CS256244B1 - Method of dimanganese cyclotetraphosphate preparation - Google Patents
Method of dimanganese cyclotetraphosphate preparation Download PDFInfo
- Publication number
- CS256244B1 CS256244B1 CS869226A CS922686A CS256244B1 CS 256244 B1 CS256244 B1 CS 256244B1 CS 869226 A CS869226 A CS 869226A CS 922686 A CS922686 A CS 922686A CS 256244 B1 CS256244 B1 CS 256244B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- manganese
- preparation
- phosphoric acid
- kpa
- mixture
- Prior art date
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- GIXFALHDORQSOQ-UHFFFAOYSA-J 2,4,6,8-tetraoxido-1,3,5,7,2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5},8$l^{5}-tetraoxatetraphosphocane 2,4,6,8-tetraoxide Chemical compound [O-]P1(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])(=O)O1 GIXFALHDORQSOQ-UHFFFAOYSA-J 0.000 title claims abstract description 11
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 13
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- -1 phosphate anions Chemical class 0.000 claims description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract 1
- 230000019612 pigmentation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 229940111685 dibasic potassium phosphate Drugs 0.000 description 2
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 2
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 229940093474 manganese carbonate Drugs 0.000 description 2
- 235000006748 manganese carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 description 2
- IPJKJLXEVHOKSE-UHFFFAOYSA-L manganese dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mn+2] IPJKJLXEVHOKSE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L manganese(ii) carbonate Chemical compound [Mn+2].[O-]C([O-])=O XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 1
- ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N ammonium phosphates Chemical class [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])([O-])=O ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 1
- NAAXGLXYRDSIRS-UHFFFAOYSA-L dihydrogen phosphate;manganese(2+) Chemical compound [Mn+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O NAAXGLXYRDSIRS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M dihydrogenphosphate Chemical compound OP(O)([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical group [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L hydron;manganese(2+);phosphate Chemical compound [Mn+2].OP([O-])([O-])=O CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- BECVLEVEVXAFSH-UHFFFAOYSA-K manganese(3+);phosphate Chemical class [Mn+3].[O-]P([O-])([O-])=O BECVLEVEVXAFSH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Řešení se týká chemie speciálních anorganických látek a řeší způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dimaganatého. Způsob spočívá v kalcinaci směsi magnaté sloučeniny (oxidu, hydroxidu, uhličitanu) s kyselinou fosforečnou (s molárním poměrem P/Mn ve směsi 1,9 až 2,35 : 1), rychlostí menší než 30 °C/min na teplotu 240 až 950 °C, přičemž v prostoru kalcinované směsi se udržuje tenze vodní páry vyšší než 10 kPa. Řešení se může uplatnit ve fosforečnanové technologii a vzhledem k možnému použití produktu také v pigmentářském průmyslu při přípravkách antikorozních nátěrových hmot a v agrochemii při přípravě mikroprvkových hnojiv.The solution concerns special chemistry inorganic substances and solves the method of preparation dimaganate cyclo-tetraphosphate. The method involves calcining the magnesium mixture compounds (oxide, hydroxide, carbonate) phosphoric acid (molar with a P / Mn ratio of 1.9 to 2.35: 1), less than 30 ° C / min to temperature 240 to 950 ° C, calcined in space the vapor pressure is maintained higher than 10 kPa. The solution can be applied in phosphate technology and appearance also possible to use the product in pigmentation industry in anticorrosive products paints and agrochemistry in the preparation of microelement fertilizers.
Description
Vynález se týká přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého. Cyklo-tetrafosforečnan dimanganatý Je termicky a chemicky velmi stabilní látkou s možným použitím jako antikorozní pigment do nátěrových hmot či jako mikroprvkové hnojivo. Dosavadní údaje o jeho termické přípravě vycházejí především ze způsobu kalcinace dihydrátu dihydrogen* fosforečnanu manganatého, kdy lze za určitých podmínek kalcinace, dosud však přesněji nespecifikovaných, získat produkt obsahující c-M^P^O.^· Tento způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého však vyžaduje použití výchozího fosforečnanu v čisté podobě.The present invention relates to the preparation of dibasic cyclohexaphosphate. Cyclo-tetraphosphate dimanganatý J e thermally and chemically very stable substance having potential use as an anti-corrosion pigment for paints or trace elements such as fertilizer. To date, its thermal preparation is based primarily on a method of calcination of manganese phosphate dihydrogen * dihydrate, where a product containing cM ^ P ^ O may be obtained under certain calcination conditions, but not yet specifically specified. ^ This process, however, requires of the starting phosphate in pure form.
Získání výchozího dihydrogenfosforečnanu je však náročnou operací a vyžaduje kvalitní výchozí suroviny. S technologickým využitím dihydrogenfosforečnanu manganatého k přípravě cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého proto nelze z uvedených důvodů počítat. Existuje však technologicky schůdnější možnost termické přípravy cyklo-tetrafosforečnanu ze *směsi sloučeniny manganaté s těkavým aniontem a kyseliny fosforečné nebo fosforečnanů amonných.However, obtaining the starting dihydrogen phosphate is a demanding operation and requires quality starting materials. Technological use of manganese dihydrogen phosphate for the preparation of di-manganese cyclo-tetraphosphate cannot therefore be envisaged. However, there is a more technologically feasible possibility of thermally preparing cyclo-tetraphosphate from a mixture of a manganese compound with a volatile anion and phosphoric acid or ammonium phosphates.
Dosavadní údaje o podmínkách této přípravy jsou opět neúplné; vždy však údajně vzniká směs kondenzovaných fosforečnanů, přičemž jedním z produktů je i cyklo-tetrafosforečnan dimanganatý. Vedle něho vznikají difosforečnany, vyšší lineární fosforečnany manganaté a samostatnou kondenzací fosforečné složky také vznikají pólyfosforečné kyseliny. Tyto kyseliny způsobují snížení obsahu fosforečných aniontů, které by jinak mohly zkondenzovat na manganaté produkty ? toto snížení je pak kompenzováno zůstatkem nezreagovaného oxidu manganatého z výchozí manganaté suroviny, jako další nečistoty. Příprava čistého cyklotetrafosforečnanu dimanganatého, nebo produktu s jeho vysokým obsahem, není proto způsoby podle dosavadních údajů možná.The existing data on the conditions of this preparation are again incomplete; however, it is always said that a mixture of condensed phosphates is formed, one of which is dimethanate cyclotetrophosphate. In addition, pyrophosphates, higher linear manganese phosphates are formed and, by separate condensation of the phosphorus component, polyphosphoric acids are also formed. Do these acids reduce the content of phosphorus anions that could otherwise condense to manganese products? this reduction is then compensated by the remaining unreacted manganese oxide from the starting manganese feedstock, as additional impurities. The preparation of pure dibasic potassium cyclotetaphosphate, or a product with a high content thereof, is therefore not possible according to the prior art methods.
Tyto nedostatky odstraňuje způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého podle vynálezu, jehož podstata spočívá v kalcinaci oxidu nebo hydroxidu nebo uhličitanu manganatého nebo jejich směs spolu s kyselinou fosforečnou, vyznačující se tím, že molární poměr fosforečnanových aniontů k manganatým kationtům je 1,9 až 2,35:1 s výhodou 1,98 až 2,05:1, přičemž na manganatou sloučeninu se působí kyselinou fosforečnou s výhodou hmotnostní koncentrace 45 až 80%.These drawbacks are overcome by the process for the preparation of dimanganate cyclotaphosphate according to the invention, which comprises calcining manganese oxide or hydroxide or carbonate or a mixture thereof together with phosphoric acid, characterized in that the molar ratio of phosphate anions to manganese cations is 1.9 to 2, 35: 1, preferably 1.98 to 2.05: 1, wherein the manganese compound is treated with phosphoric acid, preferably a weight concentration of 45 to 80%.
2ískaná směs se s výhodou ponechá před kalcinaci v klidu nejméně 30 min a pak se začne zahřívat rychlostí menší než 30 °C/min s výhodou rychlostí 2 až 5 °C/min na teplotu 240 až 950 °C s výhodou na teplotu 300 až 600 °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 dimanganatého ze zcela čistých surovin by byl nejvhodnější molární poměr fosforečnanových a manganatých iontů přesně podle stechiometrie rovný 2:1.Preferably, the mixture is left to stand for at least 30 minutes prior to calcination and is then heated at a rate of less than 30 ° C / min, preferably at 2 to 5 ° C / min to 240 to 950 ° C, preferably 300 to 600 The water vapor pressure in the space of the calcined mixture is maintained above 10 kPa, preferably 60 to 100 kPa. For the preparation of di-manganese cyclo-tetraphosphate from completely pure raw materials, a molar ratio of phosphate and manganese ions would be exactly 2: 1 by exact stoichiometry.
Podle čistoty použité kyseliny fosforečné (obsahu iontů kovů v ní) a podle čistoty manganaté suroviny (příměsí kovů) je třeba upravit v uvedeném rozsahu 1,9 až 2,35:1, přičemž výhodnější je, je-li fosforečnanových aniontů malý přebytek (2 až 2,05:1) než naopak jejich nedostatek oproti stechiometrii. Koncentrace kyseliny fosforečné je z hlediska řízení kondenzačních reakcí a tím i výtěžku a čistoty produktu výhodnější nižší; tato nižší koncentrace výchozí kyseliny však zase způsobuje 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 v podobě tuhé či pastovité, jež vzniká, je-li použita kyselina fosforečná koncentrace v uvedeném výhodném rozsahu 45 až 80 hmot. %.Depending on the purity of the phosphoric acid used (the content of the metal ions therein) and the purity of the manganese raw material (the metal admixtures), it is necessary to adjust it in the range 1.9 to 2.35: 1, more preferably a small excess of phosphate anions (2 to 2.05: 1) than their lack of stoichiometry. The concentration of phosphoric acid is lower in terms of control of the condensation reactions and hence the yield and purity of the product; however, this lower concentration of starting acid causes an increase in the energy demand for evaporating excess water and increases the volume of the starting mixture, which in addition has the character of a thin suspension. when phosphoric acid is used, a concentration in the preferred range of 45 to 80 wt. %.
Jak je uvedeno výše, výchozí směs se dále zpracovává tak, že se s výhodou ponechá před kalcinaci v klidu nejméně 30 min a poté se začne zahřívat rychlostí menší než 30 °C/min s výhodou rychlostí 2 až 5 °C/min na teplotu 240 až 950 °C s výhodou na teplotu 300 až 600 °C, přičemž v prostoru kalcinované směsi je tenze páry vyšší než 10 kPa s výhodou 60 až 100 kPa. Ponechání směsi, obsahující fosforečnanové a manganaté ionty, před kalcinaci alespoň 30 min v klidu, je výhodné pro dostatečné proběhnutí úvodní reakce výchozí manganaté sloučeniny s kyselinou fosforečnou? to je neutralizační reakce při použití hydroxidu manganatého, či zejména pak rozkladné reakce uhličitanu manganatého při jeho použití, nebot uvolňovaný oxid uhličitý a jím způsobená kypění směsí 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 složky, jež by pak kondenzovala samostatně na polyfosforečné kyseliny a tím znečištovala hlavní produkt a snižovala jeho výtěžek. Při volbě velmi nízké rychlosti záhřevu je zase třeba počítat s neúměrným prodloužením doby přípravy produktu a tím i určité zvýšení materiálových a energe- . tických nároků.As mentioned above, the starting mixture is further processed such that it is preferably allowed to stand for at least 30 min before calcination and then is started to heat at less than 30 ° C / min, preferably at 2 to 5 ° C / min to 240 to 950 ° C, preferably to a temperature of 300 to 600 ° C, wherein in the space of the calcined mixture the vapor pressure is higher than 10 kPa, preferably 60 to 100 kPa. Leaving the mixture containing phosphate and manganese ions to stand still for at least 30 minutes prior to calcination is advantageous for the initial reaction of the starting manganese compound with phosphoric acid to proceed sufficiently. this is a neutralization reaction using manganese hydroxide, or in particular the decomposition reaction of manganese carbonate in use, since the carbon dioxide released and the brewing of the mixtures caused by it would complicate the calcination itself. The heating of the mixture at a rate of less than 30 ° C / min is selected so that the individual dehydration and condensation reactions successively taking place in the mixture can occur at (or near) the temperatures at which they occur as slowly as possible and thereby with the highest yield. Otherwise, unwanted cleavage of the intermediates would result in the release of the phosphorous component, which would then condense separately into polyphosphoric acids and thereby contaminate the main product and reduce its yield. When selecting a very low heating rate, it is necessary to count on a disproportionate increase in product preparation time and thus a certain increase in material and energy. claims.
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 (240 °C) je dána teplotou pozvolného vzniku prvních částeček cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého. Horní hranice teplotní oblasti kalcinace(950 °C) souvisí s tepelnou stabilitou cyklo-tetrafosforečnanu, který při této teplotě taje za rozpadu teťrafosforečnanových cyklů a jejich přechodu na vyšší lineární fosforečnany. Výhodná teplota* kalcinace v rozmezí 300 až 600 °C je dána tím, že cyklo-tetrafosforečnan vzniká při teplotě nad 300 °C již dostatečnou rychlostí a zprvu se tvořící amorfní produkt přechází na mikrokrystalky, jež jsou z hlediska uvažovaného použití, jeho nejvhodnější formou.In addition, it will be more difficult in this case to maintain sufficient water vapor pressure in the space of the calcined mixture and thereby prevent the possible breakdown of the intermediates. The lower limit of calcination temperature (240 ° C) is given by the temperature of the gradual formation of the first particles of dibasic cyclohexaphosphate. The upper limit of the calcination temperature range (950 ° C) is related to the thermal stability of the cyclo-tetraphosphate, which at this temperature melts with the decomposition of the pyrophosphate cycles and their transition to higher linear phosphates. A preferred calcination temperature in the range of 300 to 600 ° C is due to the fact that cyclo-tetraphosphate is already formed at a temperature above 300 ° C at a sufficient rate and the amorphous product initially formed is converted to the microcrystals which are most suitable for its intended use.
Horní hranice této výhodné teplotní oblasti (600 °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 dehydratačních reakcí.The upper limit of this preferred temperature range (600 ° C) is given by the fact that at this temperature the cyclotrophosphate formation reactions have already taken place (if advantageous heating rates have been used), even at higher water vapor pressures in the calcination space. Maintaining a water vapor pressure in the space of the calcined mixture greater than 10 kPa is necessary to prevent the formation of undesirable by-products of condensation and to prevent cleavage and separate condensation of the phosphorus component. The water vapor present slows down the condensation reactions somewhat, allows them to be more quantitative and also prevents the formation of undesired non-porous crusts on the surface of the calcined mixture particles, which would prevent the quantitative course of the dehydration reactions.
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.It is advantageous to maintain the water vapor pressure above 60 kPa, when its action is sufficient in said direction. The upper limit for the advantageous vapor pressure in the space of the calcined mixture - 100 kPa - is given mainly by the necessity of increased constructional, material and energetic demands on the calcination plant and the calcination line, when using higher pressures than atmospheric pressure. Moreover, increased braking of the condensation and dehydration reactions due to a water vapor pressure above 100 kPa would again disproportionately prolong the product preparation time.
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 10 %. 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 dimanganatý působení těchto kyselin odolává a je tak po loužení kyselinami a po promytí vodou a sušení ve zcela čisté podobě. Jestliže se cyklo-tetrafosforečnan dimanganatý 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.Furthermore, the process according to the invention consists in treating the product after calcination with hydrochloric, sulfuric, nitric or phosphoric acid, preferably a concentration of 1 to 10% by weight. This operation is performed as ev. Purification of the obtained product in its pure form, eg for analytical or preparative purposes. The action of said acids removes all unwanted by-products and ev. residues of the starting mixture which thus pass into solution. Dimanganate cyclophosphate resists the action of these acids and is thus completely pure after leaching with acids and after washing with water and drying. If the di-manganese cyclo-tetraphosphate is prepared for use as a pigmentary fertilizer or as a micro-element fertilizer, and in particular if it has been prepared under the preferred conditions of the invention, such purification is not required.
Způsob Umožňuje přípravu cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého 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 manganaté sloučeniny. Za podmínek přípravy produktu podle vynálezu označených v předmětu vynálezu jako výhodné, lze připravit prakticky čistý cyklo-tetrafosforečnan dimanganatý. V případě získání méně čistého produktu jej lze způsobem podle vynálezu vyčistit.The method makes it possible to prepare dibasic cyclo-tetraphosphate under technologically feasible conditions, with a sufficient yield and with a sufficient purity of the product. It also allows the use of lower quality raw materials - diluted and less pure phosphoric acid and less pure manganese compounds. Under the conditions of preparation of the product of the invention indicated to be advantageous in the present invention, virtually pure dibasic potassium phosphate phosphate can be prepared. If less pure product is obtained, it can be purified according to the process of the invention.
Příklad 1Example 1
100 g uhličitanu manganatého (s obsahem 47 % Mn) bylo smícháno s 263 g kyseliny fosforečné koncentrace 65 hmot. % H^PO^ a ponecháno v klidu 2 h. Poté byla směs zahřívána rychlostí 3 °C/min na teplotu 450 °C s výdrží 4 h na této teplotě. Tenze vodní páry v prostoru kalcinované směsi byla udržována 80 až 95 kPa. Bylo získáno 185 g produktu, který obsahoval více než 97 % cyklo-tetrafosforečnanu diamanganatého.100 g of manganese carbonate (containing 47% Mn) were mixed with 263 g of 65 wt.% Phosphoric acid. The mixture was heated at 3 ° C / min to 450 ° C for 4 hours at this temperature. The water vapor pressure in the space of the calcined mixture was maintained at 80 to 95 kPa. 185 g of a product were obtained which contained more than 97% of diammonium cyclotetaphosphate.
Příklad 2Example 2
100 g oxidu manganatého (s obsahem 77 % Mn) bylo smícháno s 327 g kyseliny fosforečné koncentrace 85 hmot. % H3PO4 a po 1 h ponechání v klidu byla směs zahřívána rychlostí 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 % cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého. Loužením za horka kyselinou chlorovodíkovou koncentrace 5 hmot. % HC1, promytím vodou a usušením při 100 °C bylo získáno 286 g čistého cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého.100 g of manganese dioxide (containing 77% Mn) were mixed with 327 g of 85 wt.% Phosphoric acid. % H 3 PO 4, and after 1 h of standing, the mixture was heated at 5 ° C / min to 500 ° C and held at this temperature for 3 h. The vapor pressure in the space of the calcined mixture was maintained at 70 to 85 kPa. The product after calcination contained more than 96% of dibasic cyclohexaphosphate. By hot leaching hydrochloric acid concentration of 5 wt. % HCl, washing with water and drying at 100 ° C gave 286 g of pure dibasic potassium phosphate phosphate.
Příklad 3Example 3
100 g kaše odpadního hydroxidu manganatého s obsahem 33 % Mn bylo smícháno se 303 g odpadní kyseliny fosforečné s obsahem 40 hmot. % H3PO4 a sm^s byla zahřívána rychlostí 1 °C/min na teplotu 350 °C, s výdrží 2 h na této teplotě. Tenze vodní páry byla v prostoru kalcinované směsi udržována na 30 až 40 kPa. Produkt obsahoval 91 % cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého a byl dále za horka loužen kyselinou sírovou 10 % hmot. koncentrace, promyt vodou a sušen při 200 °C. Bylo získáno 116 g čistého cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého.100 g of waste manganese hydroxide slurry containing 33% Mn was mixed with 303 g of waste phosphoric acid containing 40 wt. % H 3 PO 4 and the mixture-was heated with a rate of 1 ° C / min to a temperature of 350 ° C, lasting for 2 hours at this temperature. The water vapor pressure was maintained at 30 to 40 kPa in the area of the calcined mixture. The product contained 91% of dibasic cyclohexaphosphate and was further leached with hot sulfuric acid at 10% by weight. Concentration, washed with water and dried at 200 ° C. 116 g of pure dibasic cyclohexaphosphate were obtained.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS869226A CS256244B1 (en) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | Method of dimanganese cyclotetraphosphate preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS869226A CS256244B1 (en) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | Method of dimanganese cyclotetraphosphate preparation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS922686A1 CS922686A1 (en) | 1987-08-13 |
| CS256244B1 true CS256244B1 (en) | 1988-04-15 |
Family
ID=5443378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS869226A CS256244B1 (en) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | Method of dimanganese cyclotetraphosphate preparation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS256244B1 (en) |
-
1986
- 1986-12-11 CS CS869226A patent/CS256244B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS922686A1 (en) | 1987-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3920796A (en) | Method of preparing purified phosphates from impure phosphoric acid | |
| US2504544A (en) | Process of manufacturing phosphoric acid | |
| CS256244B1 (en) | Method of dimanganese cyclotetraphosphate preparation | |
| US4154800A (en) | Process of producing phosphates and phosphoric acid | |
| US3243279A (en) | Ammonium phosphate solids derived from anhydrous liquid phosphoric acid | |
| CS256245B1 (en) | Method of dinickel cyclotetraphosphate preparation | |
| CS256243B1 (en) | Method of dicobalt cyclotetraphosphate preparation | |
| CS245829B1 (en) | Preparation method of cyclo-tetraphosphate dizincate | |
| CS256885B1 (en) | Method of dicadmium cyclo-tetraphosphate preparation | |
| CS257739B1 (en) | Method of fussed calcium phosphate preparation with molecular proportion of p205-cao equalling to one | |
| CS256246B1 (en) | Method of dicopper cyclotetraphosphate preparation | |
| CA1110823A (en) | Process for manufacture of phosphoric acid and phosphorus pentafluoride | |
| CS257199B1 (en) | Process for preparing ferrous cyclo-tetraphosphate | |
| CS257443B1 (en) | Method of dimagnesium cyclo-tetraphosphate preparation | |
| US3318660A (en) | Method of producing phosphates | |
| US4714600A (en) | Process for production of phosphoric acid from dry matrix by SO3 treatment and extraction | |
| US2601066A (en) | Preparation of alkali metal salts from alkali metal chlorides | |
| US4202867A (en) | Process for manufacture of phosphoric acid and phosphorus pentafluoride | |
| US2829031A (en) | Method of producing phosphorus oxychloride | |
| CS257746B1 (en) | Method of double cobalt-calcium cyclo-tetraphosphates preparation | |
| CS264248B1 (en) | Process for preparing double manganese-magnesium cyclo-tetraphosphates | |
| CS266785B1 (en) | Method of cobalt-magnesium double cyclo-tetraphosphates preparation | |
| CS257743B1 (en) | Method of double zinc-calcium cyclo-tetraphosphates preparation | |
| CS257747B1 (en) | Method of double manganous-calcium cyclo-tetraphosphates preparation | |
| CS266695B1 (en) | Method of cadmium-calcium double cyclo-tetraphosphates preparation |