CS258274B1 - Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého - Google Patents

Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého Download PDF

Info

Publication number
CS258274B1
CS258274B1 CS87316A CS31687A CS258274B1 CS 258274 B1 CS258274 B1 CS 258274B1 CS 87316 A CS87316 A CS 87316A CS 31687 A CS31687 A CS 31687A CS 258274 B1 CS258274 B1 CS 258274B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
nickel
phosphoric acid
phosphate
carbonate
temperature
Prior art date
Application number
CS87316A
Other languages
English (en)
Other versions
CS31687A1 (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 CS87316A priority Critical patent/CS258274B1/cs
Publication of CS31687A1 publication Critical patent/CS31687A1/cs
Publication of CS258274B1 publication Critical patent/CS258274B1/cs

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Způsob spočívá v kalcinaci výchozí sloučeniny typu dihydrogenfosforečnanu nikelnatého, resp. výchozí směsi kyseliny fosforečné s hydrogenfosforečnanem, či fosforečnanem nikelnatým nebo s oxidem, hydroxidem, uhličitanem nebo hydroxid- -uhličitanem nikelnatým v množství odpovídajících mol poměru P3O5/NÍ rovnému 0,99 až 1,1 na teploty vyšší než 1 250 °C, kdy vzniká tavenina. Ta se prudkým ochlazením převede na sklovitý meziprodukt, který se opětovným záhřevem na teplotu alespoň 650 °C a nižší než 1 250 °C zrekrystaluje za vzniku mikrokrystalků cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého.

Description

Vynález se týká vysokoteplotního způsobu přípravy cyklotetrafosforečnanu dinikelnatého.
Cyklo-tetrafosforečnan dinikelnatý je slouženina typu kondenzovaných fosforečnanů s cyklickým amoniontem, tvořeným čtyřmi vzájemně spojenými tetraedry (PO^). Jedná se o žlutozelenou sloučeninu s velmi vysokou termickou a chemickou stabilitou s krystalovou strukturou v monoklinické soustavě.
Je navržena pro použití jako antikorozní termicky stabilní pigment a způsob její syntézy je založen na termickém zpracování směsi oxidu, hydroxidu, uhličitanu nebo hydroxid-uhličitanu nikelnatého a kyseliny fosforečné, přičemž může být použito teplot pouze do teploty tání produktu - tj. do 1 250 °C. Způsob je výhodný z energetického a technologického hlediska, avšak někdy je třeba připravit produkt s pravidelnými částicemi tvořenými dobře vyvinutými mikrokrystalky které jsou pro některá použití výhodnější.
Jedná se např. o použití produktu pro experimentálně výzkumné práce, pro preparativní účely a také pro některá agrochemická použití.
Přípravu produktu s výše uvedenými vlastnostmi částic umožňuje vysokoteplotní způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnahu dinikelnatého podle vynálezu, vyznačujícího se tím, že dihydrogenfosforečnan nikelnatý nebo výchozí směs sestávající z hydrogenfosforečnanu nikelnatého nebo z fosforečnanu nikelnatého a kyseliny fosforečné nebo výchozí směs sestávající z oxidu, hydroxidu, uhličitanu nebo hydroxid-uhličitanu nikelnatého a kyseliny fosforečné, přičemž směs obsahují jednotlivé složky v množství odpovídajících mol. poměru p2Oj/Ní rovnému 0,99 až 1,1, s výhodou 1 až 1,01, se zahřívají, s výhodou tak, že rychlost ohřevu je menší než 20 °C/min a tenze vodní páry v prostoru kalcinace je 40 až 100 kPa, na teplotu vyšší než 1 250 °C, s výhodou vyšší než 1 300 °C, kdy předtím vzniklé meziprodukty roztají a poté se tavenina prudce zchladí, s výhodou vlitím do vody nebo na chladnou desku z inertního materiálu, za vzniku dalšího meziproduktu v podobě homogenní amorfní hmoty sklovitého charakteru, která se dále, s výhodou po rozemletí, opět zahřeje na teplotu alespoň 650 °C a nižší než 1 250 °C, s výhodou na teplotu vyšší než 720 °C a nižší než 1 000 °C, kdy nastane rekrystalizace meziproduktu spolu s přeskupením tetraedrů (PO^) v aniontu, za vzniku cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého, který se s výhodou nakonec ještě rozmělni do formy jemnozrnných částic mikrokrystalického charakteru.
Při vysokoteplotním způsobu přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého, lze vycházet ze surovin, u kterých je obsah fosforečných aniontů a nikelnatých kationtů vyjádřený mol. poměrem P2’O5/Ni rovným :jedné nebo se pohybuje v blízkosti jedné - 0,99 až 1,1 s výhodou 1 až 1,01. Je proto možné vyjít z dihydrogenfosforečnanu nikelnatého (dihydrátu či anhydridu) nebo ze směsi hydrogenfosforečnanu nikelnatého nebo fosforečnanu nikelnatého (terciárního) (opět v hydrátové či anhydridové formě) a kyseliny fosforečné.
Výchozí suroviny typu fosforečnanů nikelnatých jsou však pro širší technologické použití méně vhodné, nebot vyžadují přípravu předem, která sama o sobě není jednoduchou operací, takže se hodí spíše jen pro přípravu menších množství produktu o-Ni2 P4°12 ve zcela čisté podobě. Pro technologické použití, jako je syntéza cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého pro pigmentářské či agrochemické účely je výhodnější vycházet ze směsi oxidu nebo hydroxidu, uhličitanu nebo hydroxid-uhličitanu nikelnatého (nebo jejich směsi) a z kyseliny fosforečné.
Kyselinu lze použít v libovolné koncentraci, je však třeba počítat s tím, že z hlediska účinného proreagování výchozí směsi je výhodnější kyseliny zředěnější, kdežto z hlediska energetických nároků na odpaření zředovací vody z kyseliny je vhodnější naopak kyselina vyšší koncentrace. Koncentraci kyseliny je proto třeba volit individuálně podle reaktivity výchozi nikelnaté sloučeniny a podle energetických možností výrobce.
Při použití kyseliny vysoké koncentrace může při vysokých rychlostech ohřevu vznikat nebezpečí samostatné kondenzace kyseliny fosforečné na vyšší polyfosforečné kyseliny a ·<* při vysokých teplotách dokonce až na oxid fosforečný, který pak může ze směsi vytěkávat a porušovat tak nepříznivě vzájemný poměr fosforečnanových aniontů a nikelnatých kationtů v kaloinátu resp. tavenině. Prvním meziproduktem typu kondenzovaných fosforečnanů, který v průběhu kalcinace vzniká je dihydrogenfosforečnan nikelnatý (NiH2P2O7) při teplotách okolo 250 °C.
Ten pak při teplotách zhruba o 100 až 200 °C vyšších přechází na produkt, který z větší či menší části odpovídá cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatému. Aby podíl cyklo-tetrafosforečnanu, který je v této fázi také meziproduktem, byl co nejvyšší a aby nebezpečí samostatné kondenzace fosforečné složky a tím případně její ztráty těkáním byly co nejmenší, je výhodné vést zahřívání rychlostí menší než 20 °C/min, za přítomnosti vodní páry s tenzí alespoň 40 kPa. Udržování tenze vodní páry v prostoru kaloinátu 40 až 100 kPa je výhodné pro zabránění vzniku nežádoucích vedlejších produktů, zejména zabránění odštěpování a samostatné kondenzace fosforečné složky.
Přítomná vodní pára jednotlivé kondenzační reakce vzniku meziproduktů poněkud zpomaluje a umožňuje jejich kvantitativnější průběh; zabraňuje také vzniku nežádoucí neporéznl krusty na povrchu částeček v kalcinované směsi, který by bránila průběhu dehydratačnfch reakci.
Konečná teplota kalcinace v této fázi přípravy produktu podle vynálezu musí být vyšší než 1 250 °C, nebot to je teplota kdy příslušný meziprodukt, jehož součástí je i cyklo-tetrafosforečnan dinikelnatý vzniklý v první fázi kalcinace, taje.
Vzhledem k požadavku rychlého roztavení kaloinátu, který může obsahovat i jiné výšetajíci látky, je výhodné volit teplotu alespoň o 50 °C vyšší, tj. 1 300 °C. Meziprodukt taje nekongruentně, za rozpadu tetrafosforečnanových cyklů a spojování vzniklých krátkých fosforečná nových řetězců do řetězců dlouhých, k čemuž přispívá i přítomnost alespoň stopových množství vodní páry v prostoru taveniny. Poté je třeba taveninu prudce zchladit, s výhodou vlitím do vody nebo na chladnou desku z inertního materiálu (kovového či keramického). Tím vznikne další meziprodukt, který představuje homogenní amorfní hmotu sklovitého charakteru, obsahující anionty ve formě dlouhých řetězců.
Takto získaná kusová sklovitá hmota se po zchladnutí a event. oschnutí s výhodou rozemele za sucha a opět se zahřeje tak, aby došlo k rekrystalizaci meziproduktu spolu s přeskupením tetraedrů (PO^) v aniontů, za vzniku mikrokrystalků cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého. Přitom se uvolňují malá množství vody vázané chemicky ve sklovitém meziproduktu. Proto je snadnější vedení průběhu termické rekrystalizace, je-li sklovitý meziprodukt předem za sucha rozemlet.
Spodní hranice teploty tohoto opětného záhřevu je 650 °C a odpóvídá nejnižší teplotě rekrystalizace nikelnatých meziproduktů. Této teploty sice stačí pouze dosáhnout, nebot rekrystalizační děj je exotermní a jakmile se rozběhne, běží již dále samovolně, avšak výhodná teplotní oblast pro rekrystalizaci je při teplotách vyšších než 720 °C a nižších než 1 000 °C, kdy rekrystalizace sklovitého meziproduktu nastane vždy, při jakékoliv rychlosti ohřevu a jakékoliv konzistenci meziproduktu (práškový, kusový či zcela kompaktní) a nevznikne přitom nebezpečí roztavení konečného produktu, které by vzhledem ke své nekongruentnosti opět vedlo ke vzniku sklovitého meziproduktu.
Proto nelze při rekrystalizaci překročit hranici 1 250 °C, která odpovídá cyklo-tetrafosforečnanu. Konečný produkt - cyklo-tetrafosforečnan dinikelnatý - se po zchladnutí s výhodou ještě rozmělní (pomletím, rozetřením) na pravidelné jemnozrnné částice mikrokrystalické ho charakteru. Pokud byl sklovitý produkt před rekrystalizaci rozemlet, je závěrečné rozmělnění produktu velmi snadné.
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 %.
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 dinikelnatý působení těchto kyselin odolává a je tak po loužení kyselinami a po promytí vodou a usušení ve zcela čisté podobě.
Výhodami způsobu podle vynálezu jsou vysoká výtěžnost a vysoká čistota produktu, který lze ještě navic loužením dočistit. Další výhodou je mikrokrystalický jemnozrnný charakter částic produktu, které jsou pravidelné a povrchově velmi dobře vyvinuté. Jsou proto vhodné pro některá speciálnější použití.
Příklad 1
Směs 100 g hydrogenfosforečnanu nikelnatého (46 % P^Oj, * Ni) a 9 kyseliny fosforečné hmot. koncentrace 75 % H3PO4 kalcinována rychlostí 10 °C/min a přitom byla tenze vodní páry v prostoru kalcinátu udržována až do teploty 600 °C vyšší než 40 kPa, na teplotu 1 300 °C. Vzniklá tavenina byla prudce ochlazena vlitím do vody. Získaný sklovitý meziprodukt byl oddělen, usušen a rozemlet za sucha. Poté byl zahřát na teplotu 740 °C a po zchladnutí rozetřen. Produkt obsahoval 98,7 % cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého, bylo ho získáno 142 g a byl ve formě pravidelných jemných mikrokrystalků.
Příklad 2
Směs 100 g uhličitanu nikelnatého (49 % Ni) a 241 g kyseliny fosforečné hmot. koncentrace 70 % H3PO4 byla kalcinována rychlostí 15 °C/min a přitom byla tenze vodní páry v prostoru kalcinátu udržována až do teploty 650 °C vyšší než 45 kPa, na teplotu 1 320 °C: Vzniklá tavenina byla prudce zchlazena vlitim na korundovou desku. Zchladlý sklovitý meziprodukt byl za sucha rozemlet a poté byl zahřát na teplotu 730 °C a po zchladnutí rozetřen. Bylo získáno 195 g produktu, který obsahoval vice než 98 % cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého v mikrokrystalické jemnozrnné podobě.

Claims (2)

  1. PŘEDMĚT VYNALEZU
    1. Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého vyznačující se tím, že dihydrogenfosforečnan nikelnatý nebo výchozí směs sestávající z hydrogenfosforečnanu nikelnatého nebo fosforečnanu nikelnatého a kyseliny fosforečné nebo výchozí směs sestávajíc! z oxidu, hydroxidu, uhličitanu nebo hydroxid-uhličitanu nikelnatého a kyseliny fosforečné, přičemž směsi obsahuji jednotlivé složky v množstvích odpovídajících mol. poměru P2Og/Ni rovném 0,99 až 1,1, s výhodou 1 až 1,01, se zahřívají, s výhodou tak, že rychlost ohřevu je menší než 20 °C/min a tenze vodní páry v prostoru kalcinace je 40 až 100 kPa, na teplotu vyšší než 1 250 °C, s výhodou vyšší než 1 300 °C, kdy předtím vzniklé meziprodukty roztají a poté se tavenina prudce zchladí, s výhodou vlitím do vody nebo na chladnou desku z inertního materiálu, za vzniku dalšího meziproduktu v podobě homogenní amorfní hmoty sklovitého charakteru, která se dále, s výhodou po rozemleti, opět zahřeje na teplotu vyšší než 720 °C a nižší než 1 000 °C, kdy nastane rekrystalizace meziproduktu spolu s přeskupením tetraedrů (PO^) v aniontů, za vzniku cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého, který se s výhodou nakonec ještě rozmělní do formy jemnozrnných částic mikrokrystalického charakteru.
  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 %.
CS87316A 1987-01-16 1987-01-16 Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého CS258274B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS87316A CS258274B1 (cs) 1987-01-16 1987-01-16 Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS87316A CS258274B1 (cs) 1987-01-16 1987-01-16 Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS31687A1 CS31687A1 (en) 1987-11-12
CS258274B1 true CS258274B1 (cs) 1988-08-16

Family

ID=5335068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS87316A CS258274B1 (cs) 1987-01-16 1987-01-16 Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS258274B1 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107675206B (zh) * 2017-09-15 2019-04-05 电子科技大学 氮掺杂偏磷酸镍纳米颗粒及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CS31687A1 (en) 1987-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1072717A (en) Production of aluminum polyphosphate
US3375063A (en) Ammonium polyphosphate preparation
CS258274B1 (cs) Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého
US3387924A (en) Process for the manufacture of sodium tripolyphosphate with a high content of phase-i-material
CS257744B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého
CS258278B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo tetrafosforečnanu dikadmnatého
CS259970B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy mikrokrystalického kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s mol. poměrem P2O5/CaO=1
CS257741B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo-tetrafosforeČnanu dimanganatého
CS258276B1 (cs) Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dihořečnatóho
CS258275B1 (cs) Vysokoteplotní způsob pHpravy cyklotetrafosforeČnanu diméďnatého
CS258283B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-vápenatých
CS264547B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých
US3035898A (en) Method for preparing potassium phosphates
CS257740B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého
CS265607B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kobaltnato-vápenatých
CS266770B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-hořečnatých
CS263984B1 (cs) Vysokoteplotní zp/isob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů nikelnato-hořečnatých
CS273049B1 (en) High-temperature method of double zinc-nickel cyclo-tetraphosphates preparation
CS266697B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvodných cyklotetrafosforečnanů manganato-zinečnatých
CS258277B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu diželeznatého
CS259625B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů zinečnato-vápenatých
CS266699B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo- tetrafoeforečnanu kobaltnato-nikelnatÝch
CS265741B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů zinečnato-hořečnatých
US3325244A (en) Potassium pyrophosphate solution
CS266787B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých