CS264547B1 - Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých - Google Patents

Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých Download PDF

Info

Publication number
CS264547B1
CS264547B1 CS882484A CS248488A CS264547B1 CS 264547 B1 CS264547 B1 CS 264547B1 CS 882484 A CS882484 A CS 882484A CS 248488 A CS248488 A CS 248488A CS 264547 B1 CS264547 B1 CS 264547B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
magnesium
manganese
temperature
double
phosphoric acid
Prior art date
Application number
CS882484A
Other languages
English (en)
Other versions
CS248488A1 (en
Inventor
Miroslav Doc Ing Csc Trojan
Pavol Ing Mazan
Original Assignee
Trojan Miroslav
Mazan Pavol
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 Trojan Miroslav, Mazan Pavol filed Critical Trojan Miroslav
Priority to CS882484A priority Critical patent/CS264547B1/cs
Publication of CS248488A1 publication Critical patent/CS248488A1/cs
Publication of CS264547B1 publication Critical patent/CS264547B1/cs

Links

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Řešení spočívá v kalcinaci výchozí směsi sestávající ze sloučenin manganatých a hořečnatých typu dihydrogenfosforečnanů, resp. výchozí směsi kyseliny fosforečné s hydrogenfosforečnanem či fosforečnanem manganatým a hořečnatým, nebo s oxidem, hydroxidem, uhličitanem, či hydroxiduhličitanem manganatým a hořečnatým v množstvích odpovídajících molárnímu poměru Mn/Mg = (2 — x)/x a P2O5/ÍMn + Mg) rovnému 0,98 až 1,15 na teploty vyšší než 1 160 °C, kdy vzniká tavenina. Ta se prudkým ochlazením převede na sklovitý meziprodukt, který se opětovným záhřevem na teplotu alespoň 500 °C a nižší než 895 °C zrekrystaluje za vzniku mikrokrystalků podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých

Description

Vynález se týká vysokoteplotního způsobu přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých.
Podvojné cyklo-tetrafosforečnany manganato-hořečnaté vzorce c—Mn2_xMgxP40i2, kde χε(0; 2) jsou sloučeniny typu kondenzovaných fosforečnanů s cyklickým aniontem, tvořeným čtyřmi vzájemně spojenými tetraedry (PO4). Jedná se o modrofialové sloučeniny s vysokou termickou a chemickou stabilitou, s krystalovou strukturou v monoklinické soustavě. Způsob jejích syntézy je založen na termickém zpracování směsi oxidu, hydroxidu, uhličitanu nebo hydroxid-uhličitanu manganatého a hořečnatého a kyseliny fosforečné, přičemž může být použito pouze teplot, kdy ještě nedochází k tání produktu — tj. do 895 0 C. Způsob je výhodný z energetického a technologického hlediska, avšak někdy je třeba připravit produkty vysoké čistoty a s pravidelnými částicemi tvořenými dobře vyvinutými mikrokrystalky c—Mn2_xMgxP40i2, které jsou pro některé použití výhodnější. Jedná se např. o použití produktů pro experimentálně výzkumné práce, pro pjreparativní účely a také pro některá agrochemická a pigmentářská použití.
Příprava produktu s výše uvedenými vlastnostmi částic umožňuje podle vynálezu vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých vzorce c—Mn2_xMgxP4O12, kde χε(0; 2), vyznačující se tím, že výchozí směs sestávající z dihydrogenfosforečnanů, hydrogenfosforečnanů, fosforečnanů nebo oxidů, hydroxidů, uhličitanů či hydroxid-uhličitanů manganatých a hořečnatých v takových množstvích, že molární poměr Mn/Mg odpovídá vztahu (2—x)/x a jednak z kyseliny fosforečné v takovém množství, že fosforečné anionty jsou vůči dvojmocným kationtům ve směsi v molárním poměru
P2O5/(Mn + Mg) rovným hodnotě 0,98 až 1,15, s výhodou 1 až 1,01, se zahřívá, s výhodou tak, že rychlost ohřevu je menší než 40 °C/min a tenze vodní páry v prostoru kalcinátu je 20 až 100 kPa, na teplotu vyšší než 1 160 °C, s výhodou vyšší než 1 200 °C, kdy předtím vzniklé meziprodukty roztají a poté se tavením 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 500 °C a nižší než 895 °C, s výhodou na teplotu vyšší než 650 °C a nižší než 850 °C, kdy nastane rekrystalizace meziproduktu spolu s přeskupením tetraedrů (PO4) v aniontu za vzniku podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých, který se nakonec ještě s výhodou rozmělní do formy jemnozrnných částic mikrokrystalického charakteru.
Při vysokoteplotním způsobu přípravy podvojných cyklotetrafosforečnanů manganato-hořečnatých lze vycházet ze surovin, u kterých je obsah fosforečných aniontů a příslušných
CS 264 547 Bl dvojmocných kationtů vyjádřený molárním poměrem P2O5/(Mn 4- Mg) rovným jedné, nebo se pohybuje v blízkosti jedné — 0,98 až 1,15 s výhodou 1 až 1,01. Je proto možné vyjít ze směsi dihydrogenfosforečnanů (dihydrátů či anhydridů) nebo ze směsi hydrogenfosforečnanů („terciárních“) (opět v hydrátové či anhydridové formě) a kyseliny fosforečné.
Výchozí suroviny typu fosforečnanů jsou však pro širší technologické použití méně vhodné, neboť vyžadují přípravu předem, která sama o sobě není jednoduchou operací, takže se hodí spíše jen pro přípravu menších množství produktu c—Mn2_xMgxP40i2 ve zcela čisté podobě. Pro technologické použití jako je syntéza podvojných cyklo-tetrafosforečnanů pro pigmentářské či agrochemické účely je výhodnější vycházet ze směsi oxidů, nebo hydroxidů, nebo uhličitanů, nebo hydroxiduhličitanů manganatých a hořečnatých (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 kyselina zředěnější, kdežto z hlediska energetických nároků na odpaření zřeďovací vody z kyseliny je výhodnější naopak kyselina vyšší koncentrace. Koncentraci kyseliny je proto třeba volit individuálně podle reaktivity výchozí manganaté sloučeniny (horečnaté sloučeniny jsou vůči kyselině reaktivnější) 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 dvojmocných kationtů v kalcinátu resp. tavenině. Prvním meziproduktem typu kondenzovaných fosforečnanů, který v průběhu kalcinace vzniká je dihydrogendifosforecnan při teplotách okolo 200 °C. Ten pak při teplotách zhruba o 60 až 100°C vyšších přechází na produkt, který z větší či menší části odpovídá podvojným cyklo-tetrafosforečnanům manganato-hořečnatým.
Aby podíl podvojných cyklo-tetrafosforečnanů, které jsou 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 40 °C/ min, za přítomnosti vodní páry s tenzí 20 až 100 kPa. Udržování tenze vodní páry v prostoru kalcinátu alespoň 20 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, umožňuje jejich kvantitativnější průběh; zabraňuje také vzniku nežádoucí neporézní krusty na povrchu částeček v kalcinované směsi, která by bráCS 264 547 Bl nila průběhu dehydratačních reakcí. Konečná teplota kalcinace v této fázi přípravy produktu podle vynálezu musí být vyšší než 1 160 °C, neboť to je nejvyšší teplota, kdy příslušné meziprodukty tají. Vzhledem k požadavku rychlého roztavení kalcinátu, který může obsahovat i jiné výšetající látky, je výhodné volit teplotu ale. spon 1 200 °C. Meziprodukt taje nekongruentně, za rozpadu tetrafosforečnanových cyklů a spojování vzniklých krátkých fosforečnanových 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 rozemeleza sucha a opět se zahřeje tak, aby došlo k rekrystalizaci meziproduktu za přeskupení tetraedrů (PO4) v aniontu, za vzniku mikrokrystalků podvojných cykio-tetrafosforečnanů manganatohořečnatých vzorce c-Mn2_xMgxP4O12 (χε(0; 2)). 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 500 °C a odpovídá nejnižší teplotě rekrystalizace manganatých meziproduktů. Této teploty sice stačí pouze dosáhnout, neboť rekrystalizační děj je exotermní a jakmile se rozběhne běží již dále samovolně, avšak výhodná teplotní oblast pro rekrystalizaci jsou teploty vyšší než 650 °C a nižší než 850 °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. Nelze tedy při rekrystalizaci překročit hranici 895 °C, která odpovídá nejnižší teplotě tání podvojných cyklotetrafosforečnanů a sice teplotě tání c-MnMgP40i2.
Konečné produkty — podvojné cyklo-tetrafosforečnany manganatohořečnaté — se po zchladnutí s výhodou ještě rozmělní (pomletím, rozetřením) na pravidelné jemnozrnné částice mikrokrystalického charakteru. Pokud byl sklovitý produkt před rekrystalizaci rozemlet, je závěrečné rozmělnění produktů velmi snadné.
Podstata způsobu podle vynálezu dále spočívá v tom, že se na produkt po kalcínaci působí kyselinou chlorovodíkovou, sírovou, dusičnou nebo fosforečnou, s výhodou hmotnostní koncentrace 0,5 až 10%. Tato operace se provádí jako ev. vyčištění získaných produktů při jejich potřebě ve zcela čisté podobě, např. pro analytické či preparativní účely. Působením uvedených kyselin se odstraní všechny nežádoucí vedlejší produkty í ev. zbytky výchozí směsi, které tak přejdou do roztoku. Podvojné cyklo-tetrafosforečnany manganato-hořečnaté působení těchto kyselin odolávají.
Výhodami způsobu podle vynálezu jsou vysoká výtěžnost a vysoká čistota produktů, které lze ještě navíc 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 manganatého (47 % P2O5, 36,4 % Mn) a 79,7 g hydrogenfosforečnanu hořečnatého (59 % P2O5, 20,2 % Mg) spolu s 200 g kyseliny fosforečné hmotnostní koncentrace 65 % H3PO4 byla kalcinována rychlostí 12°C/min a přitom byla tenze vodní páry v prostoru kalcinátu udržována až do teploty 520 °C vyšší než 85 kPa, na teplotu 1 200 °C. Vzniklá tavenina byla prudce ochlazena vlitím do vody. Získaný sklovitý meziprodukt byl oddělen a osušen a rozemlet za sucha. Poté byl zahřát na teplotu 700 °C a po zchladnutí rozetřen. Produkt obsahoval 99,3 % podvojných cykio-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých c-MnMgP4O,2 a bylo ho získáno 264 g; byl ve formě pravidelných jemných mikrokrystalků.
Příklad 2
Směs 100 g uhličitanu manganatého (47 % Mn) a 23,9 g uhličitanu hořečnatého (29 % Mg) spolu s 570 g kyseliny fosforečné hmotnostní koncentrace 40 % H3PO4 byla kalcinována rychlostí 10 °C/min a přitom byla tenze vodní páry v prostoru kalcinátu udržována až do teploty 580 °C vyšší než 80 kPa, na teplotu 1 200 °C. Vzniklá tavenina byla prudce zchlazena vlitím na korundovou desku. Zchladlý sklovitý meziprodukt byl za sucha rozemlet a poté byl zahřát na teplotu 680 °C a po zchladnutí rozetřen. Bylo získáno 236 g produktu, který obsahoval více než 99 % podvojných cykio-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých vzorce c-Mn|5Mg05P4O12 v mikrokrystalické jemnozrnné podobě.
Příkl ad 3
Směs 50 g oxidu manganatého (s obsahem 77 % Mn) a 213,3 g kaše hydroxidu hořečnatého (s obsahem 24 % Mg) spolu se 555 g kyseliny fosforečné koncentrace 85 hmot. % H3PO4, byla kalcinována rychlostí 10 °C/min a přitom tenze vodní páry v prostoru kalcinátu udržována až do teploty 500 °C vyšší než 85 kPa na teplotu 1 180 °C. Vzniklá tavenina byla prudce zchlazena vlitím do vody. Získaný sklovitý meziprodukt byl oddělen, osušen a rozemlet za sucha. Poté byl zahřát na teplotu 690 °C. Bylo tak získáno 535 g produktu, který obsahoval 99,5 % podvojných cykio-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých vzorce c-Mn05Mg15P4Oi2 v mikrokrystalické podobě.

Claims (2)

  1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU
    1. Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých vzorce c-Mn2_xMgxP4O|2, kde χε(0;2), vyznačující se tím,, že výchozí směs sestávající jednak z dihydrogenfosforečnanů, hydrogenfosforečnanů, fosforečnanů nebo oxidů, hydroxidů, uhličitanů či hydroxid-uhličitanů manganatých a hořečnatých v takových množstvích, že molární poměr Mn/Mg odpovídá vztahu (2—x)/x a jednak z kyseliny fosforečné v takovém množství, že fosforečné anionty jsou vůči dvojmocným kationtům ve směsi v molárním poměru P2O5/(Mn + Mg) rovným hodnotě 0,98 až 1,15, s výhodou 1 až 1,01, se zahřívá, s výhodou tak, že rychlost ohřevu je menší než 40 °C/min a tenze vodní páry v prostoru kalcinátu je 20 až 100 kPa, na teplotu vyšší než 1 160 °C, s výhodou vyšší než 1 200 °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 500 °C a nižší než 895 °C, s výhodou na teplotu vyšší než 650 °C a nižší než 850 °C, kdy nastane rekrystalizace meziproduktu ’ s přeskupením tetraedrů (PO4) v aniontu za vzniku podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých, který se nakonec ještě s výhodou rozmělní do formy jemnozrnných částic mikrokrystalického charakteru.
  2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se na produkt po kalcínaci působí kyselinou chlorovodíkovou, sírovou, dusičnou nebo fosforečnou, s výhodou hmotnostní koncentrace 0,5 až 10 %.
CS882484A 1988-04-12 1988-04-12 Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých CS264547B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS882484A CS264547B1 (cs) 1988-04-12 1988-04-12 Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS882484A CS264547B1 (cs) 1988-04-12 1988-04-12 Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS248488A1 CS248488A1 (en) 1988-10-14
CS264547B1 true CS264547B1 (cs) 1989-08-14

Family

ID=5362119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS882484A CS264547B1 (cs) 1988-04-12 1988-04-12 Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS264547B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS248488A1 (en) 1988-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS60239320A (ja) 結晶性ケイ酸ナトリウムの製造方法
JP2020512265A (ja) Fe(II)P/Fe(II)MetP化合物を製造する方法
US3241946A (en) Ammonium phosphate fertilizer solids derived from anhydrous liquid phosphoric acid
CS264547B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých
CA1262029A (en) Process for the preparation of asbestiform crystalline calcium sodium metaphosphate fibers
CS258283B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-vápenatých
CS258274B1 (cs) Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého
CS259970B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy mikrokrystalického kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s mol. poměrem P2O5/CaO=1
CS258278B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo tetrafosforečnanu dikadmnatého
CS259625B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů zinečnato-vápenatých
CS257741B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo-tetrafosforeČnanu dimanganatého
CS265607B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kobaltnato-vápenatých
CS258275B1 (cs) Vysokoteplotní způsob pHpravy cyklotetrafosforeČnanu diméďnatého
CS265741B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů zinečnato-hořečnatých
CS257744B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého
CS266699B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo- tetrafoeforečnanu kobaltnato-nikelnatÝch
CS263984B1 (cs) Vysokoteplotní zp/isob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů nikelnato-hořečnatých
CS266788B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kobaltnato-hořečnatých
CS266697B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvodných cyklotetrafosforečnanů manganato-zinečnatých
CS266770B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-hořečnatých
CS266786B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů hořečnato-vápenatých
US3387924A (en) Process for the manufacture of sodium tripolyphosphate with a high content of phase-i-material
CS258276B1 (cs) Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dihořečnatóho
CS273031B1 (en) High-temperature method of double manganese-cobalt cyclo-tetraphosphates preparation
CS266787B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých