Способ получения монозал\ещенного фосфата хрома

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

М. Кл. С 01Ь 25/26

Заявлено 12.V11.1971 (№ 1675720/23-26) с присоедине . ием заявки ¹â€”

Гасударстеенный камитет

Сааета 1йинистраа СССР па делам неааретений н открытий

Приоритет—

Опубликовано 23Х.1973. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования опис". ï.ë 10.Х.1973

УДК 661.876.455.1 (088.8) Авторы изобретения

Б. П. Середа, С. В. Золотавина, 3. А. Ильюк, В. И. Дейнежеико, А. К. Чирва и Н. А. Охотникова

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОЗАМЕЩЕН НОГО

ФОСФАТА ХРОМА

Изобретение относится к способам получения монозамещенного фосфата крома, который может найти применение в производстве фосфатных связующих и катализаторов.

Известен, например, способ получения мо- 5 нозамещенного фосфата хрома в виде вязкой жидкости, применяемой в качестве «ромфосфатной связки, путем взаимодействия хромового ангидрида с фосфористой кислотой в присутствии ортофосфорной кислоты при нор- 10 малыных условиях. Однако производство, базирующееся на использовании хромового ангидрида, отличается особой вредностью вследствие токсичности хромового ангидрида, представляющего собой водорастворимое соедиете- 15 ние хрома шестивалентного, кроме того, из-за высокой стоимости хромового ангилрида и использования фосфористой кислоты получается дорогостоящий конечный продукт. Способ также сложен технологически из-за необходимос- 20 ти восстановления большого ко.тичества хрома шестивалентного до трехвалентного,,а получение продукта в виде жидкой вязкой массы затрудяет транспортировку, хранение и сужает область его применения.

С целью уцрощения процесса и расширения сырьевой базы для производства хромовых соединений с одновременным снижением стоимости продукта, улучшения условий техники безопасности и физико-химических свойств целевого продукта, предлагается в качестве хромсодержащего соединения применять водонерастворимые гидратированные хромихроматы, представляющие собой соединения трех- и шестивалентного хрома приблизительно следующего состава: 2Сг О.- СгОе «Н>О. Как следует из приведенной формулы, в гидратированi|ых «роми«роматах содержится только 20О/о

«рома в шестивалентном состоянии. В качестве восстановителя хрома шестивалентного используют вещества, продуктами окисления которых являются вода и летучие соединения.

Предлагаемый способ позволяет получать конечный продукт в сухом порошкообразном виде

Ортофосфорную кислоту вводят в количестве, обеспечивающем весовое отношение

СгеОе . .Р20;, в конечном продукте не ниже

0,340, так как избыток кислоты в продукте у«удшает его свойства как фосфатного связующего.

Процесс осуществляют при 110 — 160 С, предпочтительно около 140 С, в автоклаве в течение 2 — 1О час. Восстановление хрома шестивалентного ведут при 90 — 100 С в присутствии восстановителей, цапример формалъдегида, перекиси водорода, уротропина, спирта, глицерина, гидразина и т. д.

Полученный после восстановления раствор монозамещенного фосфата хрома сушат при

382577

Таблица 4

Температура, С

Степень растворения, %

)20

150

99,2

98,2

85,4

Не растворяется

Таблица 1

Продолжи те ьность растворения, час

Содержание нерастворимого остатка, г/л

Сга Озобш.

Р,О;

Обя (весовое) 0,09

1,70

3,65

4,70

9,9

0,8

0,5

0,5

0,345

0,25

0,90

1,60

2,25 5,0С

15,6

12,9

3,6

2,1

1,5

0,390

Таблица 2

Продолжительность, час, Содержание нерастворимого остатка, г/л

Температура, ОС

10,0

4,0

2,0

1;0

160

3,3

1,2

0,4

2,1

Таблица 3

Сбдержание формальдегида в готовом продукте, %

Температура, С

;80

100

1,5

0,3

0,1 температуре не более 120 С, получая порошкообразный продукт.

Кинетика автоклавного растворения гидр атированных хромихроматов в ортофосфорной кислоте (гидратированные хромихроматы при обычных условиях не растворяются в ортофосфорной кислоте с образованием монозамещениого продукта),при 140 С в зависимости от соотношения хрома хромихроматов (в пересчете на СгзОз) .и фосфорной кислоты (в пересчете на РзОз) приведена в табл. 1 (Сгз03..

: РзОз в MQIHозамещенном фосфате хрома

0,357) .

Зависимость продолжительности растворения гидратированных хромихроматов (при отношении СгзОз . РзОз = 0,345) и качества конечного продукта от температуры приведена в табл. 2.

Зависимость содержания восстановителя в конечном;продукте от температуры в процессе восстановления приведена в табл. 3.

Зависимость растворимости порошкообразного сухого продукта в воде от температуры сушки (продолжйтзелльнность, сушки. 1 час) на цримере продукта состава Cr(H P04)3 приведена в табл. 4.

Пример. 248 кг гидратированных хромихроматов с содержанием, %: Cr 03 30,4; Cr03

8,6; $0,, 0,3 и Ха 0,3 смешивают с 0,355 м ортофосфорной кислоты, содержащей 364 кг

НзР04. Полученную смесь с уд. в. 1,62 нагревают в автоклаве до 140 С и выдерживают при перемешивании в течение 6 час. После окончания растворения получают раствор с содержанием нерастворимого остатка 0,6 кгlм и шестиваленвного хрома в пересчете на СгОз

33 кгlм .

А. 1 дмз раствора из автоклава после растворения гидратированных хромихроматов переносят в реактор емкостью 1,6 дм, нагревают до 98 С и затем медленно вводят в него раствор фор м алина с содержанием фор м альдегида 33% до полного восстановления хрома шестивалентного. Контроль ведут по индикатору — дифен илкарбазиду. На восстановление расходуют 8,9 г СНзО, что составляет 120% от стехиометрического количества в уравне35

ЗСНзО + 4СгОз + 12НзР04—

4Сг(НзР04)з + 3CO r + 9НдО

Б. К 1 дм раствора аналогичного состава

40 при 90 С медленно небольшими порциями во избежание вспенивания раствора приливают

33%-ный раствор перекиси водорода. На восстановление- хрома шестивалентного расходуют 46,2 г Н Ол что составляет более, чем

45 8-|кратный,избыток перекиси водорода по отношению к стехиометрическому,количеству в уравнении

2СгОз + НяОз + 6НзР042Cr (НзР04) 3 + 4 Н О + 20з l

В. В аналогичных условиях на восстановление хрома шестивалентного в 1 дмз раствора расходуют 22,8 г этилового спирта, что составляет 100% от стехиометрического количества в уравнении

2CrOa + ЗСяНвО + 6НвР042Сг(НзР04)з + ЗСзН401 + 6Н О

60 Г. В 1 дм раствора того же состава при

90 С медленно небольшими порциями вводят глицерин. На полное восстановление хрома шестивалентного расходуют 6,5 г СзНзОз, что составляет 100% от стехиометрического количества в уравнении

382577

14СгОз + ЗСзНзОз + 42НзР04

14Сг (НзР04) з + 9СОз + ЗЗНзО Предмет изобретения

Составитель В. Гродзовскав

Редактор О. Кузнецова Техред Г. Дворина Корректор О. Тюрина

Заказ 437/1280 Изд. Ко 592 Тираж 523 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. сПатентэ

Д. Для восстановления хрома шестивалент- 5 ного используют уротропин. Полного восстановления хрома шестивалентного в 1 дмз растaqpa аналогичного состава достигают при расходе уротропина 3,85 г, что составляет 100з/в

:от стехиометрического количества в уравнении

12СгОз + (СНз) аХ4 + 36НзР04 +

12Сг (НзР04) з + 6СОз l + 2Хз + 24НзО

Раствор в автоклаве доводят до 90 С и затем медленно небольшими порциями вводят в него 0,016 м 33 /о-ного раствора формалина.

Контроль восстановления осуществляют по индикатору — дифенилкарбазиду. На восста- 20 новление расходуют 5,8 кг 100%-ного формальдегида, получая раствор монозамещенного фосфата хрома, который сушат в,распылительной сушилке при 100 С. Сухой порошкообразный продукт .имеет состав, о/о. СгзОз 19,9; РзОз

54,8; S04 0,3; Na 0,3; Fe 0,1 и нерастворимый остаток 0,1.

1. Способ получения монозамещенного фосфата хрома путем взаимодействия хромсодержащих соединений с фосфорной кислотой и восстановления хрома шестивалентного, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения физико-химических свойств целевого продукта, в качестве хромсодержащего соединения берут гидратированные хромихроматы;и процесс ведут при 110 — 160 С, предпочтительно при 140 С, в течение 2—

10 час, дозируя .исходные реагенты из расчета весового соотношения СгзОз. РзОз в конечном продукте,не ниже 0,34, а полученный раствор после восстановления в нем хрома шестивалентного подвергают сушке.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют соединения, продуктами окисления которых являются летучие вещества и вода, например формальдегид, перекись водорода, уротропин, спирты и так далее, а восстановление ведут пр,и 90 — 100 С.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс сушки ведут при температуре не выше

120 С.