CS256243B1 - Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého - Google Patents

Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého Download PDF

Info

Publication number
CS256243B1
CS256243B1 CS869225A CS922586A CS256243B1 CS 256243 B1 CS256243 B1 CS 256243B1 CS 869225 A CS869225 A CS 869225A CS 922586 A CS922586 A CS 922586A CS 256243 B1 CS256243 B1 CS 256243B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
mixture
cobalt
preparation
phosphoric acid
calcination
Prior art date
Application number
CS869225A
Other languages
English (en)
Other versions
CS922586A1 (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 CS869225A priority Critical patent/CS256243B1/cs
Publication of CS922586A1 publication Critical patent/CS922586A1/cs
Publication of CS256243B1 publication Critical patent/CS256243B1/cs

Links

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Způsob spočívá v kalcinaci směsi kobaltnaté sloučeniny (oxidu, hydroxidu, uhličitanu, hydroxid-uhličitanu) s kyselinou fosforečnou (v molárním poměru P/Co ve směsi 1,95 až 2,45:1), rychlostí menší než 30 °C/min na teplotu 230 až 1 060 °C, přičemž v prostoru kalcinované směsi se udržuje tenze vodní páry vyšší než 10 kPa. Způsob se může uplatnit ve fosforečnanové technologii a vzhledem k možnému použití produktu také v pigmentářském průmyslu při přípravách antikorozních nátěrových hmot, dále při přípravách naglazurovaných barev v keramickém průmyslu a v agrochemii při přípravě mikroprvkových hnojiv.

Description

Vynález se týká přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého. Cyklo-tetrafosforečnan dikobaltnatý {c-Co^P^O^2) je látkou vyznačující se vysokou termickou a chemickou stabilitou s možným použitím jako antikorozní intenzívně modrofialový pigment do nátěrových hmot, nebo jako naglazurová barva v keramice, čí jako míkroprvkové hnojivo. Dosavadní údaje o jeho termické přípravě vycházejí především ze způsobu kalcinace dihydrátu dihydrogenfosforečnanu kobaltnatého, kdy lze za určitých podmínek kalcinace, dosud však přesněji nespecifikovaných, získat produkt obsahující c-Co2P 4°12- Takovýto způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého však vyžaduje použití výchozího fosforečnanu v čisté podobě. Tato nutnost je přitom velkou nevýhodou, neboř výchozí dihydrogenfosforečnan není běžně dostupnou chemikálií a jeho příprava v čisté podobě je surovinově náročnou (čisté suroviny, použití kyseliny fosforečné ve výrazném přebytku, její velký odpad) a navíc z časového hlediska dlouhodobou operací.
S technologickým využitím dihydrogenfosforečnanu kobaltnatého k přípravě cyklotetrafosforečnanu kobaltnatého proto nelze z uvedených důvodů počítat. Existuje však technologicky schůdnější možnost termické přípravy cyklo-tetrafosforečnanu ze směsi sloučeniny kobaltnaté s těkavým aniontem a kyseliny fosforečné nebo fosforečnanů amonných. Dosavadní údaje o podmínkách této přípravy jsou opět neúplné; vždy však údajně vzniká směs kondenzovaných fosforečnanů, přičemž jedním z produktů je i cyklo-tetrafosforečnan dikobaltnatý. Vedle něho vznikají difosforečnany, vyšší lineární fosforečnany kobaltnaté a samostatnou kondenzací fosforečné složky také vznikají polyfosforečné kyseliny. Tyto kyseliny způsobují snížení obsahu fosforečných aniontů, které by jinak mohly zkondenzovat na kobaltnaté produkty; toto snížení je pak kompenzováno zůstatkem nezreagovaného oxidu kobaltnatého z výchozí kobaltnaté suroviny, jako další nečistoty. Příprava čistého cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého, nebo produktu s jeho vysokým obsahem, není proto způsoby podle dosavadních údajů možná.
Tyto nedostatky odstraňuje způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého podle vynálezu, jehož podstata spočívá v kalcinaci oxidu nebo hydroxidu nebo uhličitanu nebo hydroxid-uhličitanu kobaltnatého nebo jejich směsi spolu s kyselinou fosforečnou, vyznačující se tím, že molární poměr fosforečnanových aniontů ke kobaltnatým kationtům je 1,95 až 2,45:1 s výhodou 2 až 2,05:1, přičemž na kobaltnatou sloučeninu se působí kyselinou fosforečnou s výhodou hmotnostní koncentrace 50 až 70 %. Získaná směs se s výhodou ponechá před kalcinaci v klidu nejméně 3 h a pak se začne zahřívat rychlostí menší než 30 °C/min s výhodou rychlosti 2 až 5 °C/min na teplotu 230 až 1 060 °C s výhodou na teplotu 295 až 700 °C, přičemž v prostoru kalcinované směsi se tenze vodní páry udržuje vyšší než 10 kPa s výhodou 60 až 100 kPa. Pro přípravu cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého ze zcela čistých surovin by byl nejvhodnější molární poměr fosforečnanových a kobaltnatých iontů přesně podle stechiometrie rovný 2:1.
Podle čistoty použité kyseliny fosforečné (obsahu iontů kovů v ní) a podle čistoty kobaltnaté suroviny (příměsí kovů) je třeba poměr upravit v uvedeném rozsahu 1,95 až 2,45:1, přičemž výhodnější je, je-li fosforečnanových aniontů malý přebytek (2 až 2,05:1) než naopak jejich výraznější nedostatek oproti stechniometrii.
Koncentrace kyseliny fosforečné je z hlediska řízení kondenzačních reakcí a tím i výtěžku a čistoty produktu výhodnější nižší; tato nižší koncentrace způsobuje však zase zvýšení energetických nároků na odpaření přebytečné vody a zvětšuje objem výchozí směsi, jež navíc má charakter řídké suspenze. Její kalcinace potom přináší technické problémy, oproti kalcinaci směsi menšího objemu, která by byla v podobě tuhé či pastovité, jež vzniká, je-li použita kyselina fosforečná koncentrace v uvedeném výhodném rozsahu 50 až 70 hmot. %. Ponechání směsi, obsahující fosforečnanové a kobaltnaté ionty, přéd kalcinaci alespoň 3 h v klidu, je výhodné pro dostatečné proběhnutí úvodní reakce výchozí kobaltnaté sloučeniny s kyselinou fosforečnou; to je neutralizační reakce při použiti hydroxidu kobaltnatého, či zejména pak neutralizačně rozkladné reakce hydroxid-uhličitanu a rozkladné reakce uhličitanu kobaltnatého při jejich použití, nebot uvolňovaný oxid uhličitý a jím způsobené kypění směsi by vlastní kalcinaci komplikovaly. Zahřívání směsi rychlostí menší než 30 °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 kyseliny a tím znečišřovala hlavní produkt a snižovala jeho výtěžek.
Při volbě velmi nízké rychlosti záhřevu je zase třeba počítat s neúměrným prodloužením doby přípravy produktu a tím 1 určité zvýšeni 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 (230 °C) je dána teplotou pozvolného vzniku prvních částeček cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého. Horní hranice teplotní oblasti kalcinace (1 060 °C) 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 295 až 700 °C je dána tím, že cyklo-tetrafosforečnan vzniká při teplotě nad 295 °C již dostatečnou rychlostí a zprvu se tvořící amorfní produkt přechází na mikrokrystalky, jež jsou z hlediska uvažovaného použití, jeho nejvhodnější formou. '·
Horní hranice této výhodné teplotní oblasti (700 °C) je pak dána tím, že při této teplotě již reakce vzniku cyklo-tetrafosforečnanu proběhly (pokud bylo použito výhodných rychlostí ohřevu) a to i při vyšších tenzích vodní páry v prostoru kalcinace. Udržování tenze vodní páry v prostoru kalcinované směsi vyšší než 10 kPa je nutné pro zabránění vzniku nežádoucích vedlejších kondenzačních 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 dehydratačníoh 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 a energetických nároků na kalcinační zařízení a vedení kalcinace, při použití vyšších tlaků než je tlak atmosférický. Navíc zvýšené brzděni 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 s výhodou hmotnostní koncentrace 1 až 15 S. Tato operace se provádí jako ev. vyčištění získaného produktu při jeho potřebě ve zcela čisté podobě, např. 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 dikobaltnatý působení těchto kyselin odolává a je tak po loužení kyselinou a po promyti vodou a usušení ve zcela čisté podobě. Jestliže se cyklo-tetrafosforečnan dikobaltnatý 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-tetrafosforečnanu dikobaltnatého 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 kobaltnaté sloučeniny. Za podmínek přípravy produktu podle vynálezu označených v předmětu vynálezu jako výhodné, lze připravit prakticky čistý cyklo-tetrafosforečnan dikobaltnatý. V případě získání méně čistého produktu jej lze způsobem podle vynálezu vyčistit.
Příklad 1
100 g uhličitanu kobaltnatého (s obsahem 49 % Co) bylo smícháno s 332 g kyseliny fosforečné koncentrace 50 hmot. % H^PO^ a ponecháno v klidu 5 h. Poté byla směs zahřívána rychlostí 3 °C/min na teplotu 450 °C s výdrží 3 h na této teplotě. Tenze vodní páry v prostoru kalcinované směsi byla udržována 80 až 95 kPa. Bylo získáno 183 g produktu, který obsahoval více než 98 % cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého.
Příklad 2
100 g hydroxid-uhličitanu kobaltnatého (s obsahem 57 % Co) bylo smícháno s 298 g kyseliny fosforečné koncentrace 65 hmot. í HjPO^ a po 4 h ponechání v klidu byla směs zahřívána rych-1· lostí 5 °C/min na teplotu 500 °C s výdrží 3 h na této teplotě. Tenze páry v prostoru kalcinované směsi byla udržována 70 až 85 kPa. Produkt po kalcinaci obsahoval více než 96 % cyklotetrafosforečnanu dikobaltnatého. Loužením za horka kyselinou chlorovodíkovou koncentrace 10 hmot. % HC1, promytím vodou a usušením při 150 °C bylo získáno 201 g čistého cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého.
Přiklad 3
100 g kaše odpadního hydroxidu kobaltnatého s obsahem 28 % Co bylo smícháno se 236 g odpadní kyseliny fosforečné s obsahem 40 hmot. % H^PO^ a směs byla zahřívána rychlostí 1 °C/min na teplotu 330 °C, s výdrží 4 h na této teplotě. Tenze vodní páry byla v prostoru kaloinované směsi udržována na 50 až 60 kPa. Produkt obsahoval 90 % cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého a byl dále za horka loužen kyselinou sírovou 15 % hmot. koncentrace, promyt vodou a sušen při 200 °C. Bylo získáno 92 g čistého cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého.

Claims (2)

  1. předmEt vynálezu
    1. Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého kalcinaci oxidu nebo hydroxidu nebo uhličitanu nebo hydroxid-uhličitanu kobaltnatého nebo jejich směsi spolu s kyselinou fosforečnou vyznačující se tím, že molární poměr fosforečnanových aniontů ke kobaltnatým kationtům je 1,95 až 2,45:1 s výhodou 2 až 2,05:1 a na kobaltnatou sloučeninu se působí kyselinou fosforečnou, s výhodou hmotnostní koncentrace 50 až 70 %, přičemž získaná směs,obsahující kobaltnaté a fosforečnanové ionty se s výhodou ponechá před kalcinaci v klidu alespoň
    3 h a poté se začne zahřívat rychlostí menší než 30 °C/min, s výltodou rychlostí 2 až 5 °C/min, na teplotu 230 až 1 060 °C, s výhodou na teplotu 295 až 700 °C, přičemž v prostoru kaloinované směsi je tenze vodní páry vyšší než 10 kPa, s výhodou 60 až 100 kPa. 2
  2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se na produkt po kalcinaci působí kyselinou chlorovodíkovou, sírovou, dusičnou nebo fosforečnou, s výhodou hmotnostní koncentrace
    1 až 15 %.
CS869225A 1986-12-11 1986-12-11 Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého CS256243B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS869225A CS256243B1 (cs) 1986-12-11 1986-12-11 Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS869225A CS256243B1 (cs) 1986-12-11 1986-12-11 Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS922586A1 CS922586A1 (en) 1987-08-13
CS256243B1 true CS256243B1 (cs) 1988-04-15

Family

ID=5443372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS869225A CS256243B1 (cs) 1986-12-11 1986-12-11 Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS256243B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS922586A1 (en) 1987-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS256243B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého
US3140152A (en) Process for preparing and recovering of substantially anhydrous hydrogen fluoride gas from a dry alkali metal bifluoride
HU176544B (en) Process for preparing ignited phosphate fertilizers containing alkali
CS256245B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého
US3338673A (en) Recovery of substantially anhydrous hydrogen fluoride from an impure aqueous ammonium fluoride solution
CS256244B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého
CS256885B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikademnatého
CS245829B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého
CS257739B1 (cs) Způsob přípravy kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s molárním pomérem P2O5/CaO rovným jedné
CS256246B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dimědnatého
CS257443B1 (cs) Způsob přípravy oyklo-tetrafosforešnanu dihořečnatáho
US4997634A (en) Preparation of medium density, fast-dissolving, tetrasodium pyrophosphate
CS257746B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kobaltnato-vápenatých
CS266785B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kobaltnato-hořečnatých
CS264248B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých
CS257199B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu diželeznatého
CS274189B1 (en) Method of cobalt-zinc double cyclo-tetraphosphates preparation
CS257743B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů zinečnato-vápenatých
CS267050B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-nikelnatých
CS257744B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého
CS274191B1 (en) Method of zinc-nickel double cyclo-tetraphosphates preparation
CS266450B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-hořecnatých
CS258274B1 (cs) Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého
US3205035A (en) Process for producing high purity beryllium fluoride
CS258276B1 (cs) Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dihořečnatóho