Способ получения цианатов щелочноземельных металлов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 31. 03, 78 (21) 2597322/23-26 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик рн 967952 131) М. Кл.з с присоединением заявки Йо -С 01 С 3/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.1(088.8) Дата опубликования описания 23. 10.82 71) Заявите(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИАНАТОМЕТАЛЛОВ НОЭЕМЕ носится к способв щелочноэемельны 1 О е 2 я Изобретение от ам получения цианато х металлов.Известен способ получения цианатов щелочных и щелочноземельных металлов путем взаимодействия паров циановой кислоты, полученных при нагревании мочевины до 350 С, с водными растворами илн суспензиями соответствующих гидроокисей. При получении по этому способу цианатов.щелочноземельных металлов выход их не превышает 80 и они загрязнены значительными прнмеся. ми карбонатов 1).Наиболееблизкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения цианатов щелочных и щелочноэемельных металлов, основанный на взаимодействии окиси (гидроокиси) металла с цианатом аммония в среде инертного растворителя, в качестве которого. используют спирт или жидкий аммиак, Образовавшийся цианат металла выделяют иэ реакционной смеси фильтрацией, или, если он растворим, отфильтровывают непрореагировавшую окись или гидроокись металла и затем выпаривают растворитель. В остат ке после выпаривания получают цианат металла в смеси .с непрореагировавшими компонентами реакционной смеси или продуктами их побочных реакций С 23.Недостатком известного способа я ляется невысокий выход цианатов, ко торый не превышает 45, 1(роме того, при получении цианата кальция получают продукт, содержащий до 85 основного вещества, а при получении цианатов других щелочноземельных ме таллов содержание цианата в продукт не превышает 30. Недостатками способа являются также применение пржароопасных веществ - спирта или аммиака, а также необходимость проведения процесса под повышенным давл нием в случае использования жидкого аммиака. Цельк изобретения является повышение выхода цианатов щелочноземель ных металлов и содержания основного вещества в продукте,Поставленная цель достигается сп собом .получения цианатовщелочноэемельных металлов путем вэаимодейств цианата аммония и окисей или гидро- окисей металлов, в котором исходные реагенты применяют в порошкообразновиде, реакцию проводят при 10-20" С, а полученный продукт высушивают.Размер частиц исходных реагентов составляет 0,05-0,2 мм.Исходные реагенты смешивают в стехиометрическом,соотношении.5Полученный продукт высушивают при 25-35 О С в вакууме при остаточном давлении 80-100 мм рт.ст.Реакция между цианатом аммония и0 гидроокисью эффективно протекает при простом смешении их порошков и начинается на поверхности окиси или гидроокиси.По мере выделения реакционной воды Образуется концентрированный 5 раствор цианата аммония, который пропитывает всю массу частицы и обеспечивает полноту протекания реакции по всей массе частиц окиси (гидро- окиси) металла. Поэтому размер частиц 20 в пределах 0,05-0,2 мм определяет выход и чистоту продукта.Для проведения реакции цианат аммония и окись или гидроокись металла берут в стехиометрическом соотноше нии, Избыток цианата аммония или окиси (гидроокиси) металла загрязняет продукт.Окончание реакции определяют по прекращению выделения аммиака. 30Температура реакционной смеси должна быть в пределах 10-20 С, При более высоких температурах резко увеличивается скорость изомеризации цианата аммония в мочевину, что приводит к снижению выхода цианата металла и загрязнению его мочевиной и . непрореагировавшей окисью или гидро- окисью металла. Указанную температуру, с целью отвода выделяющейся теплоты реакции, поддерживают охлаждением реакционной смеси через стенку реакционного сосуда, постепенным добавлением цианата аммония к окиси или гидрокиси металла и ийтенсивным перемешиванием. При этом скорость до бавления цианата аммония и интенсивность перемешивания регулируются по температуре так, чтобы температура поддерживалась в пределах 10-20 ОС. Снижение температуры ниже 10 ОС нецелесообразно вследствие того, что в этом случае значительно увеличивается время реакции.Реакция между твердыми цианатом аммония и окисью или гидроокисью металла протекает в присутствии воды, имеющейся в них в виде примеси в начале реакции и накапливающейся по мере ее протекания. При этом максимальный выход цианата аммония 60 достигается при минимальном содержании воды в реакционной смеси. С уве-. личением концентрации воды увеличивается скорость гидГолиза образующегося цианата металла. Поэтому в водных 65 растворах выход цианата металла сни- жается по сравнению с реакцией в. твердой фазе.При проведении реакции в спиртовой среде, как это проводят в известном способе, увеличивается скорость изомеризации цианата аммония в мочекину по сравнению с реакцией в твердой фазе, протекающей фактически в концентрированном водном растворе, Поэтому в спиртовых растворах выход цианата металла меньше, чем в твердой фазе.Полученный продукт высушивают прио25" 30 С, Укаэанную температуру продукта при сушке удобнее всего поддерживать с помощью вакуума (остаточное давление не должно превышать 100 мм рт.ст.). Однако возможны и другие способы сушки, например распылением в сухом воздухе, температуру которого поддерживают равной 25-30 С.Нагревание продукта при высушивании до более высоких температур, которые создают при остаточном давлении, превышающем 100 мм рт.ст., приводит к частичному гидролизу цианата щелочноземельного металла и, как следствие, к снижению выхсда целевого продукта и загрязнению его гидроокисью металла. Высушиваниео продукта при температуре ниже 25 С приводит к значительному увеличению времени сушки и объема аппаратуры. П р и м е р 1. К 3,04 г Са(ОН) при постоянном перемешивании и температуре не выше 10 С добавляют 5,40 г цианата аммония, содержащего 93,3 МН 4 ОСМ. Прибавление ведут небольшими порциями в течение .0,5 ч. После этого смесь продолжают перемешивать, поддерживая температуру не выше 10 С, до прекращения выделения БН 3, Полученный продукт высушивают в вакууме (остаточное давление 20-100 мм рт.ст.) при 20-30. С, В результате получают 5,94 г продукта, содержащего 85 Са(ОН) . Выход по цианату аммония составляет 96,5.П р и м е р 2. К 17,87 г Ва(ОН) "8 Н О при постоянном перемешиваниии температуре не выше 20 фС добавляют 6,62 г цианата аммония, содержащего 93,3 ННдОСИ. Прибавление ведут небольшими порциями в течение 0,5 ч. После этого смесь продолжают перемешивать, подцерживая температуру не выше 20 С, до прекращения выделения ИН, Полученный продукт высушивают в,вакууме при 20-ЗООС. В результате получают 11,81 г продукта,содержащего 97,5 Ва(ОСИ). Выход цианата бария по цианату аммония равен 92,8;967952 Формула изобретения Составитель Р.ГерасимовТехред Т.Маточка Корректор Г.Огар Редактор О.Половка Заказ 8012/34 Тираж 509 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 П р и м е р 3. К 4, 30 г ВаО при постоянном перемешивании добавляют 3,02 г цианата аммония, содержащего 93,3 ИН 40 СН. Прибавление ведут небольшими порциями в течение 0,5 ч. После этого смесь продолжают перемешивать, поддерживая температуру не выше 20 фС, до прекращения выделения ВНЗ. Полученный продукт высушивают в вакууме при 20-30 С. В результате получают 5,75 г продукта, содер(ашего 88 Ва(ОСИ) . Выход Ва(ОСИ) по цианату аммония - 91,2.П р и м е р 4. 4 кг Са(ОН) , просеянного через сито с отверстиями 0,2 мм, загружают в шаровую мельницу, охлаждаемую с наружной поверхности водой, имеющей температуру 10 сС и вращающуюся со скоростью 38 об/мин. Сюда же из бункера с помощью шнека постепенно в течение 0,5 ч загружают 7,9 кг цианата аммония, содержащего 90 МН 4 ОСИ. После этого продолжают перемешивать смесь до прекращения выделения аммиака, который определяют в газах, отсасываемых из шаровой мельницы вентилятором. Выделение аммиака продолжаетея в течение 1 ч, Полученный порошок продукта выгружают из шаровой мельницы и загружают в шнековую сушилку с рубашкой, через которую циркулирует вода с температурой 30 С. В сушилке с помощью вакуум-насоса создают остаточное давление 80 ммрт.ст. и поддерживают его в течение .2 ч. Получают 8,1 кг продукта, содержащего 87,0 Са(ОСИ)2. Выход по цианату аммония составляет 95,0. Предложенный способ позволяет увеличить выход конечного продукта, повысить его качество и увеличить безопасность процесса. 1. Способ получения цианатов щелочноземельных металлов путем вза-10 имодействия цианата аммдния и окисей или гидроокисей металлов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения выхода целевого продукта и содержания в нем основного15 компонента, исходные реагенты применяют в порошкообразном виде реакО/цию проводят при 10-20 С при постоянном перемешивании, а полученныйпродукт высушивают.2Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что размер частицисходных реагентов составляет 0,050,2 мм,3. Способ по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем что полученный продукт высушивают при 25-ЗООСв вакууме при остаточном давлении80-100 мм рт.ст4. Способ по п.1-3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что исходные реаген .ты смешивают в стехиометрическомсоотношении.Йсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Р 2431205,кл. С 01 С 3/14, опублик. 1976.2, Патент Англии Р 354604,кл, 1(2)Г, опублик. 1931 (прототип).