Способ получения пероксида кальция

)3 С 01 В 15/043 ОП ИСА К АВТОРСКО ИЗО ЕНИ СВИДЕТЕЛ ЬСТВ металлотерГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут реактивов и химически чистых материалов для электронной техники(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИДАКАЛЬЦИЙ Изобретение относится к получению пероксида кальция, применяемого во внепечных алюмотермических процессах, а также во внепечных и печных металлотермических процессах при производстве тугоплавких и редких металлов и лигатур на их основе.Наиболее близким к изобретению является способ получения пероксида кальция, включающий взаимодействие гидроксида кальция с водным раствором пе роксида водорода при 20-40 С и мольном . отношении (Н 2023 Са(ОН)2 - 1,2-7,0 и термическую дегидратацию образовавшегося гидрата пероксида кальция., Полученный продукт содержит 78-91 ф, Са 02.Недостатком известного способа является получение пероксида кальция с низкой суммарной удельной поверхностью( 8-13) тыс.сиа, Применение препаратов с такой , дисперсностью снижает положительный(57) Использование: во внепечных алюмотермических процессах, во внепечных и печных металлотермических процессах при производстве тугоплавких и редких металлов и лигатур на их основе. Сущность изобретения: водную суспензию гидроксида кальция обрабатывают раствором пероксида водорода в течение 90-150 мин при 40-46 С и молярном отношении (Н 202 ИСа(ОН)23 " 2,0-2,5, Полученную суспензию кристаллогидрата пероксида кальция выдерживают 40 - 60 мин при 54-60 С. Получают порошок пероксида кальция с суммарной удельной поверхностью 25-30 тыс, см/г. 2 табл,зффект от их использования вмических и роцессах.Целью изобретения является увеличение дисперсности целевого продукта.Поставленная цель достигается тем, что обработку водной суспензии гидроксида кальция ведут раствором пероксида водорода при охлаждении до 40-46 С в течение 90 - 150 мин и мольном отношении (Н 202):(Са(ОН)2) = 2,0 - 2,5, затем суспензию образовавшегося кристаллогидрата пероксида кальция нагревают до 54 - 60 С и выдерживают 40-60 мин, после чего отделяют осадок от маточного раствора и подвергают термической дегидратации.П р и м е р 1, В эмалированный реактор вместимостью 20 дм, снабженный водяной рубашкой и мешалкой, заливают подогретую до (46+10) С дистиллированную воду в количестве 6,52 дм и загружают при пере- змешивании 2,3 кг гидроксида кальция с массовой долей основного вещества95 ф, и карбоната кальция - 2,5. Образовавшуюся суспензию с массовой концентрацией гидроксида кальция, равной 2 о выдерживают при перемешивании (п=75 - 130 об/мин) 15 - 20 мин, Затем в течение 90 мин сливают 6,43 дм водного рас 3твора пероксида водорода с массовой концентрацией 35", (обьем рассчитан, исходя из того, что мольное отношение (НгОг 1: (Са(ОН)г 1=2,5, Температуру процесса при сливе раствора пероксида водорода поддерживают в пределах (40+1)"С подачей холодной воды на охлаждение в водяную рубашку реактора, Затем суспензию образовавшегося кристаллогидрата пероксида кальция подачей горячей воды в рубашку реактора нагревают до(54+1) С и выдерживают при перемешивании (п=75-130 об/мин) 40 мин, рН в конце осаждения составляет 12,2, Осадок отделяют от маточного раствора фильтрованием на нутч-фильтре и сушат в слое при (85 - 125)С при периодическом перемешивании и постоянном отводе выделяющихся водяных паров. Процесс сушки считают законченным, когда массовая доля влаги в продукте не превышает 0,5. Полученный в этих условиях пероксид кальция содержит (в массовых долях) основного вещества 85,4, углерода 0,50, хлора 0,02%, железа О,О 1;, кремния 0,01,П р и м е р 2. В эмалированный реактор вместимостью 20 дм, снабженный водяной рубашкой и мешалкой, заливают подогретую до (46+1,0)0 С дистиллированную воду в количестве 5,89 дм и загружают при перемешивании 2,3 кг гидроксида кальция с массовой долей основного . 950 и карбоната кальция 1,5. Образовавшуюся суспензию гидраксида кальция с массовой концентрацией Са(ОН)г, равной 28, выдерживают при перемешивании (и - -75-130 об/мин) 15-20 мин. Затем в течение 150 мин сливают 7,16 дм водного раствора пероксидазводорода с массовой концентрацией 26 (обьем рассчитан иэ того, что мольное отношение (НгОгЦСа(ОН)г 1=2,0,. Температуру суспензии во время слива раствора пероксида водорода поддерживают в пределах (45+1,0) С подачей холодной воды на охлаждение в водяную рубашку реактора, Суспензию образовавшегося кристаллогидрата пероксида кальция подачей горячей воды в рубашку реактора нагревают до (60+1) С и выдерживают при перемешивании (п=75-130 об/мин) 60 мин,рН в конце осаждения 11,8. Осадок отделяют от маточного раствора и сушат в слое при 85-1250 С при периодическом перемешивании и постоянном отводе выделяющихся водяных паров до массовой доли влаги впродукте не более 0,57 ь. Полученный в этих условиях пероксид кальция содержит(в массовых долях) основного вещества 80,0, углерода 0,3, хлора 0,02, железа 0,017 ь,кремния 0,02,П р и м е р 3. В стеклянный реактор10 вместимостью 20 дм, снабженный водянойрубашкой и мешалкой, заливают подогретую до (46 ч.1,0)С дистиллированную воду вколичестве 3,96 дмз и загружают при перемешивании 4,23 кг пастообразного гидро 15 ксида кальция с массовой долей основного52,6, кальция углекислого 0,87 ь и влаги-.46. Образовавшуюся суспензию гидроксида кальция с массовой концентрациейСа(ОН)г, равной 26;4, выдерживают при пе 20 ремешивании(п=75-130 об/мин) 15-20 минЗатем в течение 120 мин сливают 6,12 дмводного раствора пероксида водорода смассовой концентрацией 30 (обаем рассчитан, исходя иэ того. что мольное отноше 25 ние (НгОгИСа(ОН)3=2,0), Температуру, суспензии во время слива раствора пероксида водорода поддерживают в пределах43.1,0" С подачей холодной воды на охлаждение в водяную рубашку реактора, Суспен 30 зию образовавшегося кристаллогидратапероксида кальция подачей горячей воды врубашку реактора нагревают до 57+10 С ивыдерживают при перемешивании (п=75 -130 об/мин) в течение 60 мин, рН в конце35 осаждения 12. Кристаллогидрат пероксидакальция отделяют от маточного раствора исушат в слое при 85 - 125 С при периодическом перемешивании и постоянном отводевыделяющихся водяных паров до массовой40 доли влаги в продукте не более 0,5, Массовая доля основного вещества в синтезированном в этих условиях пероксиде кальциясоставляет 90,90 ь, углерода 0,5 ф, хлора0,03, железа 0,015, кремния0,01,45 Результаты опытов, проведенныханалогично примерам 1-3, при изменении одного из следующих технологических параметров: мольного отношения. НгОгИСа(ОН)г 1, продолжительности и тем 50 пературы обработки водной суспензии гидроксида кальция раствором пероксидаводородапродолжительности выдержкиводной суспензии кристаллогидрата пероксида кальция и температуры процесса пе 55 ред отделением осадка, приведены в табл. 1и 2. Суммарную удельную поверхность порошков определяли на приборе ПСХ,При проведении процесса при мольномотношении НгОгЦСа(ОНЯ меньшем. чем, не более 0,027 ь железа,Формула изобретения5 Способ получения пероксида кальция,включающий обработку гидроксида кальцияраствором пероксида водорода, отделениекристаллогидрата пероксида кальция отполученной суспенэии и его термическую10 дегидратацию, отл и ч а ю щи й с я тем,что, с целью увеличения дисперсности целевого продукта, гидроксид кальция используют в виде водной суспенэии, обработкуведут в течение 90 - 150 мин при 40 - 46 С и .15 молярном отношении пероксида водорода кгидроксиду кальция 2,0-2,5, а полученнуюсуспенэию кристаллогидрата пероксидакальция выдерживают 40-60 мин при 5460 С. Табли а 1 Иассовад доля в продукте, Яь Т-ра обработки водной суспен- аии Са ОН) р роноС Продолжи- Т-ра перед тельность отделениеи а обработки, осадка, С ииндродолиительностьвьЬТерики,иин Иольное отношение Опыт Ге 56) Н,ОИСа 10 Н)Д С С 1 ЬО60 60 60 60 60 9015012090 0,5 0,020,3 0,020,5 0,0305 0020,5 007О,Ь 0,030,50,020,4 0,030,4 0,050,5 0,030,3 0,03 0,01 0,01 0,01 0,01 о,а р,а 1 0,02 0,01 0,010,01 О 01 0,01 0,01 0,01 0,01 О,О 40 45 43 54 60 1 2,52 2,0 57 57 57 46 46 46 37 40 43 46 90 90 90 90 90 90 9060 0,01 0,02 0,0 О,сг 0,02 0,02 57 57 57 57 57 57 57 57 О,О 0,01 о,ог 0,01 0,01 О,лг 0,02 0,01 0,01 0,02 0,01 0,5 О,СЗ 0,5 0,03 0,5 о,ог 0,4 0,03 0,4 0,03 0,4 0,05 0,3 0,04 0,5 0,02 0,2 0,02 0,5 О,ОЗ 0,3 0,03 0,3 0,02 0,4 0,04 0,5 О,ал о,ог 0,02 0,01 О, Рг О,О 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 О,О 0,02 120 150 180 90 90 90 51 5 54 57 60 60 Ба 60 60 60 20 40 46 йб 90 90 90 БЗ 57 51 57 57 46 ЬБ 46 46 0,02 0,01 80 аблиа Суннарнаяуд.повеохность Салснх/г больноеотновение ов иии суики под Нас Масс редин при выдерииваниисуспенииСап пд 0 тносит.кооостьильтровуспенаииап пн О,нт/ч и сне- агенто ов На,еС Бь, иин 40-46 40-60 ЬО-Ьб 40-46 40-46 40-46 26-28 40-46 ЬаБ40-46 иг 40 2654740 2675140 2518940 1200340 19126йо 29 е 5740 9831йа 1970040 25008йо 29998 ЕБ, ВБ,З Вй,е 74,й 75,1 85,6 83,8 76,4 54-60 5 Ь54-60 5 й54"60 54-60 26-28 54"60 54-60 54-60 18,317,Э18,06,49,721,516,414,719,021,0 0,3 26 о,з за 0,3 35 0,3 30 0,3 30 о,з зо О,З 30 0,3 30 0,3О.з Эо 85-125 85-125 85-125 85-125 85-125 85-25 85-25 85-125 85-125 Е 5-г 5 бл 60 60 г,э 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 По протот 2,3 29 эо 31 32 60 60 60 150 150 60 20 зз 34 35 36 вз,е7 В,90 40 8250 40 10050 40 1235 40 ;газо 40 9358 40 7989 40 15005 85-125 85-125 85-125 85-125 ЕБ85-125 85-125 О,З 35 О,З 16 0,3 Е о,э з 0.3 35 О,э З 50,3 3 2,26,1Е,513,44,53825,3 20-40 20-40 2 С20-40 зе-йо эе-Ьа 38-40 84, 85,0 зз,й 81,9 84,7 За 30 30 30 30 30 30 2,3 2,3 2,3 2 3 76,5 Е 5,1,7,ьция не превьгаала 0,52,р и и е ч а н и е, Массовая доля япьги в образцах пероксида к г2, либо при температуре обработки ниже 40 С и выше 46 С, а температуре выдержки суспензии ниже 54 С и выше 60 С, а также при продолжительности обработки, меньшей, чем 90 мин и большей, чем 150 мин, а продолжительности выдержки суспензии кристаллогидрата пероксида кальция меньшей, чем 40 мин и. большей, чем 60 мин, поставленная цель не достигается, Проведение процесса при мольном отношении больше 2,5 существенно не улучшает качество продукта, а приводит только к увеличению расхода раствора пероксида водорода.Предлагаемый способ обеспечивает синтез порошкообразного пероксида кальция с высокой массовой долей основного вещества (до 80 - 91) и высокой суммарной удельной поверхностьк) ( 25 - 30) тыс см/г. ПродукТ содержит(в массовых долях) не бо 4 , );5 5 2,0 6 2,5 З,о 8 2,0 9 2,0 10 2,0 11 2,0 12 2,0 13 210 1 Ь 2,0 15 2,0 16 2,0 17 2,0 8 г,о 19 2,0 20 2,0 21 2,0 22 2,0 23 2,0 24 2,0 г 5 г,о 26 2,0