JPS594370B2 - アルカリモノフルオロホスフエ−トの製造方法 - Google Patents
アルカリモノフルオロホスフエ−トの製造方法Info
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- JPS594370B2 JPS594370B2 JP54150757A JP15075779A JPS594370B2 JP S594370 B2 JPS594370 B2 JP S594370B2 JP 54150757 A JP54150757 A JP 54150757A JP 15075779 A JP15075779 A JP 15075779A JP S594370 B2 JPS594370 B2 JP S594370B2
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/455—Phosphates containing halogen
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアルカリモノフルオロホスフェート[M2 P
OaF (M−N a又はK)、以下MF”Pという〕
の製法に関し、更に詳しくはピロリン酸アルカリ金属塩
またはリン酸2アルカリ金属塩とフッ化水素ガスを20
0〜450℃で反応させることからなるMFPの製造方
法である。
OaF (M−N a又はK)、以下MF”Pという〕
の製法に関し、更に詳しくはピロリン酸アルカリ金属塩
またはリン酸2アルカリ金属塩とフッ化水素ガスを20
0〜450℃で反応させることからなるMFPの製造方
法である。
従来、MFPの製造法としては、(1)無水フッ化水素
酸と五酸化リンとから生成されるモノフルオロリン酸(
H2P03F)をアルカリ金属塩で中和する方法[In
d、 Eng、 Chem、vol 43、246−
248(1951) 〕、あるいは(2)メタリン酸塩
とフッ化アルカリを溶融して製造する方法、またはメタ
リン酸塩の代りに対応する温度でメタリン酸塩を与える
MH2PO4もしくはM2H2P207を使用する方法
(米国特許第2481807号)などがある。
酸と五酸化リンとから生成されるモノフルオロリン酸(
H2P03F)をアルカリ金属塩で中和する方法[In
d、 Eng、 Chem、vol 43、246−
248(1951) 〕、あるいは(2)メタリン酸塩
とフッ化アルカリを溶融して製造する方法、またはメタ
リン酸塩の代りに対応する温度でメタリン酸塩を与える
MH2PO4もしくはM2H2P207を使用する方法
(米国特許第2481807号)などがある。
しかしながら(1)の方法は毒性が高く極めて腐食性の
強い原料を使用するためその取扱いは極めて慎重を期す
必要があり、更に装置がこれら原料のため急速に腐食損
傷を受ける危険がたえず存在するためかなりの熟練とそ
れ相応の設備を必要とし結果的にコスト高となる。
強い原料を使用するためその取扱いは極めて慎重を期す
必要があり、更に装置がこれら原料のため急速に腐食損
傷を受ける危険がたえず存在するためかなりの熟練とそ
れ相応の設備を必要とし結果的にコスト高となる。
(2)の方法は650〜700℃の加熱を必要とするこ
と、更には得られる溶融物は侵食性で反応容器を侵食す
るため必然的に生成物を不純とし純度低下は避は難い等
の問題があった。
と、更には得られる溶融物は侵食性で反応容器を侵食す
るため必然的に生成物を不純とし純度低下は避は難い等
の問題があった。
本発明者等はこれら従来法の欠点を解消すべく種々研究
の結果、ピロリン酸アルカリ金属塩(M4P207)ま
たはリン酸2アルカリ金属塩(M2HP04)とフッ化
水素ガス吉の反応によりMFPが容易に製造されること
を見出し本発明に到達したものである。
の結果、ピロリン酸アルカリ金属塩(M4P207)ま
たはリン酸2アルカリ金属塩(M2HP04)とフッ化
水素ガス吉の反応によりMFPが容易に製造されること
を見出し本発明に到達したものである。
本発明におけるフッ素化は基本的には次式に示す如く、
1モルのピロリン酸アルカリ金属塩またはリン酸2アル
カリ金属塩に対し2モルのまたは1モルフッ化水素ガス
を使用して、200〜450℃、好ましくは280〜3
50℃の温度で行われる。
1モルのピロリン酸アルカリ金属塩またはリン酸2アル
カリ金属塩に対し2モルのまたは1モルフッ化水素ガス
を使用して、200〜450℃、好ましくは280〜3
50℃の温度で行われる。
M4P207+2HF→2M2PO3F+H20M2H
P04+HF+M2PO3F+H20出発原料のリン酸
アルカリ金属塩は通常、粉状あるいは粒状の形で用いら
れ、アルカリ金属としてはNa、Kが用いられる。
P04+HF+M2PO3F+H20出発原料のリン酸
アルカリ金属塩は通常、粉状あるいは粒状の形で用いら
れ、アルカリ金属としてはNa、Kが用いられる。
本発明のフッ素化反応を種々の温度において、粒径10
0μのピロリン酸ナトリウムまたはリン酸2ナトリウム
0.1モルに対しフッ化水素ガス0.02モル/分で経
時流通した場合の反応時間と反応生成物量との関係をX
線分析による特異回折線におけるピーク高により明らか
にして第1〜10図に示す。
0μのピロリン酸ナトリウムまたはリン酸2ナトリウム
0.1モルに対しフッ化水素ガス0.02モル/分で経
時流通した場合の反応時間と反応生成物量との関係をX
線分析による特異回折線におけるピーク高により明らか
にして第1〜10図に示す。
図中、横軸は時間(分)を、縦軸はピーク高を、○はN
a4P207を、−はNaFを、◎はNa2 POs
Fを、Δはフルオロリン酸塩を、口はNa2HPO4を
、■はNa2P03Fを、lはNaHF2を示す。
a4P207を、−はNaFを、◎はNa2 POs
Fを、Δはフルオロリン酸塩を、口はNa2HPO4を
、■はNa2P03Fを、lはNaHF2を示す。
この図から明らかなようにピロリン酸ナトリ1クムのフ
ッ素化(第1〜6図)においては、第1図の160℃で
はMFP(◎)およびフッ化ナトリウム(−)が生成す
る並発反応で、フッ化ナトIJウムの方がMFPより多
量に生成するのに対し、第2〜6図の230〜450℃
ではMFPが主に生成し、230℃〜280℃(第2゜
3図)では時間と共にフッ化ナトリウムが副生じ、この
フッ化ナトリウムは温度上昇により減少するが、MFP
生成後もフッ化水素ガスの流通を行つきフッ素化が進み
フッ化ナトリウムとフルオロリン酸塩(Δ、非晶質)が
生成しく第4〜6図)、MFPが減少しフルオロリン酸
塩が増大する。
ッ素化(第1〜6図)においては、第1図の160℃で
はMFP(◎)およびフッ化ナトリウム(−)が生成す
る並発反応で、フッ化ナトIJウムの方がMFPより多
量に生成するのに対し、第2〜6図の230〜450℃
ではMFPが主に生成し、230℃〜280℃(第2゜
3図)では時間と共にフッ化ナトリウムが副生じ、この
フッ化ナトリウムは温度上昇により減少するが、MFP
生成後もフッ化水素ガスの流通を行つきフッ素化が進み
フッ化ナトリウムとフルオロリン酸塩(Δ、非晶質)が
生成しく第4〜6図)、MFPが減少しフルオロリン酸
塩が増大する。
したがって第4,5図に示すように325〜360℃付
近での反応が最も収率よく効果的に行うことができ、更
に高温になると第6図に示す如<MFPの生成は緩慢に
なりフルオロリン酸塩の増加を招へ一方、リン酸2ナト
リウムにおいては(第7〜10図)、第7図に示すよう
に160℃の温度においてはMFPの生成は殆んど認め
られず、第8〜10図の200℃以上の温度においてピ
ロリン酸すI−IJワムと大略同一の傾向を示しMF’
Pが生成する。
近での反応が最も収率よく効果的に行うことができ、更
に高温になると第6図に示す如<MFPの生成は緩慢に
なりフルオロリン酸塩の増加を招へ一方、リン酸2ナト
リウムにおいては(第7〜10図)、第7図に示すよう
に160℃の温度においてはMFPの生成は殆んど認め
られず、第8〜10図の200℃以上の温度においてピ
ロリン酸すI−IJワムと大略同一の傾向を示しMF’
Pが生成する。
したがって反応温度200℃以下では主にフッ化ナトリ
ウムが生成し、450℃ではMFPと他のフルオロリン
酸塩が生成するため、通常は200〜450℃、好まし
くは280〜350℃の温度領域においてフッ化水素ガ
スの流通を行えばより高純度のMFPが生成する。
ウムが生成し、450℃ではMFPと他のフルオロリン
酸塩が生成するため、通常は200〜450℃、好まし
くは280〜350℃の温度領域においてフッ化水素ガ
スの流通を行えばより高純度のMFPが生成する。
なおMFP生成後もフッ化水素ガスを流通すると、次式
にしたがって更に反応が進行し他の副生成物をみとめる
ため好ましくない。
にしたがって更に反応が進行し他の副生成物をみとめる
ため好ましくない。
Na2P03F +2 HF−”NaPO2F2+Na
F +H20したがって本発明におけるフッ素化は20
0〜450℃、常圧下、理論量(2モル)の1.0〜1
.5倍のフッ化水素ガスを用いて行うもので、本発明は
温和な条件下、簡単な装置および方法でアルカリモノフ
ルオロホスフェートを製造できるというすぐれた効果を
有するものである。
F +H20したがって本発明におけるフッ素化は20
0〜450℃、常圧下、理論量(2モル)の1.0〜1
.5倍のフッ化水素ガスを用いて行うもので、本発明は
温和な条件下、簡単な装置および方法でアルカリモノフ
ルオロホスフェートを製造できるというすぐれた効果を
有するものである。
以下実施例を挙げて本発明を詳述する。
実施例 1
粒径的100μのNa4P2071.0モルをニッケル
製の1を攪拌槽型反応器に入れ320℃で混合しなから
HFガス0.6モル/時を3.8時間流通した。
製の1を攪拌槽型反応器に入れ320℃で混合しなから
HFガス0.6モル/時を3.8時間流通した。
この結果、得られた生成物は下記の分析値を示した。
pHは試料2gを純水100gに溶解した後、測定した
ものである。
ものである。
なおHFガスの反応率は87.7重量%である。
Na2/PO3F 98.04重量%重金属
5ppI[1以下 pH7、0 実施例 2 粒径的100μのNa4P2071.0モルを同様の反
応器に入れ230℃で混合しなからHFガス0.6モル
/時を3.5時間流通した。
5ppI[1以下 pH7、0 実施例 2 粒径的100μのNa4P2071.0モルを同様の反
応器に入れ230℃で混合しなからHFガス0.6モル
/時を3.5時間流通した。
この結果、得られた生成物は下記の分析値を示した。
なお、HFガスの反応率は95.2%である。
Na2/PO3F 80.02重量%重金属
5ppm以下 pH6,5 実施例 3 粒径的100μのNa4P20□1.0モルを同様の反
応器に入れ400℃で混合しなからHFガス0.6モル
/時を4.0時間流通した。
5ppm以下 pH6,5 実施例 3 粒径的100μのNa4P20□1.0モルを同様の反
応器に入れ400℃で混合しなからHFガス0.6モル
/時を4.0時間流通した。
この結果、得られた生成物は下記の分析値を示した。
なおHFガスの反応率は83,3%である。
Na2P03F 90.52%
重金属 5ppm以下
pH7、5
実施例 4
粒径的100μのNa2HP042.0モルを同様の反
応器に入れ300℃で混合しなからHFガス0.6モル
/時を3.7時間流通した。
応器に入れ300℃で混合しなからHFガス0.6モル
/時を3.7時間流通した。
この結果、得られた生成物は下記の分析値を示した。
なおHFガスの反応率は90.1%である。
Na2P03F97.05%
重金属 5pp!11以下
pH6,9
実施例 5
粒径的100μのNa2HPO42,0モルを同様の反
応器に入れ230℃で混合しなからHFガス0.6モル
/時を3.6時間流通した。
応器に入れ230℃で混合しなからHFガス0.6モル
/時を3.6時間流通した。
この結果、得られた生成物は下記の分析値を示した。
なおHFガスの反応率は92.6%である。
Na2P03F 81.03%
重金属 5p−以下
pH7、Q
実施例 6
粒径的100μのNa2HPO42,0モルを同様の反
応器に入れ390℃で混合しなからHFガス0.6モル
/時を3.9時間流通した。
応器に入れ390℃で混合しなからHFガス0.6モル
/時を3.9時間流通した。
この結果、得られた生成物は下記の分析値を示した。
なお、HFガスの反応率は85.5%である。
Na2PO3F 88.90%
重金属 5p戸以下
pH7、4
実施例 7
粒径的100μのNa4P2071,0モルを同様の反
応器に入れ320℃で混合しなからHFガス0.6モル
/時を4.5時間流通した。
応器に入れ320℃で混合しなからHFガス0.6モル
/時を4.5時間流通した。
この結果、得られた生成物は下記の分析値を示した。
なお、HFガスの反応率は74.1重量%である。
Na2P03F 97.01重量%重金属
5pIIn以下 pH7、1 実施例 8 粒径的100μのNa4P2071.0モルを同様の反
応器に入れ320℃で混合しなからHFガス1.5モル
/時を1.7時間流通した。
5pIIn以下 pH7、1 実施例 8 粒径的100μのNa4P2071.0モルを同様の反
応器に入れ320℃で混合しなからHFガス1.5モル
/時を1.7時間流通した。
この結果、得られた生成物は下記の分析値を示した。
なお、HFガスの反応率は784重量%である。
Na2PO,F 96、31重量%重金属
5pI)m以下 pH7、2 実施例 9 粒径的100μのに4P20□1.0モルを同様の反応
器に入れ320℃で攪拌しながら、HFガス1.5モル
/時を2時間流通した。
5pI)m以下 pH7、2 実施例 9 粒径的100μのに4P20□1.0モルを同様の反応
器に入れ320℃で攪拌しながら、HFガス1.5モル
/時を2時間流通した。
この結果、得られた生成物は下記の分析値を示した。
なお、HFガスの反応率は77.9%である。
K2P03F 97、22重量%重金属
5pplIl以下 pH7、5 実施例 10 粒径的100μのに2HPO42,0モルを同様の反応
器に入れ390℃で攪拌しなからHFガス0.6モル/
時を3.5時間流通した。
5pplIl以下 pH7、5 実施例 10 粒径的100μのに2HPO42,0モルを同様の反応
器に入れ390℃で攪拌しなからHFガス0.6モル/
時を3.5時間流通した。
この結果、得られた生成物は下記の分析値を示した。
なお、HFガスの反応率は82.3重量%である。
K2P03F 89.90重量%重金属
5[)I)m以下 pH7、3 HF溶液あるいはNH4Fのフッ化物によるフッ素化と
本願発明のフッ素化剤としてHFガス使用したものの作
用効果の相異を立証するため下記実験を行い、そのデー
タおよびX線回折チャートを添付しその有意性の判断資
料に供する。
5[)I)m以下 pH7、3 HF溶液あるいはNH4Fのフッ化物によるフッ素化と
本願発明のフッ素化剤としてHFガス使用したものの作
用効果の相異を立証するため下記実験を行い、そのデー
タおよびX線回折チャートを添付しその有意性の判断資
料に供する。
参考例 1(HFガス使用)
ピロリン酸ソーダ(Na4P20□) 0.05−E/
L/をボートに仕込み290℃でHFガスを0.12モ
ル/時で1時間供給し反応を行った。
L/をボートに仕込み290℃でHFガスを0.12モ
ル/時で1時間供給し反応を行った。
得られた生成物の分析値はNa2P03F 92.8重
量%、NaFl、5重量%であった。
量%、NaFl、5重量%であった。
なお反応生成物のX線回折チャートを第11図に示す。
参考例 2
Na4P20□0.05モルおよび47重量%フッ化水
素酸0.12モルを使用し実験1と同様に反応を行った
。
素酸0.12モルを使用し実験1と同様に反応を行った
。
得られた生成物の分析値はNa2PO3F78.04重
量%、NaF7.02重量%であった。
量%、NaF7.02重量%であった。
なお反応生成物のX線回折チャートを第12図に示す。
参考例 3
Na4P20□0.05モルおよびNH4F 0.12
モルを使用し実験1と同様に反応を行った。
モルを使用し実験1と同様に反応を行った。
得られた生成物の分析値はNa2P03F 69.70
重量%、NaF9.52重量%であった。
重量%、NaF9.52重量%であった。
なお反応生成物のX線回折チャートを第13図に示す。
参考例 4
Na2CO30−1モルおよび87重量%H3P0゜0
.1モルを添カロ反応させたのち、生成物を乾燥、つい
で乾燥物にNH,F 0.12モルを添加し白金小皿(
ボート)に入れ管状炉内で290℃で1時間加熱反応を
行った。
.1モルを添カロ反応させたのち、生成物を乾燥、つい
で乾燥物にNH,F 0.12モルを添加し白金小皿(
ボート)に入れ管状炉内で290℃で1時間加熱反応を
行った。
得られた生成物の化学分析値はNa2P03F 61.
44重量%、NaF 11.30重量%であった。
44重量%、NaF 11.30重量%であった。
この反応生成物のX線回折チャートを第14図に示す。
参考例 5
Na2CO30,1モルに87重量%H3PO40,1
モルを添加反応させたのち生成物を乾燥、ついで乾燥物
に47重量%、HF溶液0.12モルを混合してボート
に入れ、実験4と同様に反応を行った。
モルを添加反応させたのち生成物を乾燥、ついで乾燥物
に47重量%、HF溶液0.12モルを混合してボート
に入れ、実験4と同様に反応を行った。
得られた生成物の分析値はNa2P03F 71.60
重量%、NaF8.95重量%であった。
重量%、NaF8.95重量%であった。
なお反応生成物のX線回折チャートを第15図に示す。
添付チャートから判るように引例に準するフッ素化剤を
NH4F t HF溶液で行った場合には第14図のチ
ャートでは回折角2θ19.8°にトリポリリン酸ソー
ダ(Na、P2O3o)のピークおよび38.8°にN
aFのピークが認められる。
NH4F t HF溶液で行った場合には第14図のチ
ャートでは回折角2θ19.8°にトリポリリン酸ソー
ダ(Na、P2O3o)のピークおよび38.8°にN
aFのピークが認められる。
またチャート第12図、第13図、および第14図にも
38.8°に夫々NaFのピークが認められ化学分析の
結果に和光するNaFの存在が認められた。
38.8°に夫々NaFのピークが認められ化学分析の
結果に和光するNaFの存在が認められた。
これに対しチャート第11図に示すHFガス使用による
フッ素化ではNaFのピークは小さいことが判る。
フッ素化ではNaFのピークは小さいことが判る。
なおX線チャートの回折に当りA S TM (Am
e−rican 5ociety for Testi
ng Material)カードのNa2P03F t
NaE 、Na5P301o。
e−rican 5ociety for Testi
ng Material)カードのNa2P03F t
NaE 、Na5P301o。
Na4P20□およびNa2H2P2O7の回折角2θ
におけるその強度■/Ioの要約を第1表に示す。
におけるその強度■/Ioの要約を第1表に示す。
【図面の簡単な説明】
第1〜10図は、各種温度下、本発明のフッ素化を行っ
た際の生成物の種類、その量を示すグラフであり、第1
1〜15図は参考例1〜5における生成物のX線回折チ
ャートである。 第1図・・・・・・160℃Na4P20□、第2図・
・・・・・230℃Na4P2O7、第3図・・・・・
・280℃Na4P2O7、第4図・・・・・・325
℃Na4Pρ7、第5図・・・・・・360℃Na4P
2O7、第6図・・・・・・450’CNa4P2O7
、第γ図−−−−−− 160℃Na2HPO4、第8
図・・・・・・260℃Na2HPO4、第9図・・・
・・・320℃Na2HPO4、第10図・・−−−−
450℃Na2HPO4゜
た際の生成物の種類、その量を示すグラフであり、第1
1〜15図は参考例1〜5における生成物のX線回折チ
ャートである。 第1図・・・・・・160℃Na4P20□、第2図・
・・・・・230℃Na4P2O7、第3図・・・・・
・280℃Na4P2O7、第4図・・・・・・325
℃Na4Pρ7、第5図・・・・・・360℃Na4P
2O7、第6図・・・・・・450’CNa4P2O7
、第γ図−−−−−− 160℃Na2HPO4、第8
図・・・・・・260℃Na2HPO4、第9図・・・
・・・320℃Na2HPO4、第10図・・−−−−
450℃Na2HPO4゜
Claims (1)
- 1 ピロリン酸アルカリ金属塩またはリン酸2アルカリ
金属塩と理論量の1.0〜1.5倍のフッ化水素ガスを
200〜450℃で反応させることを特徴とするアルカ
リモノフルオロホスフェートの製造方法。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54150757A JPS594370B2 (ja) | 1979-11-22 | 1979-11-22 | アルカリモノフルオロホスフエ−トの製造方法 |
GB8035503A GB2063231B (en) | 1979-11-22 | 1980-11-05 | Process of preparing alkali monofluorophosphate |
IT26125/80A IT1134389B (it) | 1979-11-22 | 1980-11-20 | Procedimento di preparazione di monofluorofosfato alcalino |
US06/208,685 US4374108A (en) | 1979-11-22 | 1980-11-20 | Process of preparing alkali monofluorophosphate |
FR8024771A FR2470091A1 (fr) | 1979-11-22 | 1980-11-21 | Procede pour la preparation de monofluorophosphate alcalin |
DE3043895A DE3043895C2 (de) | 1979-11-22 | 1980-11-21 | Verfahren zur Herstellung eines Alkalimonofluorophosphats |
BE0/202880A BE886280A (fr) | 1979-11-22 | 1980-11-21 | Procede de preparation de monofluorophosphate alcalin |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54150757A JPS594370B2 (ja) | 1979-11-22 | 1979-11-22 | アルカリモノフルオロホスフエ−トの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5673610A JPS5673610A (en) | 1981-06-18 |
JPS594370B2 true JPS594370B2 (ja) | 1984-01-30 |
Family
ID=15503741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP54150757A Expired JPS594370B2 (ja) | 1979-11-22 | 1979-11-22 | アルカリモノフルオロホスフエ−トの製造方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4374108A (ja) |
JP (1) | JPS594370B2 (ja) |
BE (1) | BE886280A (ja) |
DE (1) | DE3043895C2 (ja) |
FR (1) | FR2470091A1 (ja) |
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