CS264248B1 - Process for preparing double manganese-magnesium cyclo-tetraphosphates - Google Patents
Process for preparing double manganese-magnesium cyclo-tetraphosphates Download PDFInfo
- Publication number
- CS264248B1 CS264248B1 CS882209A CS220988A CS264248B1 CS 264248 B1 CS264248 B1 CS 264248B1 CS 882209 A CS882209 A CS 882209A CS 220988 A CS220988 A CS 220988A CS 264248 B1 CS264248 B1 CS 264248B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- manganese
- magnesium
- mixture
- phosphoric acid
- kpa
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Způsob syntézy podvojných cyklo- -tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých c-Mn2_xMg?P4Oi2, kde x £ (0; 2) spočívá v kalcinaci směsi oxidu, hydroxidu, nydroxid-uhličitanu, nebo uhličitanu manganatého a hořečnatého a kyseliny fosforečné přičemž rychlost ohřevu je menší než 45 °C/min, na teplotu 260 °C až 895 °C a v prostoru kalcinace je tenze vodní páry nad 20 kPa.A method for synthesizing double cycling manganese-magnesium tetraphosphates c-Mn2_xMg? P4Oi2, where x £ (0; 2) consists of calcination mixtures of oxide, hydroxide, sodium carbonate, or manganese carbonate and magnesium carbonate and phosphoric acid at a rate heating is less than 45 ° C / min, to temperature 260 ° C to 895 ° C and tension in the calcination area water vapor above 20 kPa.
Description
Vynález se týká způsobu přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých.The invention relates to a process for the preparation of double manganese-magnesium cyclo-tetraphosphates.
Podvojné cyklo-tetrafosforečnany manganato-hořečnaté jsou vyjádřeny vzorcem c-Mn2_xMgxP40i2, kde x může být v rozmezí od hodnot blížících se nule až do hodnot blížících se dvěma. Tyto sloučeniny se vyznačují vysokou termickou a chemickou stabilitou a jejich použití může být jako hygienicky a ekologicky nezávadné speciální pigmenty či do různých vysokoteplotních materiálů, nebo pro agrochemické účely. Dosud jediný uváděný způsob přípravy těchto látek spočívá v jejich krystalizaci z chladnoucí taveniny, obsahující v potřebných množstvích fosforečnanové anionty spolu s manganatými a hořečnatými kationty. Tento způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých je však vhodný především pro preparativní laboratorní účely. Lze tak sice připravit velmi čisté produkty, avšak pro širší technologické využití k přípravě produktů pro pigmentářské či agrochemické účely, které nevyžadují zcela čisté produkty, je tento způsob jen málo vhodný. Při této metodě jsou totiž vysoké energetické nároky, neboť je třeba převádět výchozí směs do taveniny za vysokých teplot a tu pak je třeba navíc ponechat regulovaně (za stálého přihřívání) chladnout. Technologická realizace této metody je také komplikována nezbytností zajištění suché atmosféry nebo vakua v prostoru taveniny.The manganese-magnesium double cyclo-tetraphosphates are represented by the formula c-Mn 2 x Mg x P 40 12, where x can range from near zero to close to two. These compounds are characterized by high thermal and chemical stability and their use can be as hygienically and ecologically harmless special pigments or in various high-temperature materials or for agrochemical purposes. The only method so far disclosed is to crystallize them from a cooling melt containing phosphate anions in the necessary amounts together with manganese and magnesium cations. However, this process for the preparation of double manganese-magnesium cyclo-tetraphosphates is particularly suitable for preparative laboratory purposes. Thus, very pure products can be prepared, but this method is of little use for a wider technological application to produce products for pigmentary or agrochemical purposes that do not require completely pure products. Indeed, this method has high energy requirements, since it is necessary to transfer the starting mixture to the melt at high temperatures, and it must then be allowed to cool in a controlled manner (under constant heating). Technological implementation of this method is also complicated by the necessity of providing a dry atmosphere or vacuum in the melt space.
Uvedené nedostatky odstraňuje způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých vzorce c-Mn2_xMgxP4Oi2, kde x může být v rozmezí od hodnot blížících se nule až do hodnot blížících se dvěma, podle vynálezu, vyznačující se tím, že oxid, hydroxid, nebo uhličitan manganatý spolu s oxidem, hydroxidem, hydroxid-uhličitanem, nebo uhličitanem hořečnatým ve vzájemném poměru Mn/ Mg odpovídajícím molárně vztahu (2—x)/x se kalcinuje s kyselinou fosforečnou ve výchozí směsi, kde množství fosforečnanových aniontů vůči dvojmocným kationtům odpovídá molárnímu poměru P2O5/(Mn + Mg) rovnému hodnotě 0,9 až 1,4, s výhodou hodnotě 1 až 1,05, přičemž výchozí směs se připraví tím způsobem, že se na manganatou a hořečnatou sloučeninu působí kyselinou fosforečnou, s výhodou koncentrace 30 až 85 hmot. % H3PO4, a výchozí směs se s výhodou ponechá dále alespoň 1 h volně reagovat, s výhodou za míchání, a poté se začne zahřívat rychlostí menší než 45 °C/min, s výhodou rychlostí 1 až 10 °C/min, na teplotu 260 °C až 895 °C, s výhodou na teplotu 300 až 750 °C, přičemž v prostoru kalcinace je tenze vodní páry vyšší než 20 kPa s výhodou 60 až 100 kPa.These drawbacks are overcome by a process for the preparation of double manganato-magnesium manganese-magnesium phosphates of the formula c-Mn 2 x Mg x P 4 O 12, where x can range from near zero to close to two according to the invention. that the manganese oxide, hydroxide, or carbonate together with the oxide, hydroxide, hydroxide-carbonate, or magnesium carbonate in an Mn / Mg ratio corresponding to the (2-x) / x molar ratio is calcined with phosphoric acid in the starting mixture, wherein the amount of phosphate anions with respect to divalent cations, the molar ratio P 2 O 5 / (Mn + Mg) is equal to 0.9 to 1.4, preferably 1 to 1.05, the starting mixture being prepared by reacting the manganese and magnesium compounds with phosphoric acid, preferably a concentration of 30 to 85 wt. % H 3 PO 4 , and the starting mixture is preferably allowed to continue to react for at least 1 hour, preferably with stirring, and then started to heat at less than 45 ° C / min, preferably at 1 to 10 ° C / min, to a temperature of 260 ° C to 895 ° C, preferably a temperature of 300 to 750 ° C, wherein the water vapor pressure in the calcination space is higher than 20 kPa, preferably 60 to 100 kPa.
Vzájemný poměr manganatých a hořečnatých sloučenin ve výchozí směsi se volí podle požadavku na obsah manganatých hořečnatých kationtů v produktu. Obsah hořečnatých kationtů (x) se může pohybovat v rozmezí od hodnot blížících se k nule až do hodnot blíží2 cích se dvěma. Hodnoty nula ani dvě nemůže být použito, neboť pak by se totiž nejednalo o podvojný produkt, ale o čistý cyklo-tetrafosforečnan dihořečnatý. Množství kyseliny fosforečné ve výchozí směsi, vyjádřené molárním poměrem P2O5/(Mn + Mg), by v případě použití zcela čistých surovin bylo nejvhodnější použít přesně podle stechiometrie, (tj. uvedený poměr rovný jedné). Avšak podle čistoty použité kyseliny fosforečné (obsah iontů kovů v ní) a podle čistoty manganaté a hořečnaté suroviny (příměsí kovů) je třeba poměr upravit v uvedeném rozsahu 0,9 až 1,4, přičemž výhodnější je, je-li fosforečnanových aniontů přebytek (1 až 1,05) než naopak jejich výraznější nedostatek oproti stechiometrii. Koncentrace kyseliny fosforečné je z hlediska řízení kondenzačních rakcí a tím i výtěžku a čistoty produktu výhodnější nižší; tato nižší koncentrace však zase způsobuje zvýšení energetických nároků na odpaření přebytečné vody a zvětšuje objem zvýšení 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 30 až 85 hmot. %. Ponechání směsi, obsahující fosforečnanové, manganaté a hořečnaté ionty, před kalcinaci alespoň 1 h volně reagovat je výhodné pro dostatečné proběhnutí úvodní reakce výchozí manganaté a vápenaté sloučeniny s ky selinou fosforečnou; to je neutralizační reakce při použití hydroxidů, či zejména pak rozkladné reakce uhličitanů, neboť uvolňovaný oxid uhličitý a jím způsobené kypění směsi by vlastní kalcinaci komplikovaly. Z toho důvodu je také výhodné míchání směsi. Zahřívání směsi rychlostí menší než 45 °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 ohřevu 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 (260 °C) je dána teplotou pozvolného vzniku prvních částeček podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganatohořečnatých. Horní hranice teplotní oblasti kalcinace (895 °C) souvisí s tepelnou stabilitou podvojných cyklo-tetrafosforečnanů, které nad touto teplotou nekongruentně tají. Výhodná teplota kalcinace v rozmezí 300 °C až 750 °C je dána tím, že podvojné cyklo-tetrafosforečnany vznikají při teplotě nad 300 °C již dostatečCS 264 248 Bl nou rychlostí a zprvu se tvořící amorfní produkty přecházejí na mikrokrystalky, jež jsou z hlediska uvažovaného použití, jeho nejvhodnější formou. Horní hranice této výhodné teplotní oblasti (750 °C) je pak dána tím, že při této teplotě již reakce vzniku podvojných cyklotetrafosforečnanů 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 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 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.The ratio of the manganese and magnesium compounds in the starting mixture is chosen according to the requirement for the manganese magnesium cation content of the product. The content of magnesium cations (x) may range from values close to zero to values close to two. A value of zero or two cannot be used, since then it would not be a double product, but a pure di-magnesium tetraphosphate. The amount of phosphoric acid in the starting mixture, expressed as the molar ratio P 2 O 5 / (Mn + Mg), would be best to use exactly by stoichiometry (i.e., said ratio equal to one) when using completely pure raw materials. However, according to the purity of the phosphoric acid used (the content of metal ions therein) and the purity of the manganese and magnesium raw materials (metal admixtures), the ratio should be adjusted within the range of 0.9 to 1.4, more preferred if the phosphate anions are in excess 1 to 1.05) than their significant deficiency compared to stoichiometry. The concentration of phosphoric acid is lower from the point of view of controlling the condensation rollers and hence the yield and purity of the product; however, this lower concentration causes an increase in the energy requirement for the evaporation of excess water and increases the volume of increase in the starting mixture, which moreover has the character of a slurry. Its calcination then presents technical problems, as opposed to calcination of a smaller volume mixture, which would be in the form of a solid or pasty, which results when a phosphoric acid concentration in the preferred range of 30 to 85 wt.% Is used. %. Allowing the mixture containing phosphate, manganese, and magnesium ions to react freely for at least 1 hour is advantageous in order to sufficiently conduct the initial reaction of the starting manganese and calcium compounds with phosphoric acid; this is a neutralization reaction using hydroxides or, in particular, a decomposition reaction of the carbonates, since the released carbon dioxide and the resulting loosening of the mixture would complicate the calcination itself. Therefore, mixing of the mixture is also preferred. The heating of the mixture at a rate of less than 45 ° C / min is chosen so that the individual dehydration and condensation reactions gradually 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, a disproportionate increase in product preparation time and thus a certain increase in material and energy requirements is to be expected. In addition, it will be more difficult in this case to maintain sufficient water vapor pressure in the calcined mixture space and thereby prevent the possible breakdown of the intermediates. The lower limit of calcination temperature (260 ° C) is given by the temperature of the gradual formation of the first particles of double manganese magnesium manganese magnesium cyclophosphates. The upper limit of the calcination temperature region (895 ° C) is related to the thermal stability of double cyclo-tetraphosphates, which melt non-congruently above this temperature. A preferred calcination temperature in the range of 300 ° C to 750 ° C is due to the fact that the double cyclo-tetraphosphates are already formed at a temperature above 300 ° C at a sufficiently rapid rate and the initially formed amorphous products are converted to microcrystals which are use, in its most suitable form. The upper limit of this preferred temperature range (750 ° C) is given by the fact that at this temperature the double cyclotetaphosphate 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 20 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 somewhat slows down the condensation reactions, 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. 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 above all by the necessity of increased constructional, material and energy demands on the calcining device and the calcination line, when using higher pressures than atmospheric pressure. In addition, 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 kaicinaci působí kyselinou chlorovodíkovou, sírovou, dusičnou nebo fosforečnou s výhodou hmotnostní koncentrace 0,5 až 10%. Tato operace se provádí jako ev. vyčištění získaného produktu při jeho potřebě v čisté podobě. Působením uvedených kyselin se odstraní všechny nežádoucí vedlejší produkty i ev. zbytky výchozí směsi, které tak přejdou do roztoku. Podvojné cyklo-tetrafosforečnany manganato-hořečnaté působení těchto kyselin odolávají. Jestliže se podvojné cyklo-tetrafosforečnany připravují pro použití k pigmentářským či agrochemickým účelům a zejména jestli se připravovaly za podmínek podle vynálezu uvedených jako s výhodou, není třeba toto čištění provádět.The process of the invention further comprises treating the product with a hydrochloric, sulfuric, nitric or phosphoric acid, preferably a concentration of 0.5 to 10% by weight, after curing. This operation is performed as ev. Purification of the obtained product in its pure form. The action of said acids removes all unwanted by-products and ev. residues of the starting mixture which thus pass into solution. Double manganese-magnesium cyclo-tetraphosphates resist the action of these acids. If the double cyclotetraphosphates are prepared for use for pigmentary or agrochemical purposes, and in particular if they are prepared under the preferred conditions of the invention, such purification is not required.
Způsob umožňuje přípravu podvojných cyklo- tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých za technologicky schůdných podmínek, s dostatečnou výtěžností a s dostatečnou čistotou produktů. Dovoluje použití i méně kvalitních surovin — zředěné a méně čisté kyseliny fosforečné i méně Čisté manganaté sloučeniny. Za podmínek přípravy produktu podle vynálezu označe-The process makes it possible to prepare double manganese-magnesium cyclotrophosphates under technologically feasible conditions, with a sufficient yield and with a sufficient purity of the products. 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 according to the invention,
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS882209A CS264248B1 (en) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | Process for preparing double manganese-magnesium cyclo-tetraphosphates |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS882209A CS264248B1 (en) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | Process for preparing double manganese-magnesium cyclo-tetraphosphates |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS220988A1 CS220988A1 (en) | 1988-09-16 |
CS264248B1 true CS264248B1 (en) | 1989-06-13 |
Family
ID=5358566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS882209A CS264248B1 (en) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | Process for preparing double manganese-magnesium cyclo-tetraphosphates |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS264248B1 (en) |
-
1988
- 1988-04-01 CS CS882209A patent/CS264248B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS220988A1 (en) | 1988-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4235862A (en) | Production of low sulphur chromium (III) oxide | |
CS264248B1 (en) | Process for preparing double manganese-magnesium cyclo-tetraphosphates | |
CS257747B1 (en) | Method of double manganous-calcium cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS267050B1 (en) | Method of double manganese-nickel cyclo-tetraphospates preparation | |
US2733132A (en) | patewo | |
CS266785B1 (en) | Method of cobalt-magnesium double cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS264247B1 (en) | Process for preparing double zinc-magnesium cyclo-tetraphosphates | |
CS257746B1 (en) | Method of double cobalt-calcium cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS266784B1 (en) | Method of magnesium-calcium double cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS266700B1 (en) | Method of double cobalt-nickel cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS263981B1 (en) | Process for preparing double nickel-magnesium cyclo-tetraphosphates | |
CS274191B1 (en) | Method of zinc-nickel double cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS266796B1 (en) | Method of manganese-zinc double cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS266695B1 (en) | Method of cadmium-calcium double cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS257743B1 (en) | Method of double zinc-calcium cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS266450B1 (en) | Method of double cadmium-magnesium cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS266696B1 (en) | Method of copper-magnesium double cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS257443B1 (en) | Method of dimagnesium cyclo-tetraphosphate preparation | |
CS256245B1 (en) | Method of dinickel cyclotetraphosphate preparation | |
CS274189B1 (en) | Method of cobalt-zinc double cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS257739B1 (en) | Method of fussed calcium phosphate preparation with molecular proportion of p205-cao equalling to one | |
CS256885B1 (en) | Method of dicadmium cyclo-tetraphosphate preparation | |
CS256244B1 (en) | Method of dimanganese cyclotetraphosphate preparation | |
CS256246B1 (en) | Method of dicopper cyclotetraphosphate preparation | |
CS256243B1 (en) | Method of dicobalt cyclotetraphosphate preparation |