CS266770B1 - High-temperature method of double cadmium-magnesium cyclo-tetraphosphates preparation - Google Patents
High-temperature method of double cadmium-magnesium cyclo-tetraphosphates preparation Download PDFInfo
- Publication number
- CS266770B1 CS266770B1 CS884475A CS447588A CS266770B1 CS 266770 B1 CS266770 B1 CS 266770B1 CS 884475 A CS884475 A CS 884475A CS 447588 A CS447588 A CS 447588A CS 266770 B1 CS266770 B1 CS 266770B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- magnesium
- cadmium
- temperature
- double
- phosphates
- Prior art date
Links
- WZGKIRHYWDCEKP-UHFFFAOYSA-N cadmium magnesium Chemical compound [Mg].[Cd] WZGKIRHYWDCEKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical class OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 6
- JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;hydrate Chemical compound O.OC(O)=O JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 8
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 5
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 4
- -1 phosphorus anions Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical class [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 claims description 2
- 235000011160 magnesium carbonates Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract description 4
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 abstract description 4
- 229940065285 cadmium compound Drugs 0.000 abstract description 2
- 150000001662 cadmium compounds Chemical group 0.000 abstract description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract description 2
- 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 abstract 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 abstract 1
- NRGIRRZWCDKDMV-UHFFFAOYSA-H cadmium(2+);diphosphate Chemical class [Cd+2].[Cd+2].[Cd+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O NRGIRRZWCDKDMV-UHFFFAOYSA-H 0.000 abstract 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 1
- YDHWWBZFRZWVHO-UHFFFAOYSA-H [oxido-[oxido(phosphonatooxy)phosphoryl]oxyphosphoryl] phosphate Chemical group [O-]P([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O YDHWWBZFRZWVHO-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 229910000011 cadmium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- PLLZRTNVEXYBNA-UHFFFAOYSA-L cadmium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cd+2] PLLZRTNVEXYBNA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GKDXQAKPHKQZSC-UHFFFAOYSA-L cadmium(2+);carbonate Chemical compound [Cd+2].[O-]C([O-])=O GKDXQAKPHKQZSC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VFVYXBGFJDRSDR-UHFFFAOYSA-L cadmium(2+);hydrogen phosphate Chemical compound [Cd+2].OP([O-])([O-])=O VFVYXBGFJDRSDR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- MHJAJDCZWVHCPF-UHFFFAOYSA-L dimagnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].OP([O-])([O-])=O MHJAJDCZWVHCPF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000395 dimagnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-L diphosphate(2-) Chemical compound OP([O-])(=O)OP(O)([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001665 trituration Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Způsob spočívá v kalcinaci výchozí směsi sestávající ze sloučenin kademnatých a hořečnatých typu dihydrogenfosforečnanů, resp. směsi kyseliny fosforečné s hydrogenfosforečnany, či fosforečnany kademnatými a horečnatými, nebo s oxidy, hydroxidy, hydroxid-uhličitany či uhličitany tedemnatými a horečnatými v množstvích odpovídajících molárnímu poměru Cd/Mg = (2-x)/x a PpOc/tCd+Mg) rovnému 0,98 až 1,15, na teploty vyěší než 800 °C, kdy vzniká tavenina. Ta se prudkým ochlazením převede na sklovitý meziprodukt, který se opčtQvným záhřevem na teplotu alespoň 500 °C a nižší než 750 °C zrekrystalizuje za vzniku mikrokrystalků podvojných cyklo-tetrafosforečnanů katí emnato-hořečnatých.The method consists in calcining the starting material mixtures consisting of cadmium compounds and magnesium-type dihydrogen phosphates, resp. acid mixtures phosphorous with hydrogen phosphates or cadmium phosphates a with magnesium, or with oxides, hydroxides, carbonate hydroxide or carbonates and feverish in amounts corresponding to molar ratio Cd / Mg = (2-x) / x a PpOc / tCd + Mg) equal to 0.98 to 1.15, to temperatures above 800 ° C, when a melt is formed. The one is sharp by cooling it to a vitreous intermediate, which is heated by heating to a temperature of at least 500 ° C and less than 750 ° C is recrystallized to form double-microcrystals Cyclo-tetraphosphate emnato-magnesium.
Description
Vynález se týká vysokoteplotního způsobu přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-hořeČnatých.The invention relates to a high-temperature process for the preparation of double cadmium-magnesium cyclophosphates.
Podvojné cyklo-tetrafosforečnany kademnato-hořečnaté c-Cdg-xMgxP^O.!^, kde x E (0; 2), jsou sloučeniny typu kondenzovaných fosforečnanů s cyklickým aniontem, tvořeném čtyřmi vzájemně spojenými tetraedry (PO^).. Jedná se o bílé (bezbarvé) sloučeniny s vysokou termickou a chemickou stabilitou s krystalovou strukturou v monoklinické soustavě. Autorem tohoto vynálezu jsou tyto sloučeniny uvedeny jako nové látky a dále je autorem navrhován způsob jejich syntézy, který je založen na termickém zpracování směsi oxidu, hydroxidu, uhličitanu nebo hydroxid-uhličitanu kademnatého a horečnatého a kyseliny fosforečné, přičemž může být.použito pouze teplot, kdy ještě nedochází k tání produktů - tj. do 750 °C. Způsob je výhodný z energetického a technologického hlediska, avšak někdy je třeba připravit produkty s pravidelnými částicemi tvořenými dobře vyvinutými mikrokrystalky c-Cdg-x^gx^Olž’ které jsou pro některá použití výhodnější; (např. použití produktů pro experimentálně výzkumné práce a pro preparativní účely). Navíc je potřeba vyřešit při vysokoteplotním zpracování fosforečných sloučenin možnost vzniku zmíněných podvojných produktů, v nichž je kadmium vázáno v nerozpustné stabilní a ekologicky neproblematické formě.Double cadmium-magnesium cyclo-tetraphosphates c-Cdg-xMgxP ^ O. white (colorless) compounds with high thermal and chemical stability with a crystal structure in a monoclinic system. The present invention discloses these compounds as novel substances and further proposes a process for their synthesis which is based on the heat treatment of a mixture of cadmium and magnesium oxide, hydroxide, carbonate or hydroxide-carbonate and phosphoric acid, only temperatures being used. when the products have not yet melted - ie up to 750 ° C. The process is advantageous from an energy and technological point of view, but sometimes it is necessary to prepare products with regular particles formed by well-developed microcrystals c-Cdg-x ^ gx ^ Olž ’which are more advantageous for some applications; (eg use of products for experimental research and preparative purposes). In addition, in the case of high-temperature processing of phosphorus compounds, it is necessary to solve the possibility of the formation of said double products in which cadmium is bound in an insoluble stable and ecologically unproblematic form.
Přípravu produktů s výše uvedenými vlastnostmi částic umožňuje a uvedený problém řeší vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-hořečnatých, podle vynálezu, vzorce ^de xE (0; 2), vyznačující se tím, že výchozí směs sestávající jednak z dihydrogenfosforečnanů, hydrogenfosforečnanů, fosforečnanu nebo oxidů, hydroxidů, uhličitanu či hydroxid-uhličitanů kademnatých a horečnatých v takových množstvích, že molární poměr Cd/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 PgO^/ÍCd+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 10 °C/min a tenze vodní páry v prostoru kalcinace je 60 až 100 kPa, na teplotu vyšší než 800 °C, s výhodou vyšší než 1200 °C, kdy předtím vzniklé meziprodukty roztají a poté se tavěnina 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 750 °C, s výhodou na teplotu vyšší než 600 °C a nižší než 700 °C, kdy nastane rakrystalizace meziproduktu spolu s přeskupením tetraedrů (PO^) v aniontu, za vzniku podvojných cyklo-tetrafosforečnanu kademnato-hořečnatých, které se nakonec s výhodou ještě rozmělní do formy jemnozrnných částic mikrokrystalického charakteru.The preparation of products with the above-mentioned particulate properties is facilitated and solved by a high-temperature process for the preparation of double cadmium-magnesium cyclophosphates according to the invention, of the formula (de xE (0; 2)), characterized in that the starting mixture consists of phosphate or oxides, hydroxides, carbonate or hydroxide-carbonates of cadmium and magnesium in such amounts that the molar ratio Cd / Mg corresponds to (2-x) / x and from phosphoric acid in such an amount that the phosphorus anions are divalent to the divalent cations in the mixture in a molar ratio PgO 2 (Cl 2 + Mg) equal to 0.98 to 1.15, preferably 1 to 1.01, is preferably heated so that the heating rate is less than 10 ° C / min and the water vapor pressure in calcination space is 60 to 100 kPa, to a temperature higher than 800 ° C, preferably higher than 1200 ° C, where the previously formed intermediates melt and then the melt is rapidly cooled, preferably by pouring into water or on a cold plate of inert material. material, to give a further intermediate in the form of a homogeneous amorphous mass of glassy character, which is further heated, preferably after grinding, to a temperature of at least 500 ° C and lower than 750 ° C, preferably to a temperature higher than 600 ° C and lower than 700 DEG C., at which point the crystallization of the intermediate takes place, together with the rearrangement of the tetrahedra (PO2) into an anion, to give double cadmium-magnesium cyclophosphate, which is finally preferably comminuted into fine-grained microcrystalline particles.
Při vysokoteplotním způsobu přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-hořečnatých lze vycházet ze surovin, u kterých je obsah fosforečných aniontu příslušných dvojmocných kationtů, vyjádřený molárním poměrem PjO^/CCd+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 (hydrátů či anhydridů) nebo ze směsi hydrogenfosforečnanů nebo fosforečnanů (terciárních) (opět v hydrátové či anhydridové formě) s kyselinou fosforečnou. Výchozí suroviny typu fosforečnanů jsou však pro širší technologické použití méně vhodné, nebot vyžadují přípravu předem, která sama o sobě není jednoduchou operací, takže ee hodí spíše jen pro přípravu menších množství produktů c-Cd2-x^’x1>4012 ve zcela čisté podobě. Pro technologické použití, jako je syntéza podvojných cyklo-tetrafosforečnanů pro pigmentářské či agrochemické účely je třeba počítat s tím, že se bude vycházet ze směsí oxidů nebo hydroxidů nebo hydroxid-uhličitanů nebo uhličitanů kademnatých a horečnatých s kyselinou fosforečnou. Kyselinu lze použít v libovolné koncentraci, je však třeba počítat s tím, že z hlediska účinného proreagování výchozíIn the high-temperature process for the preparation of double cadmium-magnesium cyclophosphates, it is possible to start from raw materials in which the content of phosphorus anions of the respective divalent cations, expressed by a molar ratio of P 2 O 3 / CCd + Mg) is equal to one or close to one - 0.98 to 1.15 preferably 1 to 1.01. It is therefore possible to start from a mixture of dihydrogen phosphates (hydrates or anhydrides) or from a mixture of hydrogen phosphates or phosphates (tertiary) (again in hydrate or anhydride form) with phosphoric acid. However, phosphate-type starting materials are less suitable for wider technological use because they require pre-preparation, which is not in itself a simple operation, so that ee is more suitable only for the preparation of smaller quantities of products c- C d 2-x ^ 'x 1> 4 0 12 in a completely pure form. For technological applications, such as the synthesis of double cyclo-tetraphosphates for pigmentary or agrochemical purposes, it is to be assumed that mixtures of oxides or hydroxides or hydroxide-carbonates or carbonates of cadmium and magnesium with phosphoric acid will be used. The acid can be used in any concentration, but it is to be expected that it is the starting point for efficient reaction
- 1 266770 směsi je výhodnější kyselina zředěnější, kdežto z hlediska energetických nároků na odpaření zřeďovací vody z kyseliny je vhodnější naopak kyselina vyšší koncentrace. Koncentraci kyseliny je proto třeba volit individuálně podle reaktivity výchozí kademnaté sloučeniny (hořečnaté jsou vůči kyselině reaktivnější) a podle energetických možností případného 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 podvojný dihydrogendifosforečnan, při teplotách okolo 200 °C. Ten pak při teplotách zhruba o 100 až 200 °C vyšších přechází na produkt, který z větší či menší části odpovídá podvojným cyklo-tetrafosforečnanům. 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 10 °C/min za přítomnosti vodní páry s tenzí 60 až 100 kPa. Udržování tenze vodní páry v prostoru kalcinátu alespoň 60 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 bránila průběhu dehydratačních reakcí. Konečná teplota kalcinace v této fázi přípravy produktu podle vynálezu musí být vyšší než 800 °C, nebot to je nejnižší teplota, kdy některé meziprodukty tají; vzhledem k požadavku rychlého roztavení kalcinátu, který může obsahovat i jiné výše tající látky, je výhodné volit teplotu vyšší, tj. nad 1160 °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 rozemele za sucha a opět se zahřeje tak, aby došlo k rekrystalizaci meziproduktu za přeskupení tetraedrů (PO^)v aniontu, za vzniku mikrokrystalků podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-hořečnatých, vzorce c-Cdg^Mg^P^O^g (x £ (0; 2)).. Přitom se uvolňuje malé 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 kademnato-hořečnatých meziproduktů. Této teploty sice stačí pouze dosáhnout, nebot rekrystalizační děj je exotermní a jakmile se rozběhne, bjHii již dále samovolně, avšak výhodná teplotní oblast pro rekrystalizaci jsou teploty vyšší než 600 °C a nižší než 700 °C, kdy rekrystalizace sklovitého meziproduktu nastane vždy při jaké·? kóliv rychlosti ohřevu a jakékoliv konzistenci meziproduktu (práškový, kusový či zcela kompaktní) a nevzniká přitom nebezpečí roztavení konečného produktu, které by vzhledem ke své nekongruentnosti opět vedlo ke vzniku sklovitého meziproduktu. Nelze tedy při rekrystalizaci překročit hranici 750 °C, která odpovídá nejnižší teplotě tání podvojných produktů kademnato-hořečnatých. Konečné produkty - podvojné cyklo-tetrafosforečnany kademnato-hořečnaté - 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.- 1 266770 of the mixture, a more dilute acid is more preferred, while in terms of energy requirements for the evaporation of dilution water from the acid, a higher concentration acid is more suitable. The acid concentration must therefore be chosen individually according to the reactivity of the starting cadmium compound (magnesium is more reactive towards the acid) and according to the energy possibilities of the possible manufacturer. When high concentrations of acid are used, there may be a risk of condensation of phosphoric acid separately to higher polyphosphoric acids at high heating rates and even to phosphorus oxide at high temperatures, which may flow out of the mixture and adversely affect the ratio of phosphate anions to divalent cations in calcine. . melt. The first condensed phosphate-type intermediate to be formed during calcination is double dihydrogen diphosphate, at temperatures around 200 ° C. At the temperatures of about 100 to 200 ° C higher, it then changes to a product which corresponds to a greater or lesser extent to double cyclo-tetraphosphates. In order to minimize the proportion of double cyclo-tetraphosphates, which are also intermediates at this stage, and to minimize the risk of condensation of the phosphorus component and thus possibly its volatility losses, it is advantageous to heat at less than 10 ° C / min in the presence of water. steam with a tension of 60 to 100 kPa. Maintaining a water vapor pressure in the calcine space of at least 60 kPa is advantageous for preventing the formation of undesired by-products, in particular for preventing the cleavage and separate condensation of the phosphorus component. The presence of water vapor slows down the individual condensation reactions somewhat to the formation of intermediates, allows their more quantitative course; it also prevents the formation of undesired non-porous crusts on the surface of the particles in the calcined mixture, which would prevent the course of dehydration reactions. The final calcination temperature at this stage of the preparation of the product according to the invention must be higher than 800 ° C, as this is the lowest temperature at which some intermediates melt; Due to the requirement for rapid melting of the calcine, which may also contain other higher melting substances, it is advantageous to choose a higher temperature, i.e. above 1160 ° C. The intermediate melts non-congruently, with the decomposition of the tetraphosphate cycles and the joining of the formed short phosphate chains into long chains, to which the presence of at least trace amounts of water vapor in the melt space also contributes. The melt must then be quenched, preferably by pouring into water or on a cold plate of inert material (metal or ceramic). This gives another intermediate, which is a homogeneous amorphous mass of glassy character, containing anions in the form of long chains. The lumpy mass thus obtained is, after cooling and eventually drying, preferably ground dry and reheated so as to recrystallize the intermediate to rearrange the tetrahedra (PO 2) in the anion, to form microcrystals of double cadmium-magnesium cyclophosphates of the formula c-Cdg ^ Mg ^ P ^ O ^ g (x £ (0; 2)) .. A small amount of chemically bound water is released in the glassy intermediate. Therefore, it is easier to guide the thermal recrystallization process if the glassy intermediate is dry ground beforehand. The lower temperature limit of this reheating is 500 ° C and corresponds to the lowest recrystallization temperature of the cadmium-magnesium intermediates. Although this temperature only needs to be reached, since the recrystallization process is exothermic and as soon as it starts, it can continue spontaneously, but the preferred temperature range for recrystallization is above 600 ° C and below 700 ° C, whereby recrystallization of the glassy intermediate always occurs at what ·? the heating rate and any consistency of the intermediate product (powder, lump or completely compact) without the risk of melting of the final product, which, due to its non-congruent nature, would again lead to the formation of a glassy intermediate product. It is therefore not possible to exceed the limit of 750 DEG C. during recrystallization, which corresponds to the lowest melting point of the cadmium-magnesium double products. The final products - double cadmium-magnesium cyclophosphates - are preferably further ground (by grinding, trituration) into regular fine-grained particles of a microcrystalline character after cooling. If the glassy product has been ground before recrystallization, the final grinding of the products is very easy.
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 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 věechny nežádoucí vedlejší produkty i ev. zbytky výchozí směsi, které tak přejdou do roztoku. Podvojné cyklo-tetrafosforečnany kademnato-hořečnaté působení těchto kyselin odolávají.The essence of the process according to the invention further lies in the fact that the product after treatment is treated with hydrochloric, sulfuric, nitric or phosphoric acid, preferably with a concentration of 0.5 to 10% by weight. This operation is performed as ev. purification of the obtained products when they are needed in a completely pure form, eg for analytical or preparative purposes. The action of these acids removes all undesirable by-products, including ev. residues of the starting mixture, which thus go into solution. Double cyclo-tetraphosphates resist the cadmium-magnesium action of these acids.
Výhodami způsobu podle vynálezu jsou vysoká výtěžnost a vysoká čistota produktů, které lze ještě navíc loužením dočistit. Další výhodou je mikrokrystalický jemnozrnný charakter částic produktů, kterou jsou pravidelné a povrchově velmi dobře vyvinuté. Jsou proto vhodné pro některá speciálnější použití. V dalším jsou uvedeny příklady použití způsobu podle vynálezu.The advantages of the process according to the invention are the high yield and the high purity of the products, which can be further purified by leaching. Another advantage is the microcrystalline fine-grained character of the product particles, which are regular and very well developed on the surface. They are therefore suitable for some more special uses. The following are examples of the use of the process according to the invention.
Příklad 1Example 1
Směs 100g hydr&gsnfosforečnanu kademnatého (34% -^2^5’ 54% Cd) a 53 g hydrogenfosforečnanu hořečnatého (59% ^2θ5’ ^0,2% Mg) spolu se 112 g kyseliny fosforečné hmot, koncentrace 85% HjPO^ byla kalcinována rychlostí 8 °C/min a přitom byla tenze vodní páry v prostoru kalcinátu udržována až do teploty 500 °C vyšší než 85 kPa, na teplotu 1200 °C. Vzniklá tavenina byla prudce ochlazena vlitím do vody. Získaný sklovitý meziprodukt byl oddělen, osušen a rozemlet za sucha'. Poté byl zahřát na teplotu 650 °C a po zchladnutí rozetřen. Produkt obsahoval 98,5% podvojného cyklo-tetrafosforečnanu kademnato-hořeČnatého vzorce c-CdMgP^O^j a bylo ho získáno 220 g; byl ve formě pravidelných jemných mikrokrystalků.A mixture of 100 g of cadmium hydrogen phosphate (34% ^ 2 ^ 5 '54% Cd) and 53 g of magnesium hydrogen phosphate (59% ^ 2θ5' ^ 0.2% Mg) together with 112 g of phosphoric acid, a concentration of 85% HjPO ^ was calcined at a rate of 8 ° C / min, while the water vapor pressure in the calcine space was maintained at a temperature of 500 ° C higher than 85 kPa, at a temperature of 1200 ° C. The resulting melt was quenched by pouring into water. The resulting glassy intermediate was separated, dried and dry milled. It was then heated to 650 ° C and triturated after cooling. The product contained 98.5% of double cadmium-magnesium cyclophosphate of the formula c-CdMgP 2 O 2, and 220 g were obtained; was in the form of regular fine microcrystals.
Příklad 2Example 2
Směs 100 g uhličitanu kademnatého (66% Cd) a 16,4 g uhličitanu hořečnatého (29% Mg) spolu se 310 g kyseliny fosforečné hmot, koncentrace 50% H^PO^, byla kalcinována rychlostí 10 °C/min a přitom byla tenze vodní páry v prostoru kalcinátu udržována až do teploty 450 °C vyšší než 80 kPa, na teplotu 1200 °C. Vzniklá tavenina byla prudce zchlazena vlitím na korundovou desku. Zchladlý sklovitý meziprodukt byl za sucha rozemlet a poté byl zahřát na teplotu 625 °C a po zchladnutí rozetřen. Bylo získáno 205 g produktu, který obsahoval více než 97,5% podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-hořečnatých vzorce c-Cd^ j”‘go 5-^40^2 v mikr°krystalické jemnozrnné podobě. Příklad 3A mixture of 100 g of cadmium carbonate (66% Cd) and 16.4 g of magnesium carbonate (29% Mg) together with 310 g of phosphoric acid, a concentration of 50% H 2 PO 2, was calcined at a rate of 10 ° C / min while the tension was water vapor in the calcine space is maintained up to a temperature of 450 ° C higher than 80 kPa, at a temperature of 1200 ° C. The resulting melt was quenched by pouring onto a corundum plate. The cooled glassy intermediate was dry ground and then heated to 625 ° C and triturated after cooling. 205 g of product were obtained which contained more than 97.5% of double cadmium-magnesium cyclophosphates of the formula c-Cd ^ j '' go 5- ^ 40 ^ 2 vm i r r in crystalline fine-grained form. Example 3
Směs 50 g hydroxidu kademnatého (s obsahem 76% Cd) a 70,4 g hydroxid-uhličitanu hořečnatého (s obsahem 35% Mg) spolu se 442 g kyseliny fosforečné koncentrace 60 hmot.% H^PO^, byla kalcinována rychlostí 9 °C/min a přitom byla tenze vodní páry v prostoru kalcinátu udržována až do teploty 550 °C vyšší než 75 kPa, na teplotu 1250 °C. Vzniklá tavenina byla prudce zchlazena vlitím do vody. Získaný sklovitý meziprodukt byl oddělen, osušen a rozemlet za sucha. Poté byl zahřát na teplotu 700 °C. Bylo tak získáno 265 g produktu, který obsahoval 99% podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-hořečnatých vzorce c-Cdg ^Mg^ 5^4^12 v “ikrokrystalické podobě.A mixture of 50 g of cadmium hydroxide (containing 76% Cd) and 70.4 g of magnesium hydroxide (containing 35% Mg) together with 442 g of phosphoric acid with a concentration of 60% by weight of H 2 PO 2 was calcined at a rate of 9 ° C. / min, while the water vapor pressure in the calcinate space was maintained up to a temperature of 550 ° C higher than 75 kPa, at a temperature of 1250 ° C. The resulting melt was quenched by pouring into water. The resulting glassy intermediate was separated, dried and dry milled. It was then heated to 700 ° C. 265 g of product were thus obtained, which contained 99% of double cadmium-magnesium cyclophosphates of the formula c-Cdg ^ Mg ^ 5 ^ 4 ^ 12 in microcrystalline form.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS884475A CS266770B1 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | High-temperature method of double cadmium-magnesium cyclo-tetraphosphates preparation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS884475A CS266770B1 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | High-temperature method of double cadmium-magnesium cyclo-tetraphosphates preparation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS447588A1 CS447588A1 (en) | 1989-04-14 |
CS266770B1 true CS266770B1 (en) | 1990-01-12 |
Family
ID=5387563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS884475A CS266770B1 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | High-temperature method of double cadmium-magnesium cyclo-tetraphosphates preparation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS266770B1 (en) |
-
1988
- 1988-06-27 CS CS884475A patent/CS266770B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS447588A1 (en) | 1989-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CS266770B1 (en) | High-temperature method of double cadmium-magnesium cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS266788B1 (en) | High-temperature method of cobalt-magnesium double cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS258283B1 (en) | High-temperature method of manganese-calcium double cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS258274B1 (en) | High-temperature method of dinickel cyclo-tetraphosphate preparation | |
CS266786B1 (en) | High-temperature method of magnesium-calcium double cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS266697B1 (en) | High-temperature method of manganese-zinc double cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS265741B1 (en) | High-temperature process for preparing double zinc-magnesium cyclo-tetraphosphates | |
CS265607B1 (en) | High- temperature method of double kobalt calcium cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS266783B1 (en) | Method of copper-magnesium double cyclo-tetraphosphates' high-temperature preparation | |
CS259625B1 (en) | High-temperature method of binary zinc-calcium cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS259970B1 (en) | High-temperature method of microcrystalline condensed calcium phosphate preparation with molecular ration p 205/cao=1 | |
CS263984B1 (en) | High-temperature process for preparing double nickel-magnesium cyclo-tetraphosphates | |
CS264547B1 (en) | High-temperature method for preparing double manganate magnesium cyclo-tetraphosphates | |
CS258275B1 (en) | High-temperature method of dicopper cyclo-tetraphosphate preparation | |
CS257744B1 (en) | High-temperature method of dicobalt cyclo-tetraphosphate preparation | |
CS266787B1 (en) | High-temperature method of cadmium-calcium double cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS258278B1 (en) | High-temperature method of dicadmium cyclo-tetraphosphate preparation | |
CS257741B1 (en) | High-temperature of dimanganous cyclo-tetra phosphate preparation | |
CS258276B1 (en) | High-temperature method of dimagnesium cyclo-tetraphosphate preparation | |
CS257740B1 (en) | High-temperature method of cyclo-tetra-dizinc phosphate preparation | |
CS266699B1 (en) | High-temperature method of double cobalt-nickel cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS273049B1 (en) | High-temperature method of double zinc-nickel cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS273031B1 (en) | High-temperature method of double manganese-cobalt cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS267049B1 (en) | High-temperature method of double manganese-nickel cyclo-tetraphosphates preparation | |
CS258277B1 (en) | High-temperature method of diferrous cyclo-tetraphosphate preparation |