CS266787B1 - Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých - Google Patents

Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých Download PDF

Info

Publication number
CS266787B1
CS266787B1 CS885028A CS502888A CS266787B1 CS 266787 B1 CS266787 B1 CS 266787B1 CS 885028 A CS885028 A CS 885028A CS 502888 A CS502888 A CS 502888A CS 266787 B1 CS266787 B1 CS 266787B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
cadmium
calcium
temperature
tetraphosphates
melt
Prior art date
Application number
CS885028A
Other languages
English (en)
Other versions
CS502888A1 (en
Inventor
Miroslav Doc Ing Csc Trojan
Original Assignee
Trojan Miroslav
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 filed Critical Trojan Miroslav
Priority to CS885028A priority Critical patent/CS266787B1/cs
Publication of CS502888A1 publication Critical patent/CS502888A1/cs
Publication of CS266787B1 publication Critical patent/CS266787B1/cs

Links

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

Řešení spočívá v kalcinaci výchozí Směsi sestávající ze sloučenin kademnatých a vápenatých typu dihydrogenfosforečnanů, resp. výchozí směsi kyseliny fosforečné s hydrogenfosforečnany či fosforečnany kademnatými a vápenatými nebo s oxidy, hydroxidy či uhličitany kademnatými a vápenatými v množstvích odpovídajících molárnímu poměru Cd/Ca s = (2-x)/x a P,0-/(Ca+Ca) rovnému 0,99 až 1,15, na teploty vyšší než 800 °G, kdy vzniká tavenina. Ta se prudkým ochlazením převede na sklovitý meziprodukt, který se opětovným záhřevem na teplotu alespoň 450 0 a nižší než 750 °C zrekrystalizuje za vzniku mikrokrystalkú podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých.

Description

Vynález se týká vysokoteplotního způsobu přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých.
Podvojné cyklo-tetrafosforečnany kademnato-vápenaté c-Cd2_xCaxP^0^2» ^úe x é (O; 0,7 > jsou sloučeniny typu kondenzovaných fosforečnanů s cyklickým aniontem, tvořeným čtyřmi vzájemné spojenými tetraedry (PO^). Jedná se o téměř bezbarvé sloučeniny β 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 nebo uhličitanu kademnatého a vápenatého a kyseliny fosforečné, přičemž může být použito pouze teplot, kdy ještě nedochází k tání produktů, tj. do 750 °C. Existují však tzv. vysokoteplotní způsoby přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů, kdy kationty jsou jednak některý z iontů dvojmocných kovů - Zn, Mn, Co, Mg - a jednak ionty vápenaté. Tyto produkty jsou navrhovány pro speciální pigmentové použití. Při těchto způsobech se vychází z fosforečné suroviny, která často obsahuje, i když v malých množstvích, kademnaté, hygienicky a ekologicky problematické ionty; je proto důležité znát možnosti vzniku produktů, za zmíněných vysokoteplotních podmínek, do nichž by byly kademnaté ionty vázány v nerozpustné, ekologicky nezávadné formě.
Tento problém řeší podle vynálezu vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých vzorce c-Cc^^Ca*?^ 2, kde x (0; 0,7>, vyznačující se tím, že výchozí směs sestávající jednak z dihydrogenfosforečnanů, hydrogenfosforečnanů nebo oxidů, hydroxidů či uhličitanů kademnatých a vápenatých v takových množstvích, že molární poměr Cd/Ca odpovídá vztahu (2-x)/x a jednak z kyseliny fosforečné v takovém množství, že fosforečné anionty jaou vůči dvojmocným kationtům ve směsi v molárním poměru PgO^/CCd+Ca) rovným hodnotě 0,99 až 1,15, s výhodou 1 až 1,01, se zahřívá, s výhodou tak, že rychlost ohřevu je menší než 20 °C/min a tenze vodní páry v prostoru kalcinátu je 40 až 100 kPa, na teplotu vyšší než 750 °C, s výhodou vyšší než 800 °C, kdy předtím vzniklé meziprodukty roztají a poté se tavenina prudce zchladí, s výhodou vlitím do vody nebo na chladnou deaku z inertního materiálu, za vzniku dalšího meziproduktu v podobě homogenní amorfní hmoty sklovitého charakteru, která ae dále, a výhodou po rozemletí, opět zahřeje na teplotu alespoň 450 °C a nižší než 750 °C, s výhodou na teplotu vyšší než 550 °C a nižší než 700 °C, kdy nastane rekrystalizace meziproduktu spolu s přeskupením tetraedrů (PO^) v aniontu za vzniku podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých, který se nakonec ještě a výhodou rozmělní do formy jemnozrnných částic mikrokrystalického charakteru.
Při vysokoteplotním způsobu přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých lze vycházet ze surovin, u kterých je obsah fosforečnanových aniontů a pří slušných dvojmocných kationtů vyjádřený molárním poměrem PgO^/ÍCd+Ca) rovným jedné, nebo se pohybuje v blízkosti jedné - 0,99 až 1,15, s výhodou 1 až 1,01. Je proto možné vyjít ze směsi dihydrogenfosforečnanů (dihydrátů či anhydridů) nebo ze směsi hydrogenfosforečnanů nebo fosforečnanů (terciárních) (opět v hydrátové či anhydridové formě) a kyseliny fosforečné. Výchozí suroviny typu fosforečnanů jsou však pro širší technologické použití méně vhodné, nebol vyžadují přípravu předem, která sama o sobě není jednoduchou operací, takže se hodí spíše jen pro přípravu menších množství produktů c-Cd2 ^Ca^P^Oj2 ve zcela čisté podobě. Pro technologické použití je výhodnější vycházet ze směsi oxidů nebo hydroxidů nebo uhličitanů kademnatých a vápenatých a z kyseliny fosforečné. Kyselinu lze použít v libovolné koncentraci, je však třeba počítat s tím, že z hlediska účin ného proreagování výchozí směsi je výhodnější kyselina zředěnéjší, kdežto z hlediska energetických nároků na odpaření zřeáovací vody z kyseliny je vhodnější naopak kyselina vyšší koncentrace. Koncentraci kyseliny je proto třeba volit individuálně podle reaktivity výchozí kademnaté sloučeniny (vápenaté 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 fosforečnýt který pak může ze směsi vytěkávat a porušovat tak nepříznivě vzájemný poměr fosforečnánových 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 kademnato-vápenatým. 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 20 °C/min, za přítomnosti vodní páry s tenzí 40 hi 100 kPa. Udržování tenze vodní páry v prostoru kalcinátu alespoň 40 kPa je výhodné pro zabránění vzniku nežádoucích vedlejších produktů, zejména zabránění odštěpování a samostatné kondenzace fosforečné složky.Přítomná vodní pára pro jednotlivé kondenzační reakce vzniku meziproduktů poněkud zpomaluje a 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 75O°C, nebol to je nejnižší teplota, kdy některé meziprodukty tají. Vzhledem k požadavku rychlého roztavení kalcinátu, který může obsahovat i jiné výšetající látky, je výhodné volit teplotu vyšší, nad 800°C. Meziprodukt taje nekongruentne, za rozpadu tetrafosforčnanových 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 chladnutí a event.osehnutí s výhodou rozemele za sucha a opět se zahřeje tak, aby došlo k rekryatalizaci meziproduktu za přeskupení tetraedrů (PO^) v aniontů, za vzniku mikrokrystalků podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých, vzorce c-Cd2_xCaxP^01(x & (θ; 0,7 > ). Přitom se uvolňují malá množství vody vázaná 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 450 °C a odpovídá nejnižší teplotě rekrystalizace kademnato-vápenatých produktů. Této teploty sice stačí dosáhnout, nebot rekrystalizační děj je exotermní a jakmile se rozběhne, běží již dále samovolně, avšak výhodná teplotní oblast pro rekrystalizaci jsou teploty vyšší než 550 °C a nižší než 700 °C, kdy rekrystalizace sklovitého meziproduktu nastane vždy, při jakékoliv rychlosti ohřevu a jakékoliv konzistenči meziproduktu (práškový, kusový či zcela kompaktní) a nevzniká přitom nebezpečí roztavení konečného produktu, které by vzhledem ke své nekongruentnosti opět vedlo ke vztlika sklovitého meziproduktu. Nelze tedy při rekrystalizaci překročit hranici 750 °C, která odpovídá nejnižší teplotě tání podvojných produktů a sice teplotě tání 0Cd1,3CaO,7P4°12·
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 5 %. Tato operace se provádí jako ev. vyčištění získaných produktů při jejich potřebě ve zcela čisté podobě, například pro analytické či preparativní účely. Působením uvedených kyselin se odstraní všechny nežádoucí vedlejší produkty i ev. zbytky výchozí směsi, které přejdou do roztoku. Podvojné cyklo-tetrafosforečnany kademnato-vápenaté 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 čistého produktu. Mikrokrystalky jsou pravidelné a povrchově velmi dobře vyvinuté.
V dalším jsou uvedeny příklady použití způsobu podle vynálezu.
Příklad 1
Směs 100 g hydrogenfosforečnanu kademnatého (34 % P2°5» 53,9 % Cd) a 35>2 g hydrogenf osforečnanu vápenatého (52,12 % Ρ20^, 29,4 % Ca) spolu s 86 g kyseliny fosforečné hmotnostní koncentrace 85 4 H^PO^ byla kalcinována rychlostí 10 °C/min a přitom byla tenze vodní páry v prostoru kalcinátu udržována až do teploty 400 °C vyšší než 80 kPa, na teplotu 850 °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 580 °C a po zchladnutí rozetřen. Produkt obsahoval 94,9 % podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých c-Cd^ ^Οβθ 7^4θ!2 a bylo ho získáno 186 g; byl ve formě pravidelných jemných mikrokrystalki. *
Příklad 2
Směs uhličitanu kademnatého (59 % Cd) a 5>Q4 g uhličitanu vápenatého (40 % Ca) spolu se 289 g kyseliny fosforečné hmotnostní koncentrace 40 % H^PO^, byla kalcinována rychlostí 8 °C/min a přitom byla tenze vodní páry v prostoru kalcinátu udržována až do teploty 430 °C vyšší než 75 kPa, na teplotu 900 °C. Vzniklá tavenina byla prudce zchlazena vlitím na korundovou desku. Zchladlý sklovitý meziprodukt byl za sucha rozemlet a poté byl zahřát na teplotu 600 °C a po zchladnutí rozetřen. Bylo získáno 158 g produktu, který obsahoval více než 95 % podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých vzorce c-Cd^ θΟβθ 2^4θΐ2 v mikrokrystalické jemnozrnné podobě.

Claims (2)

  1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU
    1. Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých vzorce ο-Οό^χΟβχΡ^2, kde x é (; 0,7 > , vyznačující se tím, že výchozí amšs sestávající jednak z dihydrogenfosforeěnanů, hydrogenfosforečnanů, fosforečnanů nebo oxidů, hydroxidů či uhličitanů kademnatých a vápenatých v takových množstvích, že molární poměr Cd/Ca 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^/CCd+Ca) rovným hodnotě 0,99 až 1,15, a výhodou 1 až 1,01, ee zahřívá, s výhodou tak, že rychlost ohřevu je menší než 20 °C/min a tenze vodní páry v prostoru kalcinátu je 40 až 100 kPa, na teplotu vyšší než 750 °C, a výhodou vyšší než 800 °C, kdy předtím vzniklé meziprodukty roztají a poté se tavenina prudce zchladí, a 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, a výhodou po rozemletí, opět zahřeje na teplotu alespoň 450 °C a nižší než 750 °C, s výhodou na teplotu vyšší než 650 °C a nižší než 700 °C, kdy nastane rekrystalizace meziproduktu spolu 3 přeskupením tetraedrů (PO^) v aniontu za vzniku podvojných cyk.lo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých, který se nakonec ještě β výhodou rozmělní do formy jemnozrnných částic mikrokrystalického charakteru.
  2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačující ae tím, že ee na produkt po kalcinaci působí kyselinou chlorovodíkovou, sírovou, dusičnou nebo fosforečnou, s výhodou hmotnostní koncentrace 0,5 až 5
CS885028A 1988-07-13 1988-07-13 Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých CS266787B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS885028A CS266787B1 (cs) 1988-07-13 1988-07-13 Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS885028A CS266787B1 (cs) 1988-07-13 1988-07-13 Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS502888A1 CS502888A1 (en) 1989-04-14
CS266787B1 true CS266787B1 (cs) 1990-01-12

Family

ID=5394338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS885028A CS266787B1 (cs) 1988-07-13 1988-07-13 Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS266787B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS502888A1 (en) 1989-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS266787B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-vápenatých
CS266786B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů hořečnato-vápenatých
CS258274B1 (cs) Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dinikelnatého
CS258283B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-vápenatých
CS266788B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kobaltnato-hořečnatých
CS259970B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy mikrokrystalického kondenzovaného fosforečnanu vápenatého s mol. poměrem P2O5/CaO=1
CS266770B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kademnato-hořečnatých
CS265741B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů zinečnato-hořečnatých
CS259625B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů zinečnato-vápenatých
CS258275B1 (cs) Vysokoteplotní způsob pHpravy cyklotetrafosforeČnanu diméďnatého
US3684436A (en) Manufacture of sodium or potassium tripolyphosphate
US4725368A (en) Process for the preparation of substantially crystalline calcium sodium metaphosphate
CS264547B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manganato-hořečnatých
CS258278B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo tetrafosforečnanu dikadmnatého
CS263984B1 (cs) Vysokoteplotní zp/isob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů nikelnato-hořečnatých
CS257744B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dikobaltnatého
US3347627A (en) Process for manufacturing sodium trimetaphosphate
CS265607B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů kobaltnato-vápenatých
CS266697B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvodných cyklotetrafosforečnanů manganato-zinečnatých
CS267049B1 (cs) Způsob vysokoteplotní přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů manga nato- -nikelnatých
CS266783B1 (cs) Způsob vysokoteplotní přípravy podvojných cyklo-tetrafosforečnanů měclnato-hořečnatých
CS266699B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy podvojných cyklo- tetrafoeforečnanu kobaltnato-nikelnatÝch
CS257741B1 (cs) Vysokoteplotní způsob přípravy cyklo-tetrafosforeČnanu dimanganatého
CS258276B1 (cs) Vysokoteplotnízpůsob přípravy cyklo-tetrafosforečnanu dihořečnatóho
CS273049B1 (en) High-temperature method of double zinc-nickel cyclo-tetraphosphates preparation