CS245829B1 - Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého - Google Patents

Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého Download PDF

Info

Publication number
CS245829B1
CS245829B1 CS851788A CS178885A CS245829B1 CS 245829 B1 CS245829 B1 CS 245829B1 CS 851788 A CS851788 A CS 851788A CS 178885 A CS178885 A CS 178885A CS 245829 B1 CS245829 B1 CS 245829B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
zinc
phosphoric acid
preparation
mixture
kpa
Prior art date
Application number
CS851788A
Other languages
English (en)
Other versions
CS178885A1 (en
Inventor
Miroslav Trojan
Original Assignee
Miroslav Trojan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miroslav Trojan filed Critical Miroslav Trojan
Priority to CS851788A priority Critical patent/CS245829B1/cs
Publication of CS178885A1 publication Critical patent/CS178885A1/cs
Publication of CS245829B1 publication Critical patent/CS245829B1/cs

Links

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého kalcinaci výchozí směsi z oxidu, hydroxidu či z uhličitanu zinečnatého a kyseliny fosforečné v molárním poměru fosforečnanových aniontů k zinečnatým kationtům 1,9 až 2,25 : 1, s výhodou 2,0 až 2,05 : 1 a působením na zinečnatou sloučeninu s kyselinou fosforečnou hmotnostní koncentrace 30 až 90 %, s výhodou 85 až 80 % hmot. koncentrace; získaná směs obsahující zinečnaté a fosforečnanové ionty se ponechá před kalcinaci v klidu nejméně 30 minut a poté se začne zahřívat rychlostí menší než 20 °C/min, s výhodou rychlostí 2 až 5 °C/min na teplotu 220 až 800 °C, s výhodou na teplotu 300 až 500 °C, přičemž v prostoru kalcinované směsi je tenze vodní páry vyšší než 20 kPa, s výhodou 60 až 100 kPa. Řešení se může uplatnit ve fosforečnanové technologii a vzhledem k možnému použití produktu také v pigmentářském průmyslu při přípravě antikorozních nátěrových hmot a v agrochemii při přípravě mikroprvkových hnojiv.

Description

(54) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého
Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého kalcinaci výchozí směsi z oxidu, hydroxidu či z uhličitanu zinečnatého a kyseliny fosforečné v molárním poměru fosforečnanových aniontů k zinečnatým kationtům 1,9 až 2,25 : 1, s výhodou 2,0 až 2,05 : 1 a působením na zinečnatou sloučeninu s kyselinou fosforečnou hmotnostní koncentrace 30 až 90 %, s výhodou 85 až 80 % hmot. koncentrace; získaná směs obsahující zinečnaté a fosforečnanové ionty se ponechá před kalcinaci v klidu nejméně 30 minut a poté se začne zahřívat rychlostí menší než 20 °C/min, s výhodou rychlostí 2 až 5 °C/min na teplotu 220 až 800 °C, s výhodou na teplotu 300 až 500 °C, přičemž v prostoru kalcinované směsi je tenze vodní páry vyšší než 20 kPa, s výhodou 60 až 100 kPa.
Řešení se může uplatnit ve fosforečnanové technologii a vzhledem k možnému použití produktu také v pigmentářském průmyslu při přípravě antikorozních nátěrových hmot a v agrochemii při přípravě mikroprvkových hnojiv.
Vynález se týká přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého.
Cyklo-tetrafosforečnan dizinečnatý (c— —ΖΠ2Ρ4Ο12) je tepelně a chemicky velmi stabilní látkou s možným použitím jako antikorozní pigment do nátěrových hmot či jako mikroprvkové hnojivo. Dosavadní údaje o jeho přípravě vycházejí především ze způsobu kalcinace dihydrátu dihydrogenfosforečnanu zinečnatého, kdy lze za určitých podmínek kalcinace, dosud však přesněji nespecifikovaných, získat téměř čistý produkt. Tento způsob přípravy cyklotetrafosforečnanu dizinečnatého však vyžaduje použití výchozího fosforečnanu v čisté podobě. Získání dihydrogenfosforečnanu zinečnatého je však velmi náročnou operací na teplotní řízení reakcí jeho vzniku, je náročná časově, vyžaduje kvalitní výchozí suroviny, jejichž zužitkování na produkt je navíc poměrně malé. S technologickým využitím dihydrogenfosforečnanu zinečnatého k přípravě cyklo-tetrafosforeěnanu dizinečnatého, proto nelze z uvedených důvodů počítat. Existuje však technologicky schůdnější možnost přípravy cyklo-tetrafosforečnanu ze směsi oxidu nebo hydroxidu zinečnatého a kyseliny fosforečné nebo fosforečnanů amonných. Dosavadní údaje o podmínkách přípravy jsou opět neúplné, ale vždy však údajně vzniká směs kondenzovaných fosforečnanů, přičemž jedním z produktů je i cyklo-tetrafosforečnan dizinečnatý. Vedle něho vznikají difosforečnany, vyšší lineární fosforečnany zinečnaté a samostatnou kondenzací fosforečné složky také vznikají polyfosforečné kyseliny. Tyto kyseliny způsobují snížení obsahu fosforečných aniontů, které mohou zkondenzovat na zinečnaté produkty a toto snížení je pak kompenzováno zůstatkem nezreagovaného oxidu zinečnatého z výchozí zinečnaté suroviny, jako další nečistoty. Příprava čistého cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého, nebo produktu s jeho vysokým obsahem, není proto způsoby podle dosavadních údajů možná.
Tyto nedostatky odstraňuje způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého podle vynálezu, jehož podstata spočívá v kalcinaci oxidu, nebo hydroxidu nebo uhličitanu zinečnatého nebo jejich směsi spolu s kyselinou fosforečnou, vyznačující se tím, že molární poměr fosforečnanových aniontů k zinečnatým kationtům je 1,9 až 2,25 : 1, s výhodou 2,0 až 2,05 : 1, přičemž na zinečnatou sloučeninu se působí kyselinou fosforečnou hmotnostní koncentrace 30 až 90 %, s výhodou 65 až 80 %. Získaná směs se před kalcinací ponechá v klidu nejméně 30 minut a pak se začne zahřívat rychlostí menší než 20 °C/min, s výhodou rychlostí 2 až 5 °C/min na teplotu 220 až 800 °C, s výhodou na teplotu 300 až 500 °C, přičemž v prostoru kalcinované směsi se tenze vodní páry udržuje vyšší než 20 kPa, s výhodou 60 až 100 kPa. Pro přípravu cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého ze zcela čistých surovin by byl nejvhodnější molární poměr fosforečnanových a zinečnatých iontů přesně podle stechiometrie rovný 2 :1. Podle čistoty použité kyseliny fosforečné (ev. obsahu iontů kovů) a podle čistoty zinečnaté suroviny (příměsí kovů) je třeba poměr upravit v uvedeném rozsahu 1,9 až 2,25 : 1, přiěemž výhodnější je, je-li fosforečnanových aniontů malý přebytek (2 až 2,05 :1), než naopak jejich nedostatek oproti stechiometrii. Nižší koncentrace kyseliny fosforečné by byla výhodnější z hlediska řízení kondenzačních reakcí a tím i výtěžku a čistoty produktu, avšak způsobovala by zase zvýšení energetických nároků na odpaření přebytečné vody a zvětšovala objem výchozí směsi, jež by navíc měla charakter řídké suspenze. Její kalcinace by potom přinášela technické problémy, oproti kalcinaci směsi menšího objemu v podobě tuhé či pastovlté, jež vzniká, je-li použita kyselina fosforečná koncentrace v horní části uvedeného rozsahu. S výhodou se proto použije kyseliny o koncentraci 65 až 80 hmot. °/o. Získaná směs obsahující zinečnaté a fosforečnanové ionty se ponechá před kalcinací v klidu nejméně 30 minut a poté se začne zahřívat rychlostí menší než 20 °C/min, s výhodou rychlostí 2 až 5 °C/min na teplotu 220 až 800 °C, s výhodou na teplotu 300 až 500 °C, přičemž v prostoru kalcinované směsi je tenze páry vyšší než 20 kPa, s výhodou 60 až 100 kPa. Ponechání směsi, obsahující fosforečnanové a zinečnaté ionty, před kalcinací alespoň 30 minut v klidu, je třeba pro dostatečné proběhnutí úvodní reakce výchozí zinečnaté sloučeniny s kyselinou fosforečnou, to je neutralizační reakce při použití hydroxidu zinečnatého či zejména pak rozkladné reakce uhličitanu zinečnatého při jeho použití, neboť uvolňovaný oxid uhličitý a jím způsobené kypění směsi by vlastní kalcinaci komplikovaly. Zahřívání směsi rychlostí menší než 20 °C/min se volí proto, aby jednotlivé dehydratační a kondenzační reakce postupně probíhající ve směsi mohly při teplotách (nebo v jejich blízkosti), při kterých k nim dochází, proběhnout co nejpomaleji a tím s co nejvyšším výtěžkem. Jinak by docházelo k nežádoucímu štěpení meziproduktů za uvolňování fosforečné složky, jež by pak kondenzovala samostatně na polyfosforečné kyseliny a tím znečišťovala hlavní produkt a snižovala jeho výtěžek. Při volbě velmi nízké rychlosti záhřevu je třeba počítat s neúměrným prodloužením doby přípravy produktů a tím i určité zvýšení materiálových a energetických nároků. Navíc bude v tomto případě i obtížnější udržovat v prostoru kalcinované směsi dostatečnou tenzi vodní páry a tím zabraňovat možnému štěpení meziproduktů. Spodní nutná hranice teploty kalcinace (220°C) je dána teplotou pozvolného vzniku prvních částeček cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého. Horní hranice teplotní oblasti kalcinace (800°Cj souvisí s tepelnou stabilitou cyklo-tetrafosforečnanu, který při této teplotě taje za rozpadu tetrafosforečnanových cyklů a jejich přechodu na vyšší lineární fosforečnany. Výhodná teplota kalcinace v rozmezí 300 až 500 °C je dána tím, že Cyklo-tetrafosforečnan vzniká při teplotě nad 300 °C již dostatečnou rychlostí a zprvu se tvořící amorfní produkt přechází na mikrokrystajky, ' jež jsou z hlediska uvažovaného použití, jeho nejvhodnější formou. Do horní hranice této výhodné teplotní oblasti [500°CJ pak ještě nevzniká nebezpečí z možného přechodu cyklo-tetrafosforečnanových mikrokrystalků z tzv. nízkoteplotní modifikace, která je pro uvažované praktické použití výhodnější, na tzv. modifikace vysokoteplotní. Udržování tenze vodní páry v prostoru kalcinované směsi vyšší než 20 kPa je nutné pro zabránění vzniku nežádoucích kondenzačních vedlejších produktů a zabránění odštěpování a samostatné kondenzace fosforečné složky. Přítomná vodní pára jednotlivé kondenzační reakce poněkud zpomaluje, umožňuje jejich kvantitativnější průběh a zabraňuje také vzniku nežádoucí neporézní krusty na povrchu částeček kalcinované směsi, která by bránila kvantitativnímu průběhu dehydratačních reakcí. Výhodné je udržovat tenzi vodní páry nad 60 kPa, kdy je její působení v uvedeném směru dostatečné. Horní hranice pro výhodnou tenzi páry v prostoru kalcinované směsi — 100 kPa je dána především nutností zvýšených konstrukčních, materiálových i energetických nároků na kalcinační zařízení a vedení kalcinace, při použití vyšších tlaků, než je tlak atmosférický. Navíc zvýšené brzdění kondenzačních a dehydratačních reakcí v důsledku tenze vodní páry nad 100 kPa by opět neúměrně prodlužovalo dobu přípravy produktu.
Podstata způsobu podle vynálezu dále spočívá v tom, že se na produkt po kalcinaci působí kyselinou chlorovodíkovou, sírovou, dusičnou nebo fosforečnou. Tato operace se provádí jako ev. vyčištění získaného produktu při jeho potřebě ve zcela čisté podobě, například pro analytické či preparativní účely. Působením uvedených kyselin se odstraní všechny nežádoucí vedlejší produkty i ev. zbytky výchozí směsi, které tak přejdou do roztoku. Cyklo-tetrafosforečnan dizinečnatý působení těchto kyselin odolává a je tak po loužení kyselinami a po promytí vodou a usušení ve zcela čisté podobě. Jestliže se cyklo-tetrafosforečnan dizinečnatý připravuje pro použití k pigmentářským účelům či jako mikroprvkové hnojivo a zejména jestli se připravoval za podmínek podle vynálezu uvedených jako s výhodou, není třeba toto čištění provádět.
Způsob umožňuje přípravu cyklo-tetrafosrforečnanu dizinečnatého za technologicky schůdných podmínek, s dostatečnou výtěžností a s dostatečnou čistotou produktu. Dovoluje použití i méně kvalitních surovin — zředěné a méně čisté kyseliny fosforečné i méně čisté zinečnaté sloučeniny. Za podmínek přípravy produktu podle vynálezu označených v předmětu vynálezu jako výhodné, lze připravit prakticky čistý cyklo-tetrafosforečnan dizinečnatý. V případě získání méně čistého produktu jej lze způsobem podle vynálezu vyčistit.
Příklad 1
100 g oxidu zinečnatého (s obsahem 79 % Znj bylo smícháno s 278,6 g kyseliny fosforečné koncentrace 85 hmot. % H3PO4 a po 1 hodině ponechání v klidu byla směs zahřívána rychlostí 5 °C/min na teplotu 500 °C s výdrží 3 hodiny na této teplotě. Tenze páry v prostoru kalcinované směsi byla udržována 70 až 85 kPa. Produkt po kalcinaci obsahoval více než 95 % cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého. Loužením za horka kyselinou chlorovodíkovou koncentrace 15 hmot. % HC1, promytím vodou a usušením při 100 °C bylo získáno 235,5 g čistého cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého.
Příklad 2
100 g uhličitanu zinečnatého (s obsahem 51 % Znj bylo smícháno s 235,2 g kyseliny fosforečné koncentrace 65 hmot. % H3PO4 a ponecháno v klidu 2 hodiny. Poté byla směs zahřívána rychlostí 3 °C/min na teplotu 450 °C s výdrží 4 hodin na této teplotě. Tenze vodní páry v prostoru kalcinované směsi byla udržována 80 až 95 kPa. Produkt obsahoval více než 97 % cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého.
Příklad 3
100 g kalů odpadního hydroxidu zinečnatého s obsahem 15 % Zn bylo smícháno se 120 g odpadní kyseliny fosforečné s obsahem 40 hmot. % H3PO4 a po 30 minutách stání byla směs zahřívána rychlostí l°C/min na teplotu 350 °C, s výdrží 2 hodiny na této teplotě. Tenze vodní páry byla v prostoru kalcinované směsi udržována na 30 až 40 kPa. Produkt obsahoval 85 % cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého a byl dále za horka loužen kyselinou sírovou 10 % hmot. koncentrace, promyt vodou a sušen při 200 stupňů Celsia. Bylo získáno 41,3 g čistého cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého.

Claims (2)

  1. PREDMET
    1. Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého kalcinací oxidu nebo hydroxidu nebo uhličitanu nebo jejich směsi spolu s kyselinou fosforečnou vyznačující se tím, že molární poměr fosforečnanových aniontů k zinečnatým kationtům se udržuje 1,9 až 2,25 :1, s výhodou 2,0 až 2,05 : 1 a na zinečnatou sloučeninu se působí kyselinou fosforečnou, hmotnostní koncentrace 30 až 90 °/o, s výhodou 65 až 80 % hmot. koncentrace, získaná směs obsahující zinečnaté a fosforečnanové ionty se ponechá před kalvynAlezu cinací v klidu nejméně 30 minut a poté se začne zahřívat rychlostí menší než 20 °C/ /min, s výhodou rychlostí 2 až 5 °C/min na teplotu 220 až 800 °C, s výhodou na teplotu 300 až 500 °C, přičemž v prostoru kalcinované směsi se udržuje tenze vodní páry vyšší než 20 kPa, s výhodou 60 až 100 kPa.
  2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se na produkt po kalcinaci působí kyselinou chlorovodíkovou, sírovou, dusičnou nebo fosforečnou.
CS851788A 1984-07-27 1984-07-27 Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého CS245829B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS851788A CS245829B1 (cs) 1984-07-27 1984-07-27 Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS851788A CS245829B1 (cs) 1984-07-27 1984-07-27 Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS178885A1 CS178885A1 (en) 1985-11-13
CS245829B1 true CS245829B1 (cs) 1986-10-16

Family

ID=5353153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS851788A CS245829B1 (cs) 1984-07-27 1984-07-27 Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS245829B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS178885A1 (en) 1985-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3920796A (en) Method of preparing purified phosphates from impure phosphoric acid
CS245829B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého
US2857245A (en) Method for the production of dicalcium phosphate
HU176544B (en) Process for preparing ignited phosphate fertilizers containing alkali
US4725369A (en) Process for the preparation of substantially crystalline calcium sodium metaphosphate
CS256885B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikademnatého
CS256245B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého
US3086844A (en) Process for the manufacture of neutralization products from phosphoric acid and sodium carbonate
CS256244B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého
CS257739B1 (cs) Způsob přípravy kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s molárním pomérem P2O5/CaO rovným jedné
CS256243B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého
CA1110823A (en) Process for manufacture of phosphoric acid and phosphorus pentafluoride
CS256246B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dimědnatého
CS257199B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu diželeznatého
CS257743B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů zinečnato-vápenatých
CS257443B1 (cs) Způsob přípravy oyklo-tetrafosforešnanu dihořečnatáho
CS257746B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kobaltnato-vápenatých
US4997634A (en) Preparation of medium density, fast-dissolving, tetrasodium pyrophosphate
US4714600A (en) Process for production of phosphoric acid from dry matrix by SO3 treatment and extraction
CS274189B1 (en) Method of cobalt-zinc double cyclo-tetraphosphates preparation
CS264248B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých
CS257747B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-vápenatých
CS266785B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kobaltnato-hořečnatých
CS266695B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých
CS258274B1 (cs) Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého