Способ получения кислых хромсодержащих фосфатов металлов

ОП ИСАН И Е (и)814851ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРестту батек К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт. свид-ву2) Заявлено 15.08.78 (21) 2655361/23-2 51)М. Кл 1 В 25/ исоедииеиием заявки Гасударственный квинтет ссса ве делам изобретений и аткраютнй( 088.8) 3.03.81 Бюллетень %11 аиия описания 25,03.81 бликова та опубли Н. А. Охотникова, Б, П. Середа, О. П. Ильин, С. В. ЗолотавиВ. А. Рябин, Е. С. Лецких, В. Г. Мороз и Б, С. Решетников 2) Авторы изобретени вите 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛЫХ ХРОМСО ФОСФАТОВ МЕТАЛЛОВя к способам по- кислых фосфатов, е фосфатных свястроительн ой и, в производст оров и в доугих Изобретение относитс лучения хромсодержащих используемых в качеств зуюших в огнеупорной и отраслях промышленност ве пигментов, каталиэат отраслях. Известен способ получения индивидуальных и смешанных кислых фосфатов хрома и других металлов, основанный йа взаимодействии хромового ангидрида или гидратированных хромихроматов с ортофосфорной кислотой и последующем восстановлении шестивалентного хрома до трехвалентного причем при получе 1 нии кислых смешанных фосфатов хрома и других металлов в фосфорнокислый раствор хрома до или после восстановления шестивалентного хрома вводят соеди 20 нение соответствующего металла (оксид, гидроксид, карбонат, фосфат, хромат). В качестве восстановителя обычно используют формальдегид 111.. Однако этот способ характеризуетсяналичием в технологической схеме стадий восстановления хрома (У 1) и растворения соединения соответствующегометалла в ортофосфорной кислоте, а такжеповышенным расходом формальдегида (до120-1307 о против теоретически необходимого на восстановление шестивалентно-го хрома) и присутствием в целевом продукте органических примесей формальдегида и продуктов его неполного окисления (0,1-1,5% в пересчете на формальдегид), которые ухудшают его качество,являясь, кроме того, высокотоксичнымисоединениями,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ получения.кислого фосфата на основе хрома, позволяющий несколько упростить процесс ина 20-30% сократить расход формальдегида, получая целевой продукт с содержанием органических примесей, не превышающим 0,01% в пересчете на формальдегид. В этом способе совмещен процесс восстановления крома (У 1) и растворения металлсодержашего соединения в фосфорной кислоте, причем восстановитель вводят в момент растворения окиси или гицроокиси металла со скоростью 0,5- 1,0 кг СН,20/кг СГО в час при 80- 85 С 2,Однако данный способ не исключает присутствия примесей органических веществ в целевом процукте (0,01%), а наличие стадии восстановления хрома (У 1) и необходимость цозирования восстановителя со строго заданной скоростью усложняют процесс. Таблица 2 0 0,5 9 92 814881 4В табл. 2 показано влияние продолжительности процесса на степень восстановления хрома ( У 1),Цель изобретения - упрощение процесса за счет исключения восстановления, что приводит также к снижению содержания органических примесей в продукте.Поставленная цель достигается способом получения кислых хромсодержащих фосфатов металлов, заключающимся в нагревании смеси ортофосфорной кислоты с кромсодержащим соединением цо 160 б220 С и выдержке при этой температуре в течение 0,5-2,0 ч с последующим введением соецинения металла и перевод шестивалентного хрома в трехвалентнь " 1 и.30 Т 50 Температура, С 16 200 2 епень восановления,% 90 98-100 1 Избыток ортофосфорной кислоты нейтрализуют соединением того металла, кислый хромсодержаший фосфат которого полу чают. Оптимальность выбранных парамет.ров оценивается исхоця из того, что ведение процесса при температуре ниже 180 С цаже в течение 3-4 ч не позволяет достичь 1 00%-ной степени восстановления хрома (У 1), что привоцит к появлению шестивалентного крома в целевом процукте. В то же время длительное выдерживание реакционной смеси при ука занной температуре, как и нагревание выше 220 ОС привоцит к излишнему ее за густению,В табл. 1 показано влияние температуры на степень восстановления хрома ( У 1) при продолжительности процесса,5 7 9-1 0 т ви 20 дС Полученный фосфорнокислый раствор,содержащий соецинение трехвалентногохрома и ортофосфорную кислоту, целят начетыре части и кажцую используют дляполучения кислых смешанных хромсоцержащих фосфатов:а) Кислый фосфат хрома и алюминиясостава С 1 Абз(НРОФ)К части получнной смеси добавляютпри перемешивании 0,292 кг водной пасты гицроокиси алюминия, содержащей0158 кг А 6 03, и после полного растворения гицроокиси алюминия получаютжидкое кромалюмфосфатное связующее.указанного состава, содержащее следыорганических примесей.б) Кислый фосфат хрома и цинка состава СгЛп (НдРО.)5,П р и м е р 1, В качестве хромсодержащего сырья используют хромовыйангидрид технический с содержанием основного вещества 99,6%,4 л 73%-ной ортофосфорной кислотынагревают в эмалированном реакторе свнешним обогревом до 180 С. В нагреотую кислоту при .перемешивании вводят0,4 кг 99,6%-ного хромового ангидриде,и полученную смесь выдерживают при интенсивном перемешивании и указаннойтемпературе в течение 2 ч. Перехоцхрома шестивалентного в треквалентноесостояние 100%,Аналогичный результат получаюслучае осуществления процесса прв течение 1 ч,35 5 8148К части полученной смеси добавляют0,44 кг водной пасты окиси цинка, содержащей 0,245 кг и О, и после ееполного растворения получают хромцинкфосфатное связующее указанного состава,содержащее следы органических примесей.в) Кйслый фосфат крома, алюминияи цинка состава С 2 АЕ 2 (Н РО)11 .К части полученной смеси цобавляют0,32 кг водной пасты гицроокиси алюминия и окиси цинка, содержащей 0,1 кгАбоэ и 0,081 кгО, После полногорастворения введенных оксида и гицроксида получают жидкое хромалюмоцинкфосфатное связующее указанного состава, содержащее следы органических примесей.г) Кислый фосфат хрома, алюминияи магния состава С МА 2(Н 2 РО.),К части полученной смеси добавляют0,28 кг водной суспензии гицроокиси20алюминия и окиси магния, содержащей0,1 кг Абдо и 0,04 кг МО, После полного растворения оксида и гицроксидаполучают жидкое хромма гнийалюмофосфатное связующее указанного состава, содержащее слецы органических примесей,П р и м е р 2, В качестве хромсодержащего сырья используют гидратированные хроматы крома (хромихроматы) состава, вес.%; Сл, 0 28,4; С"03 10,6 и 30яоА. 0,4.В эмалированном реакторе с внешнимобогревом смешивают 1 л 73%-ной ортофосфорной кислоты с 0,208 кг гицратированных хромихроматов, соцержаших0,0589 кг трехвалентного хрома в пересчете на С)",20 и 0,0221 кг шестивалентного хрома в пересчете на Сг 03, Полученную смесь нагревают при перемешиовании цо 190 С и выдерживают при этой 4 Отемпературе в течение 1,5 ч; В результате достигается полный переход хромашестивалентного хромихроматов в трехвалентное состояние.Для получения кислого фосфата хромаи алюминия состава С А 63(НцРО )вфосфорнокислый раствор, содержащий соединения трехвалентного крома и ортофосфорной кислоты, вводят 0,292 кг воднойпасты гицроокиси алюминия, содержащей0,158 кг АЙ 03, и после полного растворения гицроокиси алюминия получаютжидкое алюмохромфосфатное связующеэуказанного состава, содержащее слецыорганических примесей,П р и м е р 3. В качестве хромсодержашего сырья используют хромовый ангидрид с соцержанием С.О 99,6%. 51 6Готовят смесь ортфосфорной кислотыи хромового ангицрица путем растворения в 0,4 л ортофосфорной кислоты реактивной квалификации, соцержаа 1 ей 87%Н РО., и 0,050 кг хромового ангидридас содержанием С.О 99,6%, Полученнуюсмесь помешают в реактор - электролизер с электродами из сплаваОХ 23 Н 28 МДТ - и нагревают до 180 С,пропуская через электроцы электрическийток промышленной частоты; сила тока6 8 А, напряжение 40-25 В,Смесь, нагретую цо 180. С, выцержиовают при перемешивании в течение 2 ч.Степень перехода шестивалентного хромав трехвалентное состояние 100%, Затемнагрев отключают и в полученный фосфорнокислый раствор соецинения хрома (У 1)и ортофосфорной кислоты вводят 0,22 кгводной пульпы гицроокиси алюминия, содержащей 0,077 кг А 0203, После растворения гидроокиси алюминия получают0,95 кг жицкого хромалюмофосфатного3 3связующего с плотностью 1,7 10 кг/ми по составу отвечающего соединениюС.АГ 3( НРОд), содержащего слецыорганических примесей.Аналогичный процукт получают в случае осуществления процесса восстановления при 200 С в течение 1 ч.оП р и м е р 4. В качестве хромсоцержащего сырья используют основнойбихромат .хрома, состава С 1"(ОН) Сг О х2 Н 20,Готовят смесь ортофосфорной кислотыи основного бихромата хрома путем растворения в 0,4 г 87%-ной ортофосфорнойкислоты 0,120 г основного бихроматахрома, содержащего 0,0122 кг. трехвалентного хрома в пересчете на С 03и 0,034 кг шестивалентного хрома в пересчете на С 03.Полученную смесь помещают в реакторэлектролизер, аналогичный описанному вопримере 3,- и нагревают цо 185 С, выдерживая затем реакционную массу приэтой температуре 2 ч, В результате достигают полного перехода хрома шестивалентного основного бихромата хромав трехвалентное состояние.Для получения кислого фосфата хромаи алюминия (алюмохромфосфатное связующее) в фосфорнокислый раствор, содержащий соецинения трехвалентного хрома иортофосфорной кислоты, ввоцят 0,22 кгводной пасты гидроокиси алюминия, содержащей 0,077 кг А 0 х 03 - После растворения гицроокиси алюминия получаютжицкое алюмохромфосфатное связующее,состава СгАИ(Н РЦ), содержащее слецЫ органических примесей.Предлагаемый способ позволяет упростить процесс за счет исключения отдельной стадии восстановления хрома и отсутствия необходимости доэирования восстановителя со строго заданной скоростью и снизить содержание органических примесей в продукте. 814851 8имоцействие хромового ангидрида или хро-.матов и соединения металла с ортофосфорной кислотой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения процесса за счет исключения восстановителя,смесь ортофосфорной кислоты с хромсодержащим соединением перец ввецением соеодинения металла нагревают до 160-220 Си выцерживают при этой температуре в1 п течение 0,5-2,0 ч,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеформула изобретения 1. Авторское свидетельство СССРЖ 471300, кл, С 01 В 25/26, 1975.Способ получения кислых хромсодержа 1 2. Авторское свидетельство СССРщих фосфатов металлов, включающий вза- Ж 481538, кл. С 01 В 25/26, 1975.Составитель В. КириленкоРедактор Г. Кацалап Техред Л.Пекар Корректор С. ШекмарЗаказ 942/31 Тираж 505 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., а, 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгороц, ул. Проектная, 4