CS257739B1 - Způsob přípravy kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s molárním pomérem P2O5/CaO rovným jedné - Google Patents

Způsob přípravy kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s molárním pomérem P2O5/CaO rovným jedné Download PDF

Info

Publication number
CS257739B1
CS257739B1 CS87187A CS18787A CS257739B1 CS 257739 B1 CS257739 B1 CS 257739B1 CS 87187 A CS87187 A CS 87187A CS 18787 A CS18787 A CS 18787A CS 257739 B1 CS257739 B1 CS 257739B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
calcium
mixture
calcination
phosphoric acid
product
Prior art date
Application number
CS87187A
Other languages
English (en)
Other versions
CS18787A1 (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 CS87187A priority Critical patent/CS257739B1/cs
Publication of CS18787A1 publication Critical patent/CS18787A1/cs
Publication of CS257739B1 publication Critical patent/CS257739B1/cs

Links

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Způsob spočívá v kalcinaci směsi vápenaté sloučeniny s kyselinou fosforeč­ nou, rychlostí menší než 30 °C/min na teplotu 300 až 900 °C, přičemž v prostoru kalcinované směsi se udržuje tenze vodní páry vyšší než 20 kPa. Řešení se může uplatnit vé fosforečnanové technologii a vzhledem k možnému použití produktu také v pigmentářském průmyslu při přípravách antikorozních nátěrových hmot a v agrochemii při přípravě hnojiv.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s molárním poměrem p2O5/CaO rovným jedné. Sumární vzorec této sloučeniny je CaíPOp^· Látka se vyznačuje termickou a chemickou stabilitou a může být použita jako antikorozní pigment čs. autorské osvědčení č. 247 844 do nátěrových hmot Či do různých vysokoteplotních materiálů, nebo jako hnojivo s dlouhodobou účinnosti. Dosavadní údaje o její termické přípravě vycházejí především ze způsobu kalcinace hydrátu dihydrogenfosforečnanu vápenatého, kdy lze za určitých podmínek kalcinace, dosud však přesněji nespecifikovaných, získat zmíněný produkt.
Takovýto způsob přípravy však vyžaduje použití výchozího fosforečnanu v čisté podobě, což je nevýhodou, neboť výchozí dihydrogenfosforečnan je třeba předem zdlouhavě připravovat.
S technologickým využitím dihydrogenfosforečnanu vápenatého k přípravě zmíněného kondenzovaného fosforečnanu vápenatého proto nelze z uvedených důvodů počítat. Existupje však technologicky schůdnější možnost jeho termické přípravy - ze směsi sloučeniny vápenaté s těkavým aniontem a kyseliny fosforečné. Dosavadní údaje o podmínkách této přípravy jsou opět neúplné, vždy však údajně vzniká směs kondenzovaných fosforečnanů? vznikají totiž jako vedlejší produkty difosforeČnany, vyšší lineární fosforečnany vápenaté a samostatnou kondenzací fosforečné složky pak také vznikají polyfosforečné kyseliny.
Tyto kyseliny způsobují snížení obsahu fosforečných aniontů, které by jinak mohly zkondenzovat na požadovaný vápenatý produkt, což je pak kompenzováno zůstatkem nezreagovaného oxidu vápenatého z výchozí vápenaté suroviny a zvýšeným vznikem difosforečnanu divápenatého jako nečistoty. Příprava čistého produkutu není proto způsoby podle dosavadních údajů zatím možná.
Tyto nedostatky odstraňuje způsob přípravy kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s molárním poměrem Ρ2θ5^3θ rovným jedné podle vynálezu, jehož podstata spočívá v kalcinaci oxidu nebo hydroxidu nebo uhličitanu vápenatého nebo jejich směsí spolu s kyselinou fosforečnou, vyznačující se tím, že poměr fosforečnanových aniontů k vápenatým kationtům je vyjádřený molárním poměrem p2O5/CaO rovným 0,99 až 1,1:1, s výhodou 1 až 1,02:1, přičemž na vápenatou sloučeninu se působí kyselinou fosforečnou, s výhodou hmotnostní koncentrace 60 až 85 %.
.Získaná směs se s výhodou ponechá před kalcinaci v klidu nejméně 30 minut a pak se začne zahřívat rychlostí menší než 30 °C/min, s výhodou rychlostí 2 až 5 °C/min na teplotu 300 až 900 °C, s výhodou na teplotu 375 áž 600 °C, přičemž v prostoru kalcinované směsi se tenze vodní páry udržuje vyšší než 20 kPa, s výhodou 80 až 100 kPa.
Při přípravě produktu ze zcela Čistých surovin by byl nejvhodnější molární poměr fosforečnanových a vápenatých iontů přesně odpovídající stechiometrii (tj. P2°5?/CaO = 1).
Podle čistoty použité kyseliny fosforečné (obsahu ióntů kovů v ní) a podle čistoty vápenaté suroviny (příměsi kovů) je třeba poměr upravit v uvedeném rozsahu 0,99 až 1,1:1, přičemž nejvýhodnější je, je-li fosforečnanových aniontů jen malý přebytek (P2O^/CaO laž 1,02:1). 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 60 až 85 hmot. %. Ponechání směsi, obsahující fosforečnanové a vápenaté ionty, před kalcinaci alespoň 30 min v klidu, je výhodné pro dostatečné proběhnutí úvodní reakce výchozí vápenaté sloučeniny s kyselinou fosforečnou; to je neutralizační reakce při použití hydroxidu vápenatého, či zejména pak rozkladné reakce uhličitanu vápenatého, neboť 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 pri teplotách (nebo v jejich blízkosti), při kterých k nim dochází, proběhnout co nejpomaleji, a tím s co nejvyšším výtěžkem.
Jinak by nastávalo nežádoucí 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 zase třeba počítat s neúměrným prodloužením doby přípravy produktu 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 (300 °C) je dána teplotou pozvolného vzniku prvních částeček produktu. Horní hranice teplotní oblasti kalcinace (900 °C) souvisí s termickou stabilitou kondenzovaného fosforečnanu vápenatého, který při této teplotě nekongruentnČ taje. Výhodná teplota kalcinace v rozmezí 375 až 600 °C je dána tím, že produkt vzniká při teplotě nad 375 °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 (600 °C) je pak dána tím, že při této teplotě již reakce vzniku produktu proběhly (pokud bylo použito - výhodných rychlostí ohřevu) a to i při vyšších tenzích vodní páry v prostoru kalcinace, takže další kalcinace je zbytečná.
Udržování tenze vodní páry v prostoru kalcinované směsi vyšší než 20 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 kvantitativ nímu průběhu dehydratačních reakcí. Výhodné je udržovat tenzi vodní páry nad 80 kPa, kdy je její působení v uvedeném poměru dostatečné. Horní hranice pro výhodnou tenzi vodní páry v prostoru kalcinované směsi - 100 kPa - je dána především tím, že při jejím event. překročení se výrazně zvyšují konstrukční, materiálové a energetické nároky 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, lže se na produkt po kalcinaci působí kyselinou chlorovodíkovou, sírovou, dusičnou nebofosforečnou, s výhodou hmotnostní koncentrace 0,5 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 prodkuty i ev. zbytky výchozí směsi, které tak přejdou do roztoku.
Kondenzovaný fosforečnan vápenatý s mol. poměrem P^O^/CaO rovným jedné působení těchto kyselin odolává a je tak po loužení kyselinami a po promytí vodou a usušení ve zcela čisté podobě. Jestliže se produkt připravuje pro použití k pigmentářským účelům či jako dlouhodobě působící hnojivo a zejména jestli se připravoval za podmínek podle vynálezu uvedených jako s výhodou, není třeba toto čištění provádět.
Způsob umožňuje přípravu kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s mol. poměrem Ρ2θ5^Ηθ rovným jedné za technologicky schůdných podmínek, s dostatečnou výtěžností a s dostatečnou Čistotou produktu. Dovoluje použití i méně kvalitní zředěné a méně čisté kyseliny fosforečné; za podmínek přípravy produktu podle vynálezu označených v předmětu vynálezu jako výhodné, lze připravit prakticky čistý produkt. V případě získání méně čistého produktu jej lze způsobem podle vynálezu vyčistit.
Příklad 1
100 g uhličitanu vápenatého (s obsahem 40 % Ca) bylo smícháno s 398 g kyseliny fosforečné koncentrace 50 hmot. % H3PO4 a ponecháno v klidu 2 h. Poté byla směs zahřívána rychlostí °C/rťtin na teplotu 500 °C s výdrží 3 h na této teplotě. Tenze vodní páry v prostoru kaloinované směsi byla udržována 70 až 85 kPa. Bylo získáno 198 g produktu, který obsahoval 98 % kondenzovaného fosforečnanu vápenatého {s mol. poměrem P2(-)5^CaO = 1).
Příklad 2
100 g kaše hydroxidu vápenatého s obsahem 27 % Ca bylo opatrně smícháno se 192 g kyseliny fosforečné koncentrace 70 hmot. % H^PO^ a po 1 h ponechání v klidu byla směs zahřívána rychlostí 5 °C/min na teplotu 600 °C s výdrží 3 h na této teplotě. Tenze vodní páry v prostoru kalcinované směsi byla udržována 85 až 98 kPa. Produkt po kalcinaci obsahoval více než 97 % kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s mol. poměrem P2O^/CaO rovným jedné. Loužehím za horka kyselinou chlorovodíkovou koncentrace 5 hmot. % HC1, promytím vodou a usušením při 150 °C bylo získáno 236 g čistého produktu.
Příklad 3
100 g oxidu vápenatého s obsahém 71 % Ca bylo smícháno se 417 g kyseliny fosforečné s obsahem 85 hmot. % Η3Ρθ4 a směs byla zahřívána rychlostí 2 °C/min na teplotu 350 °C, s výdrží 3 h na této teplotě. Tenze vodní páry byla v prostoru kalcinované směsi udržována na 60 70 kPa. Prodkut obsahoval 98,5 % kondenzovaného fosforečnanu vápenatého (s mol. poměrem P^O^/CaO rovným jedné) a bylo ho získáno 356 g.

Claims (2)

1. Způsob přípravy kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s mol. poměrem P^^/CaO rovným jedné kalcinaci oxidu nebo hydroxidu nebo uhličitanu vápenatého nebo jejich směsi spolu s kyselinou fosforečnou, vyznačující se tím, že poměr fosforečnanových aniontů k vápenatým kationtům vyjádřený mol. poměrem P20,-/Ca0 je 0,99 až 1,1, s výhodou 1 až 1,02:1, a na vápenatou sloučeninu se působí kyselinou fosforečnou, s výhodou hmotnostní koncentrace 60 až 85 % načež se získaná směs obsahující vápenaté a fosforečnanové ionty se s výhodou ponechává před kalcinaci v klidu alespoň 30 min a poté se začne zahřívat rychlostí menší než 30 °C/min, s výhodou rychlostí 2 až 5 °C/min, na teplotu 300 až 900 °C, s výhodou na teplotu 375 až 900 °C, přičemž v prostoru kalcinované směsi je tenze vodní páry vyšší než 20 kPa, s výhodou 80 až 100 kPa.
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 0,5 až 10 %.
CS87187A 1987-01-12 1987-01-12 Způsob přípravy kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s molárním pomérem P2O5/CaO rovným jedné CS257739B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS87187A CS257739B1 (cs) 1987-01-12 1987-01-12 Způsob přípravy kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s molárním pomérem P2O5/CaO rovným jedné

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS87187A CS257739B1 (cs) 1987-01-12 1987-01-12 Způsob přípravy kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s molárním pomérem P2O5/CaO rovným jedné

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS18787A1 CS18787A1 (en) 1987-10-15
CS257739B1 true CS257739B1 (cs) 1988-06-15

Family

ID=5333588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS87187A CS257739B1 (cs) 1987-01-12 1987-01-12 Způsob přípravy kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s molárním pomérem P2O5/CaO rovným jedné

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS257739B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS18787A1 (en) 1987-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS257739B1 (cs) Způsob přípravy kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s molárním pomérem P2O5/CaO rovným jedné
US4154800A (en) Process of producing phosphates and phosphoric acid
CS256245B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého
CS256244B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dimanganatého
CS256246B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dimědnatého
CS245829B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého
CS256885B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikademnatého
CS256243B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého
CS257443B1 (cs) Způsob přípravy oyklo-tetrafosforešnanu dihořečnatáho
CS257746B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kobaltnato-vápenatých
CS257743B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů zinečnato-vápenatých
CS257747B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-vápenatých
CS264248B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých
CS267050B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-nikelnatých
CS274189B1 (en) Method of cobalt-zinc double cyclo-tetraphosphates preparation
CS257199B1 (cs) Způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu diželeznatého
CS266785B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kobaltnato-hořečnatých
US2601066A (en) Preparation of alkali metal salts from alkali metal chlorides
CS266450B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-hořecnatých
CS266695B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých
CS274191B1 (en) Method of zinc-nickel double cyclo-tetraphosphates preparation
CS264247B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafósforečnanů zinečnato-hořečnatých
US4202867A (en) Process for manufacture of phosphoric acid and phosphorus pentafluoride
GB2041344A (en) Process for Manufacture of Phosphoric Acid and Phosphorus Pentafluoride
CS266784B1 (cs) Způsob přípravy podvojných cyklo-tetr-Jfosforečne-nů hořečnato vápenatých