1756268 - Способ получения пероксида кальция

Способ получения пероксида кальция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 01 В 15/043

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

61ю34ф{ф@Щ й@. Уй©Щ„ц

БИБЛИОТЕКА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841682/26 (22) 25.06,90 (46) 23,08.92. Бюл, N 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт реактивов и химически чистых материалов для электронной техники (72) А. И. Савоськина, Н. В Сэламатина, Т. 3.

Завьялова, А. Я. Дубровский и И; П. Пэздников (56) Епифанцева Е, А„Аринина Т. Г. и др.

Мелкокристаллические перекиси щелочноземельных металлов для оксидных катодов. вЂ” В сб.: Люминесцентные материалы и особочистые вещества, вып. 6. 1971, с, 112-117; (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИДА

КАЛЬЦИЯ (57) Использование: аналитический контИзобретение относится к получению пероксида кальция, используемого для аналитического контроля сахарного производства, а также в качестве отбеливающего и дезинфицирующего средства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения пероксида кальция .параллельным сливанием 12-15% (0,8-1,0 М) водного раствора кальция азотнокислого, 911 (2,7-3,3 М) водного раствора пероксида . водорода и 6-9% (3.5-5,0 OM) водного рас-. твора гидроксида аммония при мольном отношении (Hz0z): (Са(КОз)2) = 3,0 и (NH40H)

: (НМОз) = 2,6 и температуре 1-2 С с последующим отделением осадка образующегося октагидрата пероксида кальция, промывкой его от примесей, суспендированием в горячей (50-60 С) воде, отделением осадка обраSU 1756268 Al роль сахарного производства, для производства отбеливэющих и дезинфицирующих средств, Сущность изобретения: водные растворы нитрата или хлорида кальция с концентрацией 0,5-2,5 М, пероксида водорода и гидроксида аммония параллельно вливают в водную суспензию кристаллического on.агидрата пероксида кальция при охлаждении и молярном соотношении соли кальция, перексидэ водорода и гидроксида аммония, равном 1,0: (1,3-1,4): (2,6-2,8).

Образовавшуюся суспензию кристаллогидрата пероксида кальция выдерживают при перемешивании, после чего осадок отделяют от маточного раствора, промывают от примесей и подвергают термической дегидратации, 2 табл. зующейся смеси окта- и дигидрата пероксида кальция от маточного раствора и терми- ъ ческой их дегидратацией. Способ обеспечивает получение мелкодисперсного gq пероксида кальция с высоким выходом (7580%), высокой массовой долей основного вещества (89-94 ) и низким содержанием примесей, мас.%: Cl 0,002-0,005, К + Na О"

0,022, N до 0,08.. ОО

Недостатком способа является малый съем. пероксида кальция с 1 кг массы, введенной в синтез (12-17 r/êã), большие расхо- д ды пероксида водорода (до 6,3 кг/кг СаОд) и гидроксида аммония(до 7,5 кг/кг Са02), низкая скорость фильтрации суспензий кристаллогидрэтов (50-70)дм /ч, причем скорость фильтраций кристаллогидрэта пероксида кальция снижается при использовании 24% (1,7 М) раствора кальция

1756268 азотнокислого, 18 (5,6 М) раствора пероксида водорода и 11 (6,1 M) раствора водного аммиака, а также ухудшается степень отмывки осадка от примесей, Цель изобретения вЂ” ускорение процесса

Поставленная цель достигается тем, что водные растворы соликальция с концентрацией 0,8-2,5 М, пероксида водорода и гидроксида аммонйя параллельно влияют н водную суспензию кристаллического октагидрата пероксида кальция при охлаждении и молярных соотношениях (CaClz(Ca(NQg)zj

: (Н202): (NH40H) = 1, (1,3-1,4): (2,6-2,8).

При малярной концентрации указанных растворов солей кальция меньшей 0,5 М, и большей 2,5 М, поставленная цель по заявленному способу не достигается,-независимо от массовой концентрации кристаллического октагидрата пероксида кальция в исходной суспензии, При использовании разбавленных растворов съем пероксида кальция с 1 кг массы, введенной н синтез, меньше, чем н прототипе, При использовании очень концентрированных растворов солей кальция качество пероксида кальция хуже. В отсутствии первоначальной водной суспензии кристаллического октагидрата пероксида кальция резко снижается скорость фильтрования полученной в результате взаимодействия реагентов суспензии и качество целевого продукта, Это обьясняется образованием в указанных условиях пастообразного вязкого дигидрата пероксида кальция, Последний значительно труднее отмывается от анионов, присутствующих в жидкой фазе, и легче разлагается н маточном растворе с образованием гидро ксида кальция, чем кристаллические акта- и дигидраты пероксида кальция, которые образуются в присутствии водной суспензии кристаллического октагидрата пероксида кальция. Однофазный кристаллический октагидрат пероксида кальция при температуре до 10 С образуется только при взаимодействии 1-2 малярного раствора кальция хлористого или кальция азотнокислого с 2,5-3,5 - a раствором пероксида водорода и 2,0-2.5 -ным раствором гидроксида аммония.

Таким образом, при отсутствии исходной водной суспензии кристаллического октагидрата пероксида кальция интенсификация процесса при сохранении качества продукта не обеспечивается.

Массовая концентрация кристаллического октагидрата пероксида кальция н пер5 воначальной суспензии на достижение поставленной цели не оказь.нает влияния.

Обьем первоначальной водной4 суспензии кристаллического октагидрата пероксида кальция должен обеспечить интенсивное

10 перемешивание реакционной массы н начале процесса и зависит от нижнего уровня мешалки в реакторе и его диаметра;

Сьем пероксида кальция с I кг введенной в синтез массы рассчитывают только по .

15 массе образовавшегося из водных растворов CaClz(Ca(NOa)z, Н202 и NH40H кристаллогидратор пероксида кальция (смеси октаи дигидрата пероксида кальция). В расчет е принимают массу пероксида кальция, обра20 зованшуюся из специально введенного в реакционную массу кристаллического октагидрата пероксида кальция, Ее нычитаIoT из общей массы пероксида кальция, полученнойй в опыте, а затем разницу относят ко

25 всей реакционной массе при расчете сьема продукции с 1 кг введенной в синтез массы.

Пример 1. В стеклянный реактор, вместимостью 20 дм, снабженный мешал з кой и водяной рубашкой, заливают дистил30 лированную воду в количестве 2,0 дм и охлах(дают ее до 8-10 С подачей охлажденной воды в рубашку, Затем всыпают 200 г кристаллического октэгидрата пероксида кальция и при перемешивании со скоростью

35 110+20 об/мин в течение двух часов параллельно сливают 6,27 дм раствора кальция з хлористого с концентрацией 2,2 М (21 /), 2,05 дм раствора пероксида водорода с концентрацией 9,0 М (27,) и 3,03 дм

40 раствора гидроксида аммония с концентрацией 12,0 М (22 /,). При этом скорость введения исходных растворов 3,14; 1,03;

1,52 дм /ч соответственно. В указанныи условиях обеспечивается моля рное соотноше45 ние(CaCLz); (Hz0>j; (NH40H)= 1: 1,3: 2,6 и рН порядка 9,3. По окончании слива растворов суспензию перемешивают в течение 1520 мин, а затем фильтрацией под вакуумом отделяют осадок кристаллогидрата от ма50 точного раствора, промывают 20 дм3 охлажденной до 8-10 С дистиллированной воды и сушат н слое 15-25 мм при периодическом перемешинании при 95-120ОС и непрерынном отводе выделяющихся водяных паров

55 до массовой доли влаги не более 0,5 . Полученный продукт содержит, мас.о . CaQ2

90,6, влаги 0.5. С 0,4, N 0,08, Cl 0„005, K+Na

0,01,. l=e 0,009, нерастворимых в HCL примеси -(0,01, РЬ вЂ” 0.005 /. Выход пероксида кальция состанляет 78 . При этом расход

: 1756268 пероксида водорода равен 2,9 кг/йг CaOz, а гидроксида аммония 3,55 кг/кг ÑàOz. Относительная скорость фильтрации кристалпогидрата пероксида кальция равна 135 . дм /ч. Съем пероксида кальция с 1 кг массы, 5 введенной в синтез 54 г.

Пример 2, В стеклянный реактор вместимостью 20 дм, снабженный мешалкой и водяной рубашкой, заливают дистил- . лированную воду в количестве 2 дм и .10 охлаждают ее до 8-10 С подачей охлажденной воды в рубашку. Затем всыпают 185 г кристаллического октагидрата пероксида кальция и при перемешивании со скоростью 110+20 об/мин в течение полутора ча- 15 сов параллельно сливают 5,52 дм раствора кальция хлористого с концентрацией 2,5 M (23%), 1,66 дм раствора пероксида. водорода с концентрацией 11,5 M (35%) и 2,7 дм раствора гидроксида аммония с концен- 20 трацией 14,5 M (27%), При этом скорость слива исходных растворов составит 3;68;

1,11; 1;8дм /ч соответственно. В указанных условиях обеспечивается молярное соотношение fCaClz): (Н Ог): (NH40H) = 1: 1.4: 2,8 25 и рН порядка 9,2. По окончании слива растворов суспензию перемешивают в течение

15-20 мин, а затем фильтрацией под вакуумом отделяют осадок кристаллогидрата от маточногораствора, промывают 20дм ох- 30 лажденной до 8-10 С дистиллированной воды и сушат в слое 15 25 мм при периодическом пере меши ва нии при 95120 С и отводе выделяющихся водных паров до массовой доли влаги не более 0,5%. 35

Полученный продукт содержит, мас. : СаОг

89,0, влаги 0,5, С 0,5, N0,,07,,Cl 0,005, К+На

0,02„Fe 0,009, нерастворимых в HCl примесей -< 0,01, Pb 0.005. Выход пероксида кальция составляет 80,0%. При этом расход раствора пероксида водорода составляет

2,35 кг/кг Са02, а раствора гидроксида аммония 3,04 кг/кг CaOz, Относительная скорость фильтрации кристаллогидрата равна

136 дм /ч, Съем пероксида кальция с 1 кг 45 массы, введенной в синтез, 58 г.

Пример 3. В стеклянный реактор вместимостью.20 дм, снабженный мешал-. кой и водяной рубашкой, заливают дистиллированную воду в количестве 2 дм и 50 охлаждают ее до 8-10 С подачей охлажденной воды в рубашку. Затем всыпают 215 r кристаллического октагидрата пероксида кальция и при перемешивании со скоростью 110+20 об/мин в течение полутора 55 часов параллельно вводят 5,52 дм раствора кальция азотнокислого с концентрацией 2,5

М (32%), 1,898 дм раствора пероксида водорода с концентрацией 9,8 М (30%) и

2,79 дм раствора гидроксида аммония с концентрацией 13,35 М (25%). При этом скорость введения исходных растворов составляет 3,68; 1.27; 1,86 дм /ч соответственно, В указанных условиях обеспечивается мольное отношение (Ca(NOa)z): (HzOz): (NH40H) =- 1: 1,35: 2,7 и рН порядка 9,2. По окончании слива растворов суспензию перемешивают в течение 15-20 мин. а затем фильтрацией под вакуумом отделяют осадок кристаллогидрата от маточного раствора, промывают 20 дмз охлажденной до

8-10 С дистиллированной воды и сушат в слое 15-25 мм при периодическом перемешивании при 95-110 С и непрерывном отводе выделяющихся водяных паров до массовой доли влаги не более 0,5%.

Полученный продукт содержит, мас.%:

CaOz 91,9, влаги 0,5, С 0,5, N 0,08, О 0,005, K+Na 0.02, Ее 0,009, нерастворимых в НСГ примесей -< 0,01, Pb 0,005. Выход пероксида кальция составляет 80%. При этом расход 30% пероксида водорода равен 2,64 кг/кг CaÎz, а 25% раствора гидроксида аммония 3,2 кг/кг СаО . Относительная скорость фильтрации кристаллогидрата пероксида кальция равна 150 дм /ч. Съем пероксида кальция с 1 кг массы, введенной . в синтез, 58 г, Последующие опыты проводят в аналогичных условиях, меняя малярное соотношение реагентов.

Результаты опытов представлены в табл. 1, 2.

При проведении процесса осаждения при молярных соотношениях, меньших, чем (Са +): (HzOz): (NH40H) 1: 1,3: 2.6. поставленная цель не достигается, так как либо уменьшается выход пероксида кальция, либо съем продукции.

Увеличение молярного соотношения (Са +): (Hzoz): (ИН4ОН) более 1: 1,4; 2,8 экономически нецелесообразно. При увеличении концентрации соли кальция больше

2,5 моль/дм ухудшается. качество пероксида кальция.

Предлагаемый способ обеспечивает увеличение выхода пероксида кальция с 1 кг массы, введенной в синтез, до 54-60 r (у прототипа 12-17 г), скорости фильтрации водной суспензии кристаплогидрата пероксида кальция s идентичных условиях до 130150 дм /ч (у прототипа 50-70 дм /ч), уменьшение расхода пероксида водорода

30%-ного до 2,50-2,95 кг/кг CaOz, (у прототипа 5,8-6,3 кг/кг СаО ) и гидроксида аммония 25 -ного до 3,1-3,5 кг/кг СаО (у прототипа i,1-7,5 кг/кг CaOz), при сохранении выхода пероксида кальция 75-80 u его качества.

1756268

Формула изобретения

Способ получения пероксида кальция, включающий параллельное введение в реактор при охлаждении водных растворов соли кальция, . пероксида водорода и гидроксида аммония, взаимодействие образовавшейся смеси при перемешивании, отделение полученного осадка, его промывку и термическую дегидратацию, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью ускорения проФ цесса, перед введением водных растворов в реактор помещают водную суспензию Kpl4сталлического октагидрата пероксида кальция, в качестве водного раствора соли

5 кальция используют 0.8-2.5 М раствор нитрата или хлорида кальция, а взаимодействие ведут при молярном соотношении соли кальция, пероксида водорода и гидроксида аммония, равном 1,0: 1,3-1,4: 2,6-2,8 соот10 ветственно.

° a o в

Таблмца) ле» нда енл кт а,О а ев

1»3,0»6,0 !

»t ° 3»2,6

1:1,4:2, 8

1:1,35»2,7

1»1,3»2,6

1»1,4:2.8

1:1,4:2,6

1»1,3:2,8

1;1,3»2,6

t:I,3t2,6

1»1,3»2.6

1»1,3»2,6

I 1,3t2,6

t:I,6:2,О

1»1,2»2,4

1»1,5»3,0 !

»! ° 3»2,0 !

»1,3»2,4

50,70 75 80 12-17

135 78 54

136 60 58

150 80 58

140 76 58

136 78 58

146 77 58

150 80 ба

165 76 32

130 78 46

I4S 79 54

136 79 60

148 76 62

130 66 . 54

t35 72 56

135 80 58

142 73 58

I45 74 57

О;8-1,0

2 ° 2

2,5

0,8

1,5

2,0

2,5

3,0

2,5

2 5

2 ° 5

2,5

0,08

6,08

0,07

0,08 о,oo

0,67

0,06

0,05

0,68

0i07

0,06

О,IS

О,О8

О 07

0,68

0,07

0,08

Оев »мета введенмото кон«так»в»несю»то октатмдрета мерокснда квльенл

Таблнца 2

Cl бел»н» 14 твл»м с но в Ha«ac

p lalNa

НСI ееееств

Обвел мерок

«нда кальнн с 1 нт

a«celt введен мод °

JiNHL8

Саре«ть

Онльтоо ванна лол»нем н»д сус леманн, дн»/н дон рве келье д домкентраводнод

tiCttaHSNN сталлнОЕ. ЕевО

О,ООЗ 0,02

0,03 0,02

O,OS 0,02

0,01 0,02

atoos 0,01

0,025 0,01

Ot03S 0,61

О,003 О,О!

0,023 О,ot

0,003 0,01

0,003 0,0!

0,003 0,01

6,603 0,0!

o,a0ý oiot

О,003 0tOt

О,0-1,О

2,5

3,1

2,S

3,О

Э,1

2,3

Э,О

ca(!О»в)в

ca«!2

CaClS

CaClt

CaCla

CaClg ас)е свае

CaCls

Ca(ОЬ!)

Ca(РО,), CaС!б

Са(РО!)В а(РО))в са(001)

CaCt 0

<О,ООЗ

«O,ОО5

<0,61

«0»at

<0,01

«OiOI

«0,01

«0,01 с0,003

<0,О03

ñ0,003

<6,003

<О, 003 с0,003

«0,603 с6,605

О,б

0,4 сО,ООЗ

«0,003

0t4

0,3

Оь3

О,б

o,б

«О,ООЗ

0,009

6,009

aO aOS 6,2 0,3

II р м н ° и ° м м ° » вь»льнов à («acta ca(pg в(oaoa)tftotaoa)» It! ° 3»2,б! комквнтрвенл раствора asoa состав»нет 9 л, ° раствора le oa 12 N в

Составитель А.Савоськина

Редактор С.Патрушева Техред M.Ìîðãåíòàë . рр

Ко ектор А.Долинич

Тираж Подписное

Заказ 3058 ираж тениям и отк ытиям при ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретения р

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

Производственно-из

- здательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина..101

Овес«ельм !

5 б

13 !

16 .

Овве«т10

19. 26

266

206

1ОО

SO-16

34 .

102

190.

193

101

226

13-00

Эб

63 17

12-11

89-94

90,6

89,3 .

91,9

90 тгь!

00,4

81,0

89,6

ОО,З

64 9

90,5

02 1

96,1

09 3

91 ° 0

09,1

69,6

96,6

69,3

0,009

0,069

0,009

0,069

0,009

6,609

0,069

0,609

0,069

0,009

0,069

0,009

6,069

0,009

6,009

0,009

6,069

О, 009

0,609

0,009

О,ООО

0,009

«0,01

<0,01 со,at

«0901

<6,6! с 0,61 с 0,01

< 0,01

«0,61

«6,0!

< 6,01 с 0,61

«0,6! с O,at

<0,0!

<0,01

<О,О!

<0901

«0tOI

«OtOt аО,01

<0tO1 со,61

0,06

o,ое

OtOS

0,00

0 05

0»OS

0,О6

6,03

0,61

О,О03

0,063 о,ао3

О,ООЗ

oiao3

0,003

0,003 0,665

0,005

0,065

0,005

0,605

0,005

0,665

0,065

О,ot5

0,605

0,065

О 005

0,005

0,02

0,01

DtO2

0,02

0,015

0,62

otal

0,015

0,01

D,О2

0,02

0,03

0,01

0,02

0,61

0,62

<о,oos a,ь

<6,0а5 6,5 с0,065 0,5

«О, 065 О, 3 с0,005 0,5

<0,005 0,4

<о,аа5 0,3

<6,0а5 0,2

<0,6о5 о,3

« 0,065 0,5 са,аа5 0,4

< 0,665 6,5

«a>005 0,5

<0,005 . 0,5

<0,005 0,2

<0,065 0,5 с6,005 6.5

0»3 О»3

O,S О,б

0,5 0,4

0,4 0,3

0,5 0,3

0,4 0,2

0,3 0,3

0,5 О,ь

О,Э О,Ь

О,г o,s

0,3 0,3

0»2 0»3

О,Э 0,4

0,5

0,4

О,Ь

6,5

0,5

0,4

0»3

0,5

0.5

6,3

6,5

Способ получения пероксида кальция

Патент 1756268