Гексагидрат хлорфосфата хрома и способ его получения

,Я 01212940 Ю 1)С 01 В 25/455 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ксагидр СгНРО получен(57) 1. фосфата в качес стойког Применение ге хрома формуль ве сырья для ортофосфата ве связующего ах с пониженн ния. ата хлорС 1 6 Ния жароа такжеупорныхературой хрома, в огн в качесматериалотвержд ой тем Ж РАЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬ(71) Белорусский ордена ТрудовогоКрасного Знамени технологическийинститут им, С.М.Кирова(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 382577, С 01 В 25/26, 1972.2. Лавров А.В., Медведев А.А.,Чудинова Н.Н., Тапанаев И,В. Исследование продуктов дегидратации гексагидрата фосфата хрома./ ИзвестияАН СССР. Неорганические материалы,1970, т.б, В 3, с.503,3. Тиковый В.Ф., Братенникова А.НЧивенков А.Н., Лапко К,Н, Излучениетермических превращений хромфосфатнойсвязки./ Известия АН СССР. Неорганические материалы, 1973, т,9, У 9,с. 1612.(54) ГЕКСАГИДРАТ ХЛОРФОСФАТА ХРИ СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ. 2, Способ получения гексагидрата хлорфосфата хрома заключается воовзаимодействии при 70-105 С дигидрата гидроокиси хрома со смесью фосфорной и соляной кислот при молярном соотношении (Сг(ОН) 2 НО) : НРО :НС 1, равном 1:(0,98-1,02):(1,2-1,4) с последующей сушкой раствора до затвердевания массы.Изобретение относится к новомухимическому соединению, а точнеегидрату хлорфосфатов хрома общейФормулы СгНР 04 С 1"6 Н О, который можетбыть использован в химической промышленности в качестве сырья дляполучения жаростойкого ортофосфатахрома, а также связующего в огнеупорных материалах с пониженной температурой отверждения,Цель изобретения - получение гексагидрата хлорфосфата хрома (ХФХ)гНРО С 1 ЬН О,Г р и м е р 1, 139 г дигидратагидроокиси хрома, измельченного доразмера частиц0,1 мм, добавляютопри перемешивании к нагретойдо 70 Ссмеси 114,5 мл 60%-ной НЭРО 4 и95, 1 мл 36,6%-ной НС 1, что соответствует молярному отношению Сг(ОН)Эц 2 Н О:Н РО:НС 1, равному 1:1:1,2.Смесь разогревают до кипения, и образовавшийся зеленый раствор кипятят при перемешивании при 104-195 Св течение 35 мин до получения раствора плотностью 1,6510 кг/м , предЭ Эставляющего собой 52%-ныи водныйраствор хлорфосфата хрома. Вязкийраствор наливают тонким слоем дляполучения твердого продукта в вакуумзксикаторе над СаС 1 . Продукт затвердевает в течение 20 ч в видетвердой монолитной массы, которуюдля дальнейшего использования измельчают.Выход продукта 99,5 У.,Найдено, %: Сг 17,7; Р 10,5;С 1 12,2; Н 0 остальное.Брутто-формула СгНР 04 С 1 6 НО.Вычислено, %: Сг 17,8; Р 107;С 1 12,2; Н О остальное.Атомное отношение Р:Сг:С 1=11,1,ИК-спектр полученного аморфного продукта отличается от известного для кристаллов СгРО 6 Н 0 11 .Частоты максимумов полос поглощения в спектрах:СгНРО С 1 6 НО - 3400 и; 3200 и,2325 и; 1 Ь 25 ср; 1410 ср; 1220 пл;1080 о.с.п.; 900 с; 745 и", 585 пл;510 ср.СгРО, ЬН 0 - 4050 осл.; 2575 о,сл;2300 о,сл; 1 ЬОО ср,ш,", 1140 сл.пл.;1010 сл.пл.; 950 с,п.; 900 сл.пл.;9 ЬО сл.пл.; 720 сл.пл.; 715 с,Сокращенно обозначены: и. - полоса,ср, - средняя, пл, - плечо, с.сильная, о.с.п. - очень сильнаяполоса, о,сл. - очень слабая, ср.ш;,и температурой отверждения 150 С. З 0 При указанных условиях наблюдается35 40 45 Я 1 55 5101520 средняя широкая, сл. пл, - слабое плечо.Содержание основного вещества в продукте 99,6%. Плотность твердого продукта 3,66 10 Э кг/мПо известному способу выход малозамещенного фосфата хрома 90-95%, содержание основного вещества 88,5%.Введение по предлагаемому способу в состав хромфосфатного связующег о ионов хлора позволяет получить хлорфосфат хрома, имеющий атомное отношение Р:Сг, равное (0,98-1,02):1, содержание основного вещества в продукте 98, 0-99, 6% и выход его 98,2-99,5%. Полученный продукт может бьггь использован в качестве сырья для полученияс =СгРО при 950 вместо 1200-1450 при использовании в качестве сЫрья гексагидрата орто- . фосфата хрома. Порошковый продукт, полученный при сушке вязкого раствора связующего, обладает хорошими клеющими свойствами и поэтому может быть использован в составе композиционныхматериалов огнеупорностью до 1700 С максимальная скорость растворения гидроокиси хрома в смеси кислот.Использование малярного отношения реагентов, равного Сг(ОН)э 2 Н О;(1, - 1,4), обусловлено необходимостью полного растворения гидроокиси хрома и получения продукта стехиометрического состава, Начальная температура реакции нейтрализацииониже 70 С не обеспечивает растворения гидроокиси, и использование темопературы синтеза выше 105 С приводит к слишком бурному кипению раствора и пригоранию вещества на стенках сосуда.П р и м е р 2. То же, что в примере 1, но гидроокись хрома измельчают до размера частиц 1 мм и реагенты берут в молярном отношении Сг(ОН) 2 Н О:Н РО ."НС 1 = 1:0,98:1,4, РаЧтвор кипятят при 104-105 С в теЭ Э чение 40 мин до плотности 1 67 ф 10 кг/м. Продукт затвердевает на воздухе эа 48 ч и имеет следующий состав, мас.%: Сг 17,6; Р 10,3; С 1 11,8; Н О остальное. Отношение Сг:Р:С 1 = 1;0,98:0,98, Брутто-Формула СгНРО 4 С 1 бН О. Содержание основного вещества в продукте98,0/, выход 98,27 ИК-спектр аналогичен приведенному по примеру 1.П р и м е р 3, То же, что в примере 1, но гидроокись хрома измельчают до размера частиц ( 0,5 мм и реагенты берут в молярном отношении Сг(ОН) 2 Н 0: Н РО,НС 1 .= 1: 1,02:1:3. Раствор плотностью 1,66 10 кг/мэ затвердевает в вакуум-эксикаторе над СаС 1 эа 18 ч. Продукт имеет следующий состав, мас.7: Сг 17,6; Р 10,6; С 1 12,4; Н О остальное. Отношение Сг:Р:С 1 = 1:1,02:1,03, Брутто-формула СгНРО 4 С 1 6 Н О. Содержание основного вещества в продукте 98,2/, выход 98,47. ИК-спектр аналогичен приведенному по примеруПри использовании полученного продукта в качестве сырья для производства жаростойкого ортофосфата хрома конечный продукт термообрао ботки ж= СгР 04 получается при 950 С и выдержке 1 ч при синтезе его из СгР 04 6 НО. Снижение температурыосинтеза на 500 С способствует значительной экономии энергоресурсов и улучшению условий работы огнеупорной футеровки печи.При использовании гексагидрата хлорфосфата хрома с соотношением Р:Сг = 1 в качестве связующего в огнеупорных материалах на основе корунда прочность при сжатии 17,2 - ,18,3 МПа композиты приобретают посо ле термообработки при 150 С, причем образцы не изменяют свойств во времени при выдерживании их на воздухе, в воздушно-влажной среде или при кипячении в воде. При использовании в качестве связующего порошкообразного монозамещенного фосфата ,хрома в идентичных условиях материалы имеют прочность при сжатии 16,4- 17,1 МПа, но отличаются значительной гигроскопичностью до температурыотермообработки 400 С и выделяют Р О при 620 и 1100 С 2,что требует использования температуры ото, верждения компоэитов не менее 1150 С и объясняется отношением Р;Сг, равным 3, в таком связующем, в результате чего в процессе нагревания с ним происходит ряд термических превращений с изменением отношения Р:Сг и образованием в качестве конечного продукта пирофосфата хрома Сг 4 (Р От ) э с соотношением Р: Сг=1, 5.П р и м е р 4. 139 г дигидрата гидроокиси хрома измельчают до40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 размера частицО, 1 мм и добавляютпри перемешивании к нагретой до70 С смеси 103,0 мл 607-ной Н РОи 95,1 мл 36,6 Х-ной НС 1, что соответствует молярному отношениюСг(ОН) 2 Н 0:Н РО :НС 1 = 1; О, 9: 1, 2,Смесь разогревают до кипения иобразовавшуюся суспензию кипятятпри перемешивании при 104-105 С втечение 30 мин до получения раствора плотностью 1,64 10 кг/м , содержащего небольшое количество нерастворившейся гидроокиси хрома,Сушкой суспензии до затвердеванияполучают продукт, содержащий мас.7;Сг 18,4; Р 9,9; С 1 12,5; Н О остальное. Отношение Р:Сг:С 1 = 0,931:1.Содержание основного вещества 907и выход 98,9/. При получении изнего Ы,-СгРО путем прокаливания в4течение 1 ч при 950 С продукт содержит примесь Сг 0 , Прочность образцов оптимального состава из полученного хлорфосфата хрома и корунда, отвержденных по предлагаемомурежиму, составляет 16,1 МПа,П р и м е р 5. То же, что в примере 1, но реагенты берут в молярном отношении Сг(ОН) 2 Н О;Н РО 4 ,НС 1г1: 1, 1: 1,2, Продукт содержит примесь НРО и имеет следующий химический состав, мас,7: Сг 17,2;Р.11,3;С 1 11,8; НО остальное. ОтношениеР:Сг:С 1 = 1,1:1:1. Содержание основного вещества 90/, выход 98,77,б = 17,9 МПа; ь-:СгРО 4 содержитпримесь пирофосфата хрома. П р и м е р 6, То же, что в примере 1, но реагенты берут в молярном отношении Сг(ОН) 2 Н О:Н РО,:НС 1 1;1:1,1. Продукт содержит примесь нерастворенной гидроокиси хрома и имеет следующий химический состав, мас.7: Сг 18,0; Р 10,8; С 1 10,9; Н О остальное. Отношение Р:Сг:С 1 1:1:0,9. Содержание основного вещества 89 Е, выход 98,6 Х, бг, = 16,4 МПа,ос -СгРО содержит примесь Сг ОП р и м е р 7, То же, что в примере 1, но реагенты берут в молярном отношении Сг(ОН) 2 Н О;НР 04 .НС 1 1:1:1,5. Продукт содержит примесь избыточных ионов хлора и имеет следующий химический состав, мас.Х: Сг 17,7 Р 10,5; С 1 12,9; Н 0 остальное. Отношение Р:Сг:С 1 = 1;1:1,6, Содержание основного вещества 943121290 Составитель Г,МитропольскаяРедактор И;Дербак Техред М.ПароцЯй Корректор Л,Патай Заказ 16/31 Тираж 452 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5:НС 1 1:(0,98-1,02):(1,02-1,4),продукт содержит примесь того изкомпонентов, которое бралось в избытке, или примесь нераствореннойгидроокиси хрома, если кислоты брались с недостатком, причем при недостатке одной кислоты желательнодругую брать в избытке в пределахуказанного соотношения, что видно из примеров 1 - 3, Отклонения отстехиометрии обусловлены воэможностями .процесса взвешивания. Солянуюкислоту берут в небольшом избыткес целью компенсировать потери приупаривании раствора и необходимостью обеспечения полного растворения гидроокиси хрома. При испольэо вании запредельных значений соотношения компонентов продукт содержитпримесь того из компонентов, которое берется в избытке, о чем свидетельствуют дополнительные примеры 154-7.