Способ получения пероксида кальция

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистическ 56268 А СПУБЛИК 5 043)5 СО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВюЩффцОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ щщфф паваБИБЛИОТЕКА АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут реактивов и химически чистых материалов для электронной техники(56) Епифанцева Е, А Аринина Т. Г. и др.Мелкокристаллические перекиси щелочноземельных металлов для оксидных катодов.- В сб.: Люминесцентные материалы и особочистые вещества, вып. 6, 1971, с, 112-117.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИДАКАЛЬЦИЯ(57) Использование: аналитический контИзобретение относится к получению пероксида кальция, используемого для аналитического контроля сахарного производства, а также в качестве отбеливающего и дезинфицирующего средства.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения пероксида кальция .параллельным сливанием 12-15% (0,8-1,0 М) водного раствора кальция азотнокислого, 9- 11% (2,7-3,3 М) водного раствора пероксида . водорода и 6-9% (3,5-5,0 ОМ) водного рас-. твора гидроксида аммония при мольном отношении (Н 202): (Са(КОз)2 = 3,0 и (КНЯЖОН : (НМОз 1 - 2,6 и температуре 1-2 С с последующим отделением осадка образующегося октагидрата пероксида кальция, промывкой его от примесей, суспендированием в горячей (50-60 С) воде, отделением осадка обрароль сахарного производства, для производства отбеливэющих и дезинфицирующих средств, Сущность изобретения: водные растворы нитрата или хлорида кальция с концентрацией 0,5-2,5 М, пероксида водорода и гидроксида аммония параллельно вливают в водную суспензию кристаллического октагидрата пероксида кальция при охлаждении и молярном соотношении соли кальция, перексидэ водорода и гидроксида аммония, равном 1,0: (1,3-1,4): (2,6-2,8). Образовавшуюся суспензию кристаллогидрата пероксида кальция выдерживают при перемешивании, после чего осадок отделяют от маточного раствора, промывают от примесей и подвергают термической дегидратации, 2 табл. зующейся смеси окта- и дигидрата пероксида кальция от маточного раствора и термической их дегидратацией, Способ обеспечивает получение мелкодисперсного пероксида кальция с высоким выходом (75- 80%), высокой массовой долей основного вещества (89-94%) и низким содержанием примесей, мас,%: С 0,002-0,005, К +фйа 0,022, М до 0,08.Недостатком способа является малый съем. пероксида кальция с 1 кг массы, введенной в синтез(12-17 г/кг), большие расходы пероксида водорода (до 6,3 кг/кг Са 021 и гидроксида аммония(до 7,5 кг/кг Са 02), низ- каЯ скоРость фильтРаЦии сзУспензий кРисталлогидрэтов (50-70)дм /ч, причем скорость фильтраций кристаллогидрэта пероксида кальция снижается при использовании 24% (1,7 М) раствора кальцияазотнокислого, 185,6 М) раствора пероксида водорода и 11(6,1 М) раствора водного аммиака, а также ухудшается степень отмывки осадка от примесей,Цель изобретения - ускорение процессаПоставленная цель достигается тем, что водные растворы соликальция с концентрацией 0,8-2,5 М, пероксида водорода и гидроксида аммонйя параллельно влияют н водную суспензию кристаллического октагидрата пероксидакаЖция при охлаждении и молярных соотношениях СаС 12(Са(ЙОз)2) : Н 202 Д: (КНлОН) =- 1, (1,3-1,4): (2,6-2,8). Образовавшуюся суспензию кристаллогидрата пероксида кальция выдерживают при перемешивании, после чего осадок отделяют от маточного раствора, промывают от примесей и подвергают термической дегидратации.При малярной концентрации указанных растворов солей кальция меньшей 0,5 М, и большей 2,5 М, поставленная цель по заявленному способу не достигается,.независимо от массовой концентрации кристаллического октагидрата пероксида кальция в исходной суспензии, При использовании разбавленных растворов съем пероксида кальция с 1 кг массы, введенной н синтез, меньше, чем н прототипе, При использовании очень концентрированных растворов солей кальция качество пероксида кальция хуже. В отсутствии первоначальной водной суспензии кристаллического октагидрата пероксида кальция резко снижается скорость фильтрования полученной в результате взаимодействия реагентов суспензии и качество целевого продукта, Это обьясняется образованием в указанных условиях пастообразного вязкого дигидрата пероксида кальция, Последний значительно труднее отмывается от ационов, присутствующих в жидкой фазе, и легче разлагается н маточном растворе с образованием гидроксида кальция, чем кристаллические акта- и дигидраты пероксида кальция, которые образуются в присутствии водной суспецзии кристаллического октагидрата пероксида кальция, Однофазный кристаллический октагидрат пероксида кальция при температуре до 10 С образуется только при взаимодействии 1-2 малярного раствора кальция хлористого или кальция азотнокислого с 2,5-3,5-ным раствором пероксида водорода и 2,0-2.5-",ь-ным раствором гидроксида аммония.Таким образом, при отсутствии исходной водной суспензии кристаллического октагидрата пероксида кальция интенсификация процесса при сохранении качества продукта це обеспечивается.Массовая концентрация кристаллического октагидрата пероксида кальция н пер воначальной суспецзии ца достижениепоставленной цели це оказь.нает влияния.Обьем первоначальной водцойл суспецзии кристаллического октагидрата пероксида кальция должен обеспечить интенсивное 10 перемешивание реакционной массы н начале процесса и зависит от нижнего уровня мешалки в реакторе и его диаметра;Сьем пероксида кальция с 1 кг введенной в синтез массы рассчитывают только по 15 массе образовавшегося из водных растворов СаС 2(Са(КОз)2, Н 202 и КНлОН кристаллогидратор пероксида кальция смеси октаи дигидрата пероксида кальция). В расчет е принимают массу пероксида кальция, обра зованшуюсяиз специально введенного в реакционную массу кристаллического октагидрата пероксида кальция, Ее вычитают из общей массы пероксида кальция, полученнойй в опыте, а затем разницу относят ко 25 всей реакционной массе при расчете сьемапродукции с 1 кг введенной в синтез массы.П р и м е р 1. В стеклянный реактор,вместимостью 20 дм, снабженный мешалзкой и водяной рубашкой, заливают дистил лированную воду в количестве 2,0 дм иохлаждают ее до 8-10 С подачей охлажденной воды в рубашку, Затем нсыпают 200 г кристаллического октагидрата пероксида кальция и при перемешивании со скоростью 35 110+20 об/миц в течение двух часов параллельно сливают 6,27 дм раствора кальциязхлористого с концентрацией 2,2 М 21%), 2,05 дм раствора пероксида водорода с концентрацией 9,0 М ( 27%) и 3,03 дм 40 раствора гидроксида аммония с концентрацией 12,0 М ( 220 ), Приэтом скорость введения исходных растворов 3,14; 1,03;1,52 дм /ч соответственно, В указанных условиях обеспечивается моля рное соотноше ниеСаСЕ 21 Н 2021:КНлОН 1=1:1,3:2,6 ирН порядка 9,3. По окончании слива растворов суспензию перемешивают н течение 15- 20 мин, а затем фильтрацией под вакуумом отделяют осадок кристаллогидрата от ма точного раствора, промывают 20 дм 3 охлажденной до 8-10 С дистиллированной воды и сушат н слое 15-25 мм при периодическом перемешинании при 95-1200 С и непрерывном отводе выделяющихся водяных паров 55 до массовой доли влаги це более 0,5%, Полученный продукт содержит, мас.%: СЙО 2 906, влаги 05, С 04, К 008, С 0005, К+Ка 0,01,. Ре 0,009, нерастворимых в НСЕ примеси - 0,01, РЬ - 0.005%. Выход пероксида кальция состанляет 78%. При этом расходпероксида водорода равен 2,9 кг/йг Са 02, а гидроксида аммония 3,55 кг/кг Са 02. Относительная скорость фильтрации кристалпогирата пероксида кальция равна 135 . дм /ч,Съемпероксидакальцияс 1 кгмассы, 5введенной в синтез 54 г.П р и м е р 2, В стеклянный реакторвместимостью 20 дмз, снабженный мешалкой и водяной рубашкой, заливают дистил- .лированную воду в количестве 2 дм и 10 охлаждают ее до 8-10 С подачей охлажденной воды в рубашку. Затем всыпают 185 г кристаллического октагидрата пероксидакальция и при перемешивании со скоростью 110+20 об/мин в течение полутора ча сов параллельно сливают 5,52 дм раствора кальция хлористого с концентрацией 2,5 М ( 23;), 1,66 дм раствора пероксида. водородза с концентрацией 11,5 М ("35(,) и 2,7 дм раствора гидроксида аммония с концен трацией 14,5 М ( 27%), При этом скорость слива исхоздных растворов составит 3;68;1,11; 1;8 дм /ч соответственно. В указанных условиях обеспечивается молярное соотношение Са С 12: Н 202: й НЕОН = 1: 1,4: 2,8 25 и рН порядка 9,2. По окончании слива растворов суспензию перемешивают в течение 15-20 мин, а затем фильтрацией под вакуумом отделяют осадок кристаллогидрата от маточногораствора,промывают 20 дм ох лажденной до 8-10 С дистиллированной воды и сушат в слое 15-25 мм при периодическом пере меши ва нии при 95- 120 С и отводе выделяющихся водных паров до массовой доли влаги не более 0,5 ь. 35 Полученный продукт содержит, мас,Д: Са 02 89,0, влаги 0,5, С 0,5, М 0,07, С 0,005, К+На 0,02 Ее 0,009, нерастворимых в НС 1 примесей - 0,01, РЬ 0.005. Выход пероксида кальция составляет 80,0% . При этом расходраствора пероксида водорода составляет2,35 кг/кг Са 02. а раствора гидроксида аммония 3,04 кг/кг Са 02, Относительная скорость фильтрации кристаллогидрата равна 136 дм /ч, Съем пероксида кальция с 1 кг 45 массы, введенной в синтез, 58 г.П р и м е р 3. В стеклянный реакторвместимостью .20 дм, снабжен н ый мешал-.кой и водяной рубашкой, заливают дистиллированную воду в количестве 2 дм и 50 охлаждают ее до 8-10 С подачей охлажденной воды в рубашку. Затем всыпают 215 гкристаллического октагидрата пероксида кальция и при перемешивании со скоростью 110-ф.20 об/мин в течение полутора 55 часов параллельно вводят 5,52 дм раствора кальция азотнокислого с концентрацией 2,5 М (-32), 1,898 дм раствора пероксида водорода с концентрацией 9,8 М ( 30 фб) и 2.79 дм раствора гидроксида аммония с концентрацией 13.35 М ( 25;4). При этомскорость введения исходных растворов составляет 3,68; 1.27; 1,86 дмз/ч соответственно, В указанных условиях обеспечиваетсямольное отношение Са(НОз)2: Н 202:й Н 40 Н =- 1: 1,35: 2,7 и рН порядка 9,2, Поокончании слива растворов суспензию перемешивают в течение 15-20 мин, а затемфильтрацией под вакуумом отделяют осадок кристаллогидрата от маточного раствора, промываютдмз охлажденной до8-10 С дистиллированной воды и сушат вслое 15-25 мм при периодическом перемешивании при 95-110 С и непрерывном отводе выделяющихся водяных паров домассовой доли влаги не более 0,5.Полученный продукт содержит, мас.:Са 02 91,9, влаги 0,5, С 0,5, й 0,08, О 0,005,К+Ма 0,02, Ее 0,009, нерастворимых в НСГпримесей - 0,01, РЬ 0,005. Выход пероксида кальция составляет 80,. При этом расход 30; пероксида водорода равен 2,64кг/кг Са 02, а 25 раствора гидроксидааммония 3,2 кг/кг Са 02. Относительная скорость фильтрации кристаллогидрата пероксида кальция равна 150 дм /ч. Съемпероксида кальция с 1 кг массы, введенной .в синтез, 58 г,Последующие опыты проводят в аналогичных условиях, меняя малярное соотношение реагентов,Результаты опытов представлены втабл. 1, 2.При проведении процесса осажденияпри молярных соотношениях, меньших, чемСа : Н 202: ИН 40 Н= 1: 1,3: 2,6, поставленная цель не достигается, так как либоуменьшается выход пероксида кальция, либо съем продукции.Увеличение молярного соотношенияСаН 202: ИН 4 ОН более 1: 1,4; 2,8экономически нецелесообразно. При увеличении концентрации соли кальция больше2,5 моль/дм ухудшается. качество пероксида кальция,Предлагаемый способ обеспечивает увеличение выхода пероксида кальция с 1 кг массы, введенной в синтез, до 54-60 г (у прототипа 12-17 г), скорости фильтрации водной суспензии кристаплогидрата пероксида кальция в идентичных условиях до 130- 150 дм /ч (у прототипа 50"70 дм /ч), уменьшение расхода пероксида водорода 30%-ного до 2,50-2,95 кг/кг Са 02, (у прототипа 5,8-6,3 кг/кг Са 02) и гидроксида аммония 25,-ного до 3,1-3,5 кг/кг Са 02 (у прототипа 7,1-7,5 кг/кг Са 02), при сохранении выхода пероксида кальция 75-80% и его качества.1756268 Формула изобретения Способ получения пероксида кальция, включающий параллельное введение в реактор при охлаждении водных растворов соли кальция,.пероксида водорода и гидроксида аммония, взаимодействие образовавшейся смеси при перемешивании, отделение полученного осадка, его промывку и термическую дегидратацию, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью ускорения про Оз Ф цесса, перед введением водных растворов в реактор помещают водную суспензию кристаллического октагидрата пероксида калЬ- ция, в качестве водного раствора соли 5 кальция используют 0.8-2,5 М раствор нитрата или хлорида кальция, а взаимодействие ведут при молярном соотношении соли кальция, пероксида водорода и гидроксида аммония, равном 1,0: 1,3-1,4: 2,6-2,8 соот ветственно.ат Сз е Таолмца ле Г 50-,70135 75-Ва 12-1 7 В 54 80 58 Ва 5 74 5 76 58 77 58 80 ба 76 31 0;В-з,2,22,51 5 90,6 89,3 91,9 89 90 91 90 88 8 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 50 40 136 1 аб 150 2,5 1,5 15 0,6 1,5 1,0 а,З а,0,2 О,0,3 О,36 45 10 1 2 19 79 60 62 54 56 56 З,о 2,5 14 13089 0,5 0,5 0,5 0,5 0,2 0,5 0,5 О,З 0,5 0,5 72 80 73 25 2,5 15 Оса мета еееаеииоте наметавзносЗГО ОнтатняРета нерон алцнн лица 2 сит ра- Сз-оаноа росте Орм рнНС еецеста снаамалецс 3 иГмасс030 нЯ с7яизаЛззlц 5 0,5 5 0,45 О,а 4 О,Э 0,62 6,02 0,62 09-94,009 ,009 о,0,063 О, ОО 0,603 6,00 0,0 6 6,10650 О,6,о,О,61 96,6 09,3 Са 3034СС 1 23 0,60 0,003 0,1 Об 3333393 36463 фйеоЯд 3 3332,бз сомцаитрвцие раствора Нгаг состааГиет 9 и,нцн м сн 3 лмое о Сарастаора ОО ОО 1 г Не Составитель А,Савоськинаева Техред М.Моргентал орректор А,Долини Редактор С Подписноеям и открытиям при ГКНТ СССРнаб., 4/5 аказ 3058 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобрет 113035, Москва, Ж, Раушс