CS232090B1 - Způsob oddělení cyklotetrafosforečnanů dvojmocných kovů z kalcinovanýcb směsi - Google Patents

Abstract

Vynález se týká chemie kondenzovaných fosforečnanů dvojmocných kovů a řeší oddělení cyklotetrafosforečnanů těchto kovů z kalicnovaných směsí při jejich přípravě termickým způsobem. Podstata vynálezu spočívá v oddělení všech nežádoucích složek ze směsi jejich převedením do roztoku, louženlm s kyselinou chlorovodíkovou vhodné koncentrace, zatímco cyklotetrafosforečnan zůstane jako tuhá fáze, kterou lze odfiltrovat nebo dekantovat. Metoda je vzhledem k cyklotetrafosforečnanu prakticky bezztrátová a je natolik selektivní, že ji lze využit i ke kvantitativnímu stanovení cyklotetrafosforečnanu v uvedených směsích. Vynález umožňuje získání cyklotetrafosforečnanů dvojmocných kovů ve formě čistých produktů, kterých je třeba pro jejich některá ověřování praktického použití a pro výzkum vlastností těchto látek.

Description

Vynález se týká způsobu oddělení cyklotetrafosforečnanů dvojmocných kovů z kalcinovaných směsí, při jejich přípravě termickým způsobem; metoda je vzhledem k cyklotetrafosforečnanům prakticky bezztrátová a je natolik selektivní, že ji lze využít i k jejich kvantitativnímu stanovení v kalcinované směsi.

Cyklotetrafosforečnany některých dvojmocných kovů nabývají na významu vzhledem k jejich možnému využití jako mikroprvkových dlouhodobě působících hnojiv, stejně jako vzhledem k jejich různým vlastnostem, jež některé z nich předurčují i k dalšímu použití, např. jako speciálních pigmentů. Při termickém způsobu přípravy cyklotetrafosforečnanů dvojmocných kovů se získá kalcinát, který není zcela čistým produktem a kromě cyklotetrafosforečnanů příslušného kovu může ještě obsahovat další sloučeniny jako např. oxid kovu, difosforečnan, dihydrogendifosforečnan ev. i jednoduché fosforečnany; nad teplotou tání cyklotetrafosforečnanů může nastat i jejich částečný rozpad za vzniku lineárních kondenzovaných fosforečnanů. Oddělení všech uvedených sloučenin od hlavního produktu cyklotetrafosforečnanů - je velice obtížné a doposud v technologickém měřítku prakticky nerealizovatelné, stejně jako kvantitativní stanovení cyklotetrafosforečnanů kalcinované směsi. Některé existující analytické metody jsou velmi málo přesné a navíc velice zdlouhavé, neboí vyžadují úplné převedení všech sloučenin z kalcinátu - včetně cyklotetrafosforečnanů do roztoku a to takovým způsobem, který by zabránil rozpadu molekul kondenzovaných fosforečnanů jejich hydrolytickým štěpením; do roztoku převedené jednotlivé fosforečnany lze sice pak dělit například chromátograficky ev. i pomocí iontoměničů avšak tento způsob je použitelný jen pro analyzovaná mikro232 090 množství a navíc výsledky jsou spíše kvalitativního charakteru, nebo? přesnost kvantitativní stránky je silně poznamenána zmíněným hydrolytickým štěpením těchto látek při jejich rozpouštění, kterému zcela zabránit nelze. Přesný kvantitativní rozbor kalcinované směsi v její tuhé formě je rovněž prakticky neproveditelný; rentgenová difrakční analýza, která je někdy používána k identifikaci cyklotetrafosforečnanů je z kvantitativního hlediska vzhledem k amorfnímu charakteru některých vedlejších produktů a meziporduktů velmi nepřesná.

Podstata navrhovaného způsobu podle vynálezu spočívá v oddělení jednotlivých vedlejších produktů, meziproduktů či zbytků výchozích látek chemickou cestou tak, že se kalcinovaná směs obsahující příslušný cyklotetrafosforečnan, podrobí loužení s kyselinou chlorovodíkovou, ve které se při její vhodné koncentraci mikrokrystalky vzniklého cyklotetrafosforecnanu prakticky nerozpouštějí, takže dochází ke ztrátám tohoto produktu, kdežto ostatní uvedené složky přítomné v kalcinované směsi jsou rozpustné dobře; difosforečnany, dihydrogenfosforečnany i lineární kondenzované fosforečnany se poměrně rychle hydnolyticky štěpí a přecházejí do roztoku jako jednoduché fosforečnanové ionty,ev. zbytky použité výchozí sloučeniny příslušného kovu přecházejí na rozpustné chloridy. Koncentrace kyseliny použité ,k loužení kalcinované směsi musí být co nejnižší, aby pópoctaa. rozpouštěni cyklotetrafosforečnanů bylo zanedbatelné, ale zároveň musí být dostatečné, aby rozpouštění ostatních látek v kalcinátu proběhlo kvantitativně a v přijatelně krátké době; vhodná je koncentrace 0,7 2,5 % hmot. HC1 ve vodě, kdy při teplotě 18 - 25 °C dojde během loužení po dobu 1 až 3 h (podle koncentrace použité kyseliny) k úplnému rozpuštění všech nežádoucích složek z kal cínované směsi a přitom ztráty na cyklotetrafosforečnanů jeho rozpouštěním jsou zcela zanedbatelné i z analytického hlediska.

Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že lou232 090 žící kapalné fáze, tj. vodného roztoku kyseliny chlorovodíkové, se bere k loužení několikánásobek (s výhodou alespoň desetinásobek) hmotnosti tuhé loužené fáze (kalcinátu) a vzniklá suspenze se po celou dobu loužení udržuje ve stálém pohybu, nejlépe mícháním.

Podstata způsobu podle vynálezu dále spočívá v tom, že po skončeném loužení, kdy jako tuhá fáze zůstávají v loužicí kapalině již jen mikrokrystalky cyklotetrafosforečnanu příslušného kovu, lze tyto poměrně rychle a snadno oddělit a promýt dekantací ev. filtrací přes vhodnou filtrační přepážku; po jejich promytí a usušení se získá čistý produkt - cyklotetrafosforečnan příslušného kovu.

Podstata způsobu podle vynálezu dále spočívá v tom, že loužení kalcinátu je vzhledem k vlastnímu cyklotetrafosforečnanu prakticky bezztrátové a je natolik selektivní, že jej lze využít i k jeho kvantitativnímu stanovení v kalcinované směsi (tj. stanovení zreagovanosti směsi na cyklofosforečnan); spočívá ve stanovení množství (hmotnosti) získaného suchého čistého produktu - cyklotetrafosforečnanu - které vztaženo na součet hmotností oxidu příslušného kovu a oxidu fosforečného, obsažených ve výchozí směsi či sloučenině vzaté ke kalcinaci, udává po vynásobení stem přímo procento zreagovanosti kalcinátu na cyklotetrafosforečnan.

K výhodám způsobu podle vynálezu patří zejména to, že

- způsob je jednoduchý a materiálově i energeticky nenáročný,

- způsob je vzhledem k vlastnímu cyklotetrafosforečnanu prakticky bezztrátový,

- způsob je natolik selektivní, že jej lze využít i ke kvantitativnímu stanovení zreagovanosti kalcinátů na cyklotetrafosforečnany (při termickém postupu jejich přípravy) pro které dostatečně přesné metody dosud neexistují,

- způsobem lze získat vysoce čisté produkty, tak jak to vyžadují některá z uvedených praktických použití cyklotetrafosforečnanů dvojmocných kovů, ' 232 090

- způsob lze využít i pro výzkumné práce zaměřené k teoretickému dořešení problematiky struktury těchto látek a mechanismu kondenzačních reakcí jejich tvorby,

- způsobu lze využít i ke kvantitativnímu sledování další konden začni reakce cyklotetrafosforečnanů, při jejich tání a sice reakce jejich rozpadu na lineární kondenzované fosforečnany.

V dalším jsou pak uvedeny příklady použití vynálezu.

Příklad 1 g rozetřených krystalků dihydrogsafosforečnanu manganatého MníHgPO^Pg.S HgO bylo kalcinováno na 400 °G v otevřeném kelímku po dobu 2 hodin; po schladnutí byla stanovena hmotnost kalcinátu 7,47 g, který byl pak loužen po dobu 2 hodin ve 100 ml 1% kyseliny chlorovodíkové za teploty 20 - 22 °G a stálého míchání; po té byla tuhá fáze ze suspenze oddělena a promyta destilovanou vodou dekantací, usušena při 150 °C a stanovena její hmotnost 7,14 g, jež představuje množství získaného čistého cyklotetrafosforečnanů dimanganátého a která vztažena na celkové množství oxidu manganatého a fosforečného ve výchozím dihydrogenfosforečnanu manganatém, odpovídá 95,6 % zreagovanosti kalcinátu na cyklotetrafosforečnan.

Příklad 2

9,89 g oxidu kademnatého techn. (obsah 95,1 % OdO) bylo pozvolna smícháno s 10 ml (16,89 g) 85% kyseliny fosforečné a po té kalcinováno v kelímku při 400 °C po dobu 2 hodin; po zchladnutí byla stanovena hmotnost kalcinátu 19,80 g a tento byl loužen po dobu 1 hodiny 200 ml 2,5% kyseliny chlorovodíkové za teploty 20 - 25 °C a stálého míchání; po té byla suspenze zfiltrována přes papírový filtr modrá páska a filtrační koláč tvořený mikrokrystalky cyklotetrafosforečnanů dikademnatého byl promyt dest. vodou, usušen při 120 °C a stanovena jeho hmotnost 16,91 g; toto množství získaného čistého produktu odpovídá, vztaženo na celkový obsah oxidu kademnatého

232 090 y

a oxidu fosforečného ve výchozí směsi, 85,35 % zreagovanosti kalcinátu na cyklotetrafosforechan dikademnatý.

Příklad 3 g cyklotetrafosforečnanu dikedemnatého připraveného podle příkladu 2 bylo přetaveno při 900 °C po dobu 10 minut; po prudkém ochlazení taveniny na normální teplotu byla tuhé fáze tvořená z části mikrokrystalky cyklotetrafosforečnanu dikademnatého zpětně z taveniny vykrystalovanými a z části nově vzniklou skelnou fází lineárních kondenzovaných fosforečnanů kademnatých, rozetřena a loužena 0,7% kyselinou chlorovodíkovou po dobu 3 hodin a poté byla tuhá fáze ze suspenze oddělena dekantací, promyta destilovanou vodou a sušena při 110 °C. Stanovená hmotnost oddělené tuhé fáze 5,46 g odpovídá části 54,6 % z výchozího cyklotetrafosforečnanu dikademnatého, která se přetavila kongruentně, kdežto zbylých 4,54 g tj. 45,4 % při přetavení zreagovalo na lineární kondenzované fosforečnany kademnaté a loužením přešlo do roztoku.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob oddělení cyklotetrafosforecnanů dvojmocných kovů z kalcinovaných směsí při jejich přípravě termickým způsobem, vyznačený tím, že .všechnv nežádoucí produkty vznikající při kůlcinaci a pfipodwřvýchozích látek se oddělí od cyklotetrafosforečnanu chemickou cestou tak, že se loužením převedou do roztoku a jako nerozpustná tuhá fáze zůstane jen cyklotetrafosforečnan.
2. 2. Způsob podle bodu 1,vyznačený tím, že se oddělení složek v kalcinátu provede loužením v kyselině chlorovodíkové, přičemž vhodná koncentrace kyseliny použité k loužení je 0,7 -2,5 7« hmot. HC1 ve vodě, kdy je za teploty 18 - 25 °C a stálého míchání nutná doba loužení 1 až 3 h přičemž množství kapalné fáze použité k loužení musí být v několikanásobném, s výhodou desetinásobném hmotnostním přebytku.
3. 3. Způsob podle bodu 2 vyznačený tím, že nerozpuštěný cyklotetraf osf orečnan dvojjmpcného kovu se z kapalné fáze oddělí dekantací,