Способ получения дигидрофосфата марганца дигидрата

/26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП 1 РЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11 2льскохозяйствий Раучнр-исстный институтстиЛ,Н.Щегров,Б ная 325. 541. ритании 0 44934. порциями 1 О мас.ч. гидроксокарбоната марганца (60,3 МпО). Реагенты смешивают в течение 2-3 ч при 20-40 С до прекращения выделения СО и образова" ния однородной суспензии. Суспенэию, упаривают, периодически перемешивая 5-6 ч при 60 фС, а затем сушат кристаллы при 50-60 С до постоянной массы,Получают бледно-розовые кристаллы размером 1-2 мм, состава Мп(НвРОд) к 2 Н ф, выход продукта 100 от теоретического рассчитанного количества, без примесей НзР 0,1 и марганца высших степеней окисления.П р и м е р 2. К 33,3 мас.ч. 50 ь" ной Н РО 4 (100 от стехиометрии) доотносится к технологи й ортофосфорной кисло к способам получения ца, которые применяют имических реактивов, микроудобрений, термо ых компонентов получе кол, эмалей, глазурей Изобретение реактивных сол ты в чдстност фосфатов марга ся в качестве тоо атали тойки оствв ния цветных ст и т,д.Цель тоты и целевогП р ной НР бавляют- повышение чис змеров кристалл тенияние ракта,1. Кот сс.чмешива об ли проди е(10 23,8 мас.ч. 701- техиометрии) до,:,-ной НО д нии вводят пятью ер атем и(56) Патент Великкл. С 11 В 25/26,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИГИДРОФОСФАТАМАРГАНЦА ДИГИДРАТА(57) Изобретение относится к технологии реактивных солей фосфорной кислоты, в ч;тности, к способам полученияфосфатов марганца, которые применяютс в качестве химических реактивов, катализаторов,микроудобрений,составных компонентов для получения цветных стекол, эмалей, гла зурей и т.д. С цел ью получения крупнокристаллического продукта стехиометрического состава, повышения его выхода синтез соли осуществляют путем постепенного дозирования в смесь 30-703-ной НРО(взятой в количестве 100-102 от стехиометрии) и Н О гидроксокарбоната марганца. Отклонение от оптимальных параметров синтеза приводит к загрязнению соли соединениями марганца высших степеней окисления или свободной фосфорной кислоты, а также к увеличению продол-жительности реакции и количества отходовМаксимальный выход индивидуаль" ной соли Мп(НРОа) 2 НО составляет 100 по МпО и 1004 по Р 10. 4 табл.бавляют 1,5 мас.ч, 254-ной НО ипри перемешивании медленно в течение40 мин дозируют гидроксокарбонат марганца в количестве 10 мас.ч, (60,31МпО). Реагенты смешивают при 20-40 Со 5в течение 2-3 ч до прекращения выделения СО и образования однороднойсуспензии, Суспензию, периодическиперемешивая, упаривают 6-7 ч при1060 фС, а затем кристаллы сушат при50-60 С до постоянной массы. Получаютбледно-розовые кристаллы размером 25 мм, состава Мп(НРО 4) 2 Н ф, выходпродукта составляет 100 от теоретически возможного.П р и м е р 3. К 56,6 мас.ч. 30 Ъной НР 04 (102 ь от стехиометрии) добавляют 1,5 мас.ч. 254-ной НОд ипри перемешивании вводят пятью порциями 10 мас.ч, гидроксокарбоната марганца (60,31 МпО), Реагенты смешиваютпри 20-40 С в течение 2-Зч до прекращения выделения СО и образования ододнородной суспензии. Суспензию, периодически перемешивая, упаривают7-9 ч при 60 С, а затем сушат образовавшиеся кристаллы при 50-60 С допостоянной массы,Получают бледно-розовые крис.таллы,размером 2-10 мм, Продукт лмеет состав Мпв,э(Н РОд) 2 Н О с содержан;:мосновчсгс вещества 97,97,. пр 1 м .сеймарганца высших степеней окисленияне обнаружено. Основньми примесямиявляются свободная фосфорная кислота35(0,2 мас.Ци химически связанная асс"форная кислота (1,9 мас."ь),Условия образования крупнокристаллических продуктов приведены втабл,1.В табл,2 представлена сравнительная оценка получения Мп(Н;,РО 4)з 2 НОпо способу-прототипу и предлагаемомуспособу45Согласно данным, приведеннь 1 м впримерах 1-3 и табл,1-2, предлагаемыйспособ не позволяет получать крупнокристаллический продукт с высокимсодержанием Мп(Н Р 04) 2 НО в томслучае, если концентрация ортофосфорной кислоты была либо выше 70 мас,1,либо ниже 20 мас,1, При этом ортофосфорная кислота должна быть прибавлена в количестве 100-102 мас.ь отстехиометрии. В табл,3 приведены основные характеристики продукта. Из данных табл.3 видно, что выходза рамки вышеуказанного соотношенияприводит к снижению выхода целевогопродуктаВ табл,4 приведены данные, характеризующие порядок введения порошкообразного гидроксокарбоната марганцак смеси фосфорной кислоты, а такжевлияние количества НО на качествопродуктов синтеза. Наилучшие результаты были получены при постепенномдсбавлении Мп-содержащего компонента,причем пероксид водорода необходимобрать в (2,5-4,0)-кратном избыткепо отношению к примеси четьрехвалентного марганца,Уменьшение массового соотношенияНО к общему количеству Мп(П) всырье до 2,0:1,0 н приводит к устра"нению примесей М.( ЕЧ) и 1",(ЕЕЕ 1 впродукте реакции. Кроме 1 ого, использование в синтезе 85,5-86,94-ной фосфорной кислоты не позволяет восстанавливать примеси марганца высшихстепеней окисления в гидроксокарбонате марганца. При этом необходимо,чтобы гидроксокарбонат (табл.4) вводился порциями не более чем 1/3 общейдэзы и каждая последующая порция по 1 апалась после полного взаимодействияг.редыдущей с Н РО . Можно также не,1 рерывно дозировать гидроксокарбонатжар-а ца в НРОд из такого расчета,чтобы весь реактив вводился в течение20-40 мин,Таким образом, формирование крупнокристаллического осадка дигидрофосфата марганца дигидрата происходитгри строгом соблюдении параметровсинтеза, рассмотренных выше (концент"рация нэРО 4, количество нО в сравнении с содержанием Ип(ЕЧ) и порядоксмешивания реагентов), а также присоблюдении дозы фосфорной кислоты впределах 100-102 4 от стехиометрии(табл.4),Учитывая то, что завершающую стадию синтеза дигидрофосфата марганцадигидрата по предлагаемому способупроводят путем упаривания суспензиибеэ выделения побочных продуктов реакции, выход соли составляет 100от теоретического рассчитанного,если ее состав соответствует формулеМп (Н Р 04 )2 Н ОПо данным параметрам качество продукта, получаемого предлагаемым способом с использованием 30-701-нойКонцентра- Вид кристалловция НеРОд,Размерыкристаллов, мм Доли миллиметра Мелкокристаллический продукт 1-22-102-101-10 Средние кристаллы Крупные кристаллы Смесь крупных иочень мелких Таблицаг(н ро,) 2,3 но 9798 1 ОО,1 Есть 0,2 86,7703020 0 снес Н,РО и Н;О плодят в течение 40 мин гндрсксокарбона марганца при постояннсм пяремеМя (Н,РО ) г,О Н,О 100,0 100,0 100,0 100,0 98,7100ч 8,7Э 7,9 0,3 Нет Нет 0,6 ЕстьНетНетНет иивании/НО взят из расчета ч-кратного избытка к Мп (1 Ч) 5 15 НЗ,Р 04, взятой в дозе 100-1026 от стехиометрии, выше чем дигидрофосфата марганца дигидрата, синтезированного согласно прототипу (табл.1-4),Формула изобретения Способ получения дигидрофосфата марганца дигидрата, включающий смешение Фосфорной кислоты и пероксида водорода с карбонатом марганца, со- . держащего примесь соединения Мп (1 Ч), о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,85,5(прототип)86,775705 г 03020 35821 6с целью повышения чистоты и увеличения размеров кристаллов целевого про"дукта, в качестве карбоната марганца 5используют гидроксокарбонат, которыйвводят частями до полного растворениякаждой порции, при этом фосфорнуюкислоты используют с концентрациейне выше 70 в количестве 100-102от стехиометрии, а пероксид водородавводят в (2,5-4)-кратном избытке поотношению к содержанию примеси соединений четырехвалентного марганца.1Табли ца 11535821 Т а б л ц а 3 Содержание свободнойНЗРО 1,НаличиепримесиМп (1 Ч) Содержание Доза Н РО Ф от сте- хиометрии основного вещества,% 99,3 Есть 0100 Нет 0 99,3 О 98,7 -"-0,1 97,9 0,5 96,5 1,297,9 Есть 0,2 П р и ме ч а н и е. Взята 501-ная НзРО 0,продолжительность взаимодействия 3 ч,НО:М (1 Ч)=(1,5:1) . табличек Продолвитель" ность реакции полного вос становления Нп (О), ч КонцентрацияНРОз, Ъ Порядок проведения реакции Способ-прототип 05,5 9,52 отитсси оеаенкоья;1 Есть Способ, аналогичный прототипу, но с порционным введением гидроксокарбонатамарганцаВведение гидроксокарбонатз марганцами порциями (1 5 обеего количества) в смесь разбавленной НРОз и Н Ос Реакция не завереается Есть 50 50 50 2,5:1 2,0:1 1,5:1 НетНетЕсть Непрерменое дозироеанме гидродисарбоната мар-. ганца в течение я 0 мин Непрермвное дозирование гидроксокарбонвта маряФеганца Нет 50 О,фе,5 вфф 1-Л Нпф; 5 я Нл Составитель М.Митиченко Техред М.Дидык Кор)ектор М,Кучерявая Редактор Н,Киштулинец ю Заказ 81 Тираж 403 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,101 99100 101 102 103 105 Прототип 50 50 50 50 50 70 70 НассовоеотновениеНзбз кобцемуколичеству Нп(Ч)в смрье 2,5:1 2,0: 1 15;1 1:1 2,5:1 1,5:1 Налим.ле впрод,ьтахпримесейНп (2 У) иНп (111)после 3 ч реакции Нет Нет Нет Есть ЕстьНет Есть 22Реакция незавераается3Реакция незавереается22Реакция незаеереается