Способ получения монозалещенного фосфата хрома

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ,ПЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик видетельства висимое от ав М. Кл. С 01 Ь 25/2 явлено 12.Ч 11,1971 ( 1675720/23-26) с присоединением заявки М -Гаоудврстееииый комитет Совета Миииотрав СССР па делам ивооретеиий и открытийиоритет Опубликовано 23Дата опубликов 1973. Бюллетень Ле К 661.876.455.1 (088.8) Х,1973 ия описа шя 1 Автор ьзобретения Б С, В, Золотавина, 3. А. Ильюк, В. И, Дейнеженко, А, К. Чирва и Н. А. Охотникова аявите СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОЗАМЕЩЕННОГО ФОСФАТА ХРОМАИзобретение относится к способам получения монозамещенного фосфата хрома, который может найти применение в производстве фосфатных связующих и катализаторов.Известен, например, способ получения моцозамещенного фосфата хрома в виде вязкой жидкости, применяемой в качестве ромфосфатной связки, путем взаимодействия хромового ангидрида с фосфористой кислотой в присутствии ортофосфорной кислоты при нормалыных условиях. Однако производство, базирующееся на использовании хромового ангидрида, отличается особой вредностью вследствие токсичности хромового ангидрида, представляющего собой водорастворимое соедиотение хрома шестивалентного, кроме того, из-за высокой стоимости хромового ангидрида и использования фосфористой кислоты получается дорогостоящий конечный продукт, Способ также сложен технологически из-за необходимости восстановления большого ко.тичества хрома шестивалентного до трехвалентногоа получение продукта в виде жидкой вязкой массы затрудяет транспортировку, хранение и сужает область его применения.С целью упрощения процесса и расширения сырьевой базы для производства хромовых соединений с одновременным снижением стоимости продукта, улучшения условий техники безопасности и физико-химических свойств целевого продукта, предлагается в качестве хром- содержащего соединения применять водоцерастворимые гидратированные хромихроматы, представляющие собой соединения трех- и шестцвалентного хрома приблизительно следующего состава: 2 СгеОв СгО, НО. Как следует из прлведеццой формулы, в гидратированцых ромироматах содержится только 20 о/о рома в шестцвалецтном состоянии. В каче стве восстановителя хрома шестивалентного используют вещества, продуктами окисления которых являются вода и летучие соединения.Предлагаемый способ позволяет получать конечный продукт в сухом порошкообразном 5 виде.Ортофосфорную кислоту вводят в количестве, обеспечивающем весовое отношение СгеОз: Р,О;, в конечном продукте не ниже 0,340, так как избыток кислоты в продукте 0 уудшает его свойства как фосфатного связующего.Процесс осуществляют при 110 - 160 С, пред-почтительно около 140 С, в автоклаве в течение 2 - 1 О час. Восстановление хрома шестивалентного ведут при 90 - 100 С в присутствии восстановителей, цапример формалъдегида, перекиси водорода, уротропина, спирта, глицерина, гидразина и т. д.Полученный после восстановления раствор 0 монозамещеццого фосфата хрома сушат при382577 Та бли ца 4 Температура, С Степень растворения, % 80 00 110 120 130 15 о 100 100 99,2 98,2 85,4 10 Не растворяется Таблица 1 Продолжи те ьность растворения,часТемпература, С 60 ;80 100 1,5 0,3 0,1 температуре не более 120 С, получая порошкообразный продукт.Кинетика автоклавного растворения гидр атированных хромихроматов в ортофосфорной кислоте (гидратированные хромихроматы при обычных условиях не растворяются в ортофосфорной кислоте с образованием монозамещениого продукта),при 140 С в зависимости от соотношения хрома хромихроматов (в пересчете на Сг,0,) и фосфорной кислоты (в пересчете на РОв) приведена в табл, 1 (Сгз 03. : Р,Оз в монозамещенном фосфате хрома 0,357) . Зависимость продолжительности растворения гидратированных хромихроматов (при отношении СгзОз, РОв=0,345) и качества конечного продукта от температуры приведена в табл. 2. Зависимость. содержания восстановителя вконечном;продукте от температуры в процессевосстановления приведена в табл. 3. Зависимость растворимости порошкообразного сухого продукта в воде от температуры сушки (продолжйтцелльнность, сушки. 1 час) на црИМЕрЕ П 10 ОдуКта СОСтаВа СГ(НзР 04), ПРИВЕ- дена в табл. 4. П р и м е р, 248 кг гидратированных хромихроматов с содержанием, %: СгзОз 30,4; Сг 0, 8,6; 30;, 0,3 и Ха 0,3 смешивают с 0,355 м ортофосфорной кислоты, содержащей 364 кг НзРО,. Полученную смесь с уд. в. 1,62 нагревают в автоклаве до 140 С и выдерживают при перемешивании в течение 6 час. После окончания растворения получают раствор с содержанием нерастворимого остатка 0,6 кгlмз и ше.стиваленвного хрома в пересчете на Сг 0, 33 кгlмз.А. 1 дмз раствора из автоклава после растворения гидратированных хромихроматов переносят в реактор емкостью 1,6 дм, нагревают до 98 С и затем медленно вводят в него раствор фор м алина с содержанием фор м альдегида 33% до полного восстановления хрома шестивалентного. Контроль ведут по индикатору - дифенилкарбазиду. На восстановление расходуют 8,9 г СНзО, что составляет 120% от стехиометрического количества в уравне ЗСНз 0 + 4 СгОз + 12 НзР 04 -4 Сг(НзР 04)з+ ЗСОз l+ 9 НяО Б. К 1 дм раствора аналогичного состава 40 при 90 С медленно небольшими порциями воизбежание вспенивания раствора приливают 33%-ный раствор перекиси водорода. На восстановление хрома шестивалентного расходуют 46,2 г ЯО что составляет более, чем 45 8 чкратный,избыток перекиси водорода по отношению к стехиометрическому,количеству в уравнении2 СгОз+ НдОз+ 6 Н,РО, -2 Сг(Н,Р 04)з + 4 НО + 20,1 50В. В аналогичных условиях на восстановление хрома шестивалентного в 1 дмз раствора расходуют 22,8 г этилового спирта, что составляет 100% от стехиометрического коли чества в уравнвнии 2 СгОз + ЗСНвО + 6 НвР 04 -2 Сг (НяР 04) з + ЗСзН 4 Огф + 6 НО60 Г. В 1 дм раствора того же состава при90 С медленно небольшими порциями вводят глицерин. На полное восстановление хрома шестивалентного расходуют 6,5 г СзНвОз, что составляет 100 з/в от стехиометрического коли чества в уравнении382577 14 СгОз + ЗСзНвОз + 42 НзР 04- 14 Сг (НзР 04) з + 9 СОзl + ЗЗНзО Предмет изобретения Составитель В. ГродзовскавРедактор О. Кузнецова Техред Г. Дворина Корректор О Тюрина Заказ 437/280 Изд. Хо 592 Тираж 523 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип, Харьк. фил. пред. сПатентэ Д. Для восстановления хрома шестивалент ного используют уротропин, Полного восстановления хрома шестивалентного в 1 дмз раствора аналогичного состава достигают при расходе уротропина 3,85 г, что составляет 100% :от стехиометрического количества в уравнении 10 12 СгОз + (СНз) вХ + 36 НзР 04 -+ 12 Сг (НзР 04) з + 6 СОз l + 2 Хз+ 24 НзО15Раствор в автоклаве доводят до 90 С и затем медленно небольшими порциями вводят в него 0,016 м ЗЗ/о-ного раствора формалина, Контроль восстановления осуществляют по индикатору - дифенилкарбазиду. На восста новление расходуют 5,8 кг 100%-ного формальдегида, получая раствор монозамещенного фосфата хрома, который сушат в,распылительной сушилке при 100 С. Сухой порошкообразный продукт имеет состав, о/,: СгзОз 19,9; РзОз 25 54,8; 504 0,3; Ма 0,3; Ге 0,1 и нераствори.мый остаток 0,1. 1, Способ получения монозамещенного фосфата хрома путем взаимодействия хромсодержащих соединений с фосфорной кислотой и восстановления хрома шестивалентного, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения физико-химических свойств целевого продукта, в качестве хромсодержащего соединения берут гидратированные хромихроматы;и процесс ведут при 110 - 160 С, предпочтительно при 140 С, в течение 2 - 10 час, дозируя .исходные реагенты из расчета весового соотношения СгзОз. РзОз в конечном продукте,не ниже 0,34, а полученный раствор после восстановления в нем хрома шестивалентного подвергают сушке.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют соединения, продуктами окисления которых являются летучие вещества и вода, например формальдегид, пЕрекись водорода, уротропин, спирты и так далее, а восстановление ведут пр,и 90 - 100 С.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс сушки ведут при температуре не выше 120 С.