj х и л о ю и р» (е е (ее х з

° Ф( Ю

Юи р, сч (Се (d х я т юх

Р Ю

ПЪ и! хи

+Do v

Р» С ( (ее cd х а.а е.е

Ij (Ц (о

Пе

E ( х .1 о !! о 1 х!

Э ж

П!

ы а (:( о и и о

Х » и!

I у

k( о х о ж о

Г» о ж (П о х о о!

«j

Х о й(Ig а о !

m (d

Ф

E о

Э

Н

Э

f»

Ж о

М

М о

,о 1

1 л

Э л I

I- X I

Х Ж (((1

,оэ

k(й. !» I око

a - 3 I

I(I I о

E 1 х

Э I 2: I

1» (d — — 4

Э I 1 р, 1 1

1 .I

Э I cd

Х1 И х

Ю

П! Г и и сЧ

° П!

Ю R р» х

1

1 !

3" р» (d и

П! з

Х о и о 5+o !

". ж и

Э е1. cII есъ е НЮ(dO оэр rv

Л ох+й м о

П! и (е»

1-Ю

o v р» Се( (ел и! х

О О О О О О

O (СЪ О О О О (е 3 (Г\ (/Ъ (СЪ СЪ (СЪ (ГЪ О . СЪ (СЪ (СЪ ((Ъ

Р Ъ СЪ (Ъ РЪ Р Ъ РЪ

С (х

П! и л е! юх р. о ее е (\! х к

I 122610 (. Ь

Ch л о

О\

Ch л о

О\ л о о л о л о л о л о л

1 о (31 л

1/1 о л о л

1 cd и х 1

Qh (О О1

0 л л (ц (4 ь

Ch л (»! о о л (» ) 1 Р»

1

I о о

О ОЫ ф ам

О э хои о о о о о о о ((1 ь о О о о о о о л л

lA о

» о л о л

Ю л о л

1 о л о л о о л о л о л о о л о л о л

Ж э!

1 Э И ! 6 ь и (О о и оо и о ф

Х

О

t(М а о х о

v ф и

I л»1 го ои

С4 с4 юъ cd х о и ф и

+ а l

+ к о с

Ck (Ч с»

1. У

+»Ю

Ю Е

О» A ж

1-о

Ю и (4

ttl ф х в й) о (Ч

Х 4 ф Э ф О jcj E»

5. хнххю хо оф!

ЭОЭ СХ (хеохо

ОИЭаcdO

v o

oax

ccj x х э л Ц хфо

zoz рао

j A tc l

ЭХОМ

11Х Х õ<5 -ю oaæИ

E bC E О»! й!

Ы О л ъ н I

I лОМ 1

O l ЮД.

m х х (: ! о э

Ц Ф I

О О !

Х 1 Н Х 1 Ж

Х! ОЭ1 э I 4

Х r. dl I V I о х х

I !.

Ф х х. э х

4 Э ф

K x

М Id х о

tf

О ж х а

v o о o o o ((О л л о

v с4 с»с ф г ж е4Ъ ю о

v ф

o v л л. Ф. ох о

О О еъ ф,лх

Ж K Ж х ° о

v ф

5+ хЕ но ф

ЭО,О хА

VNy о

О ccj оо

r. v о ч

ЗЛ х+ н эо

jcI И ф

xv г-

СГ

Р-( ф и

Щ

Эд О

О1 л (х\! 1226

Составитель А.Кох

Редактор Е.Лушникова Техред.С.Мигунова Корректор С.Шекмар

Заказ 8084/1 9 . Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород-, ул.Проектная, 4

Как видно из таблицы, ступенчатая нейтрализация фосфорной кислоты концентрацией 30-56Х Р О, взятой с избытком 5-15Х по отношению к стехиометрии, вначале соединениями кальция, затем соединениями на грин и последующая термическая обработка реакционной смеси с мольным соотношением

Ca Na = 1,0 :, 3,95 — 4,05 для получения NagCa (PO>)< и Са: Na = 1,0: О, 95- 1О

1,05 для получения NaCa(PO ) при

350-550 С позволяет получать метафосфаты натрия-кальция с высоким содержанием основного вещества в продук10 l2 те (95-9967), и расширить ассортимент метафосфатов натрия-кальция.

Использование метафосфатон натрия-кальция однородного анионного состава, получаемого предлагаемым способом, позволяет улучшить качество производимых на их основе фосфатных и силикофосфатных стекол за счет повышения гомогениэации стекольного расплава и избежать трудоемкой операции подшихтовки стеклообразующей шихты за счет использования метафосфатов натрия-кальция различного состава.