SU1692936A1 - Способ получени полифосфата натри - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии- фосфорных солей, в частности стеклообразного полифосфата натри  типа соли Грэма, Цель изобретени  - интенсификаци  процесса , получение полифосфата натри  с заданной степенью полимеризации и увеличение выхода продукта. Поставленна  цель достигаетс  тем, что исходный раствор ди- гидро- и гидрофосфата натри  с мол рным отношением R Na20:P2Os от 1,005 до 1 100 высушивают до остаточной влажности 1- 5%, смешивают с исходным раствором и добавкой оксамида, которого ввод т 0,5- 1,0% от массы сухих солей, и полученные гранулы или пасту с влажностью 10-30% подают в полимеризационную печь, а температуру выход щего расплава полифосфата натри  поддерживают в зависимости от требуемой степени полимеризации п и мол рного отношени  R в соответствии с уравнением t - 41 RK383 n° 62 + 80°С, где t - температура, °С; R - мол рное отношение Na20:P2Os; n - средн   степень полимеризации . 2 табл. со с

Description

Изобретение относитс  к технологии фосфорных солей, в частности стеклообразного полифосфата натри  типа соли Грэма.

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса, получение продукта с заданной степенью полимеризации п и увеличение выхрда продукта.

Пример1.На переработку берут 206 мл неотстоенной экстракционной фосфорной кислоты (278 г), содержащей, мас.%: Р20528;Р2,2;50з1.8;гипс5.

При первой нейтрализации добавл ют 60,5 г осадительной суспензии, котора  содержит , %: Ма2СОз 12,9; CO(NH2)24; Ca(OH)2 11,0%; с ней введено 2,42 г мочевины. В последующем при второй нейтрализации дополнительно внос т 40,9 г соды. После

двукратной фильтрации и концентрировани  получают 200 г р аствора, который содержит , г: NaH2P04 80; Na2HP04 2,839; мочевина 1,97. Мол рное отношение R составл ет Na20/P20s 1,03. Раствор высушивают до остаточной влажности 1,5%. Навеску смеси солей массой 50 г помещают в тигель и выдерживают в муфельной печи при 750°С в течение 1 ч. Получают 46,56 г продукта со средней степенью полимериза- ции п 36, содержащего 63,5% полифосфатов в пересчете на P20s (табл. 1)(по известному способу).

Пример2иЗ. Аналогичный примеру 1, но отличаютс  значени ми мол рного отношени  R Na20:P205 и температурой процесса . Этими примерами показана

а ю ю ю со с

возможность получени  полифосфатз натри  с различной степенью полимеризации,

П р и м е р 4. Аналогичен примеру 2. К 200 г раствора, содержащего 40% NaHzPCU, добавл ют 0,667 г Na2HPCM (Р 1,007), в отличие от предыдущих опытов ввод т 0,403 г оксамида и высушивают до остаточной влажности 1,5%. Навеску смеси солей массой 50 г помещают в тигель и выдерживают при 690°С в течение 1 ч получают 46,0 г полифосфата со средней степенью полимеризации п 35, содержащего 64,3% полифосфатов в пересчете на PaOs. Введение в исходную смесь 0,8% оксамида позвол ет снизить температуру процесса на 60°С и получить полифосфат с такой же степенью полимеризации, что и при добавке мочевины .

Вли ние температуры, мол рного отношени  R NaaO/PaOs и содержани  добавки оксамида на степень полимеризации полифосфата натри  г приведено в табл. 1 (примеры 1-10).

По опытным данным, температура расплава t°C, необходима  дл  достижени  нужной степени полимеризации п, вычисл етс  по формуле

t 41 -R14 383 .n° 62 + 80°C (1)

где t - температура расплава, °С;

R - мол рное отношение NaaOiPzOg;

п - средн   степень полимеризации полифосфата натри .

Примерб. Аналогичен примеру 4, но содержание оксамида в исходной смеси увеличено до 1,0%. Сопоставление с примером 2 (табл. 1) показывает, что введение оксамида (вместо мочевины) позвол ет получать полифосфат с более высокой степенью полимеризации при прочих равных услови х.

Таким образом, введение в исходную смесь0,5-1,0% оксамида(CONHafe позвол ет либо снизить температуру процесса на 60-100°С, либо получить при той же температуре продукт с большей степенью полимеризации ,

Приведенное уравнение (1) позвол ет сознательно управл ть степенью полимеризации продукта путем регулировани  температуры расплава полифосфата в зависимости от мол рного отношени  R Na20:P20s и необходимой степени полимеризации полифосфата натри .

Интенсивность процесса, выход продукта существенно завис т от влажности исходных солей. Подача смеси гидро- и гидрофосфата натри  на термообработку в виде водного раствора с влажностью 45% по

известному способу снижает интенсивность процесса вследствие большего расхода тепла на испарение воды и приводит к заметному снижени  выхода продукта из-за

брызгоуноса. Использование сухих солей с влажностью 1-3% нежелательно из-за большого уноса пыли и снижени  выхода продукта .

Примеры 11-16, иллюстрирующие вли0  ние влажности исходных солей на основные показатели процесса и качество продукта, сведены в табл. 2.

П р и м е р 13. Раствор дигидрофосфата и гидрофосфата натри , содержащий 45%

5 солей (R 1,05), высушивают в распылительной сушилке до влажности 1 % и смешивают с исходным раствором, содержащим 12,1% NaaO и 26,38% PaOs, и оксамидом, чтобы получить пасту (гранулы) с влажностью 10%

0 и содержанием оксамида 0,5% от массы сухих солей (на 1000 кг высушенной соли добавл ют 201,2 кг раствора и 5,43 кг оксамида). Пасту (гранулы) подают в пол- имеризационную печь, обогреваемую ды5 мовыми газами от сжигани  топлива. Расплав полифосфата натри  с температурой 700°С направл ют на закалку на во- доохлаждае;.«ые вальцы. Степень полимеризации целевого продукта составл ет rf 25.

0 Выход целевого продукта составл ет 99,9%, а интенсивность процесса составл ет 52 кг/м2ч (табл. 2). Введение оксамида позвол ет снизить температуру расплава на 50- 100°С (примеры 12 и 13).

5 Остальные примеры выполнены аналогично описанному, измен лась влажность гранул или пасты, незначительно мол рное отношение R NaaOiPaOg и температура расплава (данные представлены в табл. 2).

0 Таким образом, как видно из табл. 1 (пример 7), мол рное отношение R Na20:P20s менее 1,005 недопустимо, так как приводит к образованию высокомолекул рных фосфатов типа соли Грзема (),

5 которые плохо раствор ютс  и непригодны большинству потребителей; введение гидрофосфата натри  до отношени  R Na20/P20s более 1,1 нецелесообразна, так как дл  достижени  нужного значени  п тре0 буютс  более высокие температуры и возрастает расход топлива; значительное увеличение R приводит к снижению степени полимеризации (табл. 1, пример 8).

5 Использование пасты или гранул с влажностью менее 10% нецелесообразно из-за увеличени  потерь продукта вследствие пылеуноса (табл. 2, пример 11), а увеличение влажности более 30% вызывает резкое снижение активности процесса

(табл. 2, пример 15), т.е. поставленна  цель не достигаетс .

Введение в реакционную смесь 0,5% оксамида (табл. 1, пример 4) при 690°С позвол ет получить продукт со степенью пол- имеризации гТ 35. Без добавки оксамида дл  получени  такой же степени полимеризации необходима более высока  температура -750°С (табл. 1, пример 1). Сопоставление примеров 2 и 5 показывает, что при одинаковых услови х добавка оксамида позвол ет получить продукт с более высокой степенью полимеризации - 93 вместо 75. Таким образом, введение оксамида позвол ет либо снизит температуру расплава на 50-70°С что приводит к существенной экономии топлива, либо при той же температуре увеличить молекул рную массу полифосфата .

Низка  концентраци  добавки оксами- да 0,3% не оказывает существенного вли ни  на процесс (табл.1, пример 9), а увеличение содержани  оксамида сверх предлагаемого до 1,5% приводит к незначительному уменьшению степени полимеризации (табл. 1, пример 10).

Преимущества предлагаемого способа свод тс  к следующим: контроль мол рного отношени  R NaaO:P205 и температуры позвол ет получить полифосфат натри  с требуемой степенью полимеризации, котора  может измен дьс  от 10 до 100; введение добавки оксамида и снижение влажности исходных солей увеличивает интенсивность процесса в 1,4-1,7 раза; пода- ча исходных солей в виде пасты или гранул

с оптимальной влажностью 10-30% увеличивает выход продукта за счет устранени  потерь в виде пылеуноса и брызгоуноса.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  полифосфата натри  путем нейтрализации экстракционной фосфорной кислоты раствором соды с образованием раствора дигидрофосфата натри , содержащего примесь гидрофосфата натри  и добавку, ускор ющую процесс последующего обезвоживани  указанной смеси и дальнейшего ее плавлени  в полимеризаци- онной печи, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса, получени  продукта с заданной степенью полимеризации п и увеличени  выхода продукта, к дигидрофосфату натри  добавл ют гидрофосфат натри  в таком количестве, чтобы мол рное отношение R Na20:P2Os составл ло 1,005-1,100, в качестве добавки ввод т оксамид в количестве 0,5-1,0% от массы сухих солей и полученную смесь подают на термообработку в виде пасты или гранул с влажностью 10-30%, а температуру расплава полифосфата, выход щего из печи, поддерживают в зависимости от требуемой степени полимеризации в соответствии с уравнением

   t 41.RH3S3.j,62 + 80oCi

   где t - температура расплава, °С;

   R - мол рное отношение Na20:P205, п - средн   степень полимеризации

   полифосфата натри .

   Мол рное отношение R - NajO/PjOj1,03

   Температура, С750

   Содержание,i:

   оксамид

   мочевина

   Содержание P.tt, мае. ,

   Средн   степень полимеризации,

   2

   63,5

   36

   1,007 850

   2 63,8

   75 :

   1,060 1,007 1,005 1,110 1,004 1,12 1,007 1,007 850 690 850 850 925 1200 850 650

   0,8 0,5 1,0 1,0 1,0 0,3 1,5

   63,0 64.3 64,5 64,8 64,8 63,2 64,2 63,9 23 35 93 96 120 15 7 70

   Таблица 1

   Таблица 2