Способ получения дикальцийфосфата Советский патент 1988 года по МПК C01B25/32 

Изобретение относится к способу получения дикальцийфосфата и может быть использовано в производстве люминофора на основе галофосфата кальция, активированного сурьмой и марганцем.

Целью изобретения является повышение выхода целевой фракции продукта с размером частиц 4-14 мкм, насыпного веса продукта и повышение стабильности процесса.

Пример 1. В аппарат емкостью 4000 л вливают раствор хлористого кальция плотностью 1,11 г/см , подкисляют его соляной кислотой до ,6,и после 5-минутного перемешивания добавляют раствор аммиака до ,5. Затем в раствор хлористого кальция добавляют раствор диаммонийфосфата плотностью 1,13 г/см до полноты осаждения и начинают нагрев суспензии. При температуре суспензии 71 с добавляют ортофосфо р- ную кислоту в количестве 5 г/л суспе зии и при прекращают нагрев суспензии. После 1-2 ч отстоя суспензии маточньш раствор декантируют и производят отмывку осадка дистиллированно водой. Отмытый осадок фильтруют и высушивают.

Получают кристаллы прямоугольной формы с гладкой поверхностью, гранулометрический состав J %; $4 мкм 10, 4-14 мкм 82, 7/14 мкм 8, 7/10 мкм 2, насыпной вес 0,85 г/см , количество осаждений, при котором получается осадок с постоянным гранулометрическим составом без изменения параметров осаждений, 30.

Дикальцийфосфат, являющийся основным компонентом галофосфатного люминофора, для обеспечения высоких параметров люминофора i повышения производительности процесса должен обла дать совокупностью заданных оптимальных свойств: насыпным весом 0,70- 0,85 г/см , размерами частиц 8-12 мкм гладкой поверхностью и прямоугольной формой кристаллов.

По известному способу дикальций- фосфат получают смешением растворов хлористого кальция удельного веса 1,09-1,17 г/см, диаммонийфосфата и аммиака (25%-ный водный раствор) при 70-90°С, затем при этой же темпера-, туре вводят фосфорну о кислоту до ее концентрации в суспензии 4-6 г/л с последуюглим отделением осадка про

5 0 5 O

0

с

0

5

дукта. Гранулометрический состав продукта следующий, %: 4 мкм 8-29, 4-14 мкм 59-745 14 мкм 12-18 насыпной вес 0,78-0,85 Количество циклов получения продукта без изменения режима 10-14,

Влияние параметров технологического режима на показатели получаемого дикальцийфосфата показано в таблице ,

Из данных таблицы следует, что высокая воспроизводимость результатов осаждения по гранулометрическому составу при многократном прозе- дении процесса осаждения в одном аппарате обеспечивается подчислением раствора хлористого кальция соляной кислоты до рН 1,1-2,2 и перемешиванием его в течение 3-10 мин.

При рН раствора хлористого кальция после подкисления его соляной кислотой в интервале времени перемешивания 3-10 мин меньпле 1,1 снижает- .ся воспроизводимость результатов по гранулометрическому составу, наблюдается увеличение размеров кристаллов при последующих осаждениях.

При рН раствора хлори стого кальция после подкисления его соляной кислотой более 2,2 в указанном интервале времени перемешивания не обеспечивается достаточной очистки стенок аппарата от остаточного продукта предыдуи;его осаждения, при последующих осаждениях наблюдается уменьшение размеров кристаллов осадка.

При продолжительности перемешивания раствора хлористого кальция ме- .нее З мин не обеспечивается достаточная степень гомогенизации соляной кислоты в растворе хлористого кальция, что влечет за собой увеличение неоднородности размера кристаллов осадка.

Увеличение продолжительности перемешивания подкисленного раствора (более 10 мин) в указанном интервале рН подкисленного раствора приводит к снижению воспроизводимости результатов по гранулометрическому составу (увеличению размеров кристаллов при последующих осаждениях) и нецелесообразно с точки зрения увеличения продолжительности цикла осаждения дикальцийфосфата.

Высокую производительность процесса на стадии приготовления и про314

калки шихты люминофора обеспечивает высокий насыпной вес дикальцийЛосфа- та. Оптимальньм насыпной вес дикаль- цийфосфата обеспечивается величиной рН 8-9 раствора хлористого кальция перед сливанием в него диаммонийфос- фата.

Однородность кристаллов по размеру в аппаратах большой единичной мощноети обеспечивается наличием затравки, равномерно распределенной в растворе хлористого кальция, образуемой в результате нейтрализации подкисленного раствора хлористого кальция раство- ром аммиака.

При рН раствора хлористого кальция после добавления в него аммиачного раствора менее 8 происходит уменьшение насыпного веса дикальцийфосфата, при рН 9 наблюдается изменение химического состава дикальцийфосфата, вызывающее необходимостью дополнительной корректировки шихты люминофора.

Высокая скорость фильтрации осад- ка обеспечивается гладкой поверхностью кристаллов дикальцийфосфата и узким распределением частиц по размеру. Гладкая поверхность кристаллов дикальцийфосфата и малая зависимость его гранулометрического состава от времени нагрева суспензии обеспечиваются тем, что ортофосфорную кислоту подают в суспензию при температуре на ниже конечной температуры нагрева суспензии.

При разности температуры в момент ввода ортофосфорной кислоты в суспензию и конечной температуры нагрева

менее 5 С увеличивается разброс частиц дикальцийфосфата по размеру, снижается скорость фильтрации осад

JQ }5

20 25зо 35

40

7

ка. При разности температуры суспензии в момент ввода в нее ортофосфорной кислоты и конечной температу- рь( более 10° ( уменьшается насыпной вес дикальц1шфосфата.

Кроме того, высокая производительность аппарата-осадителя обеспечивается применением сконцентрированного исходного раствора хлористого калы1ия (плотностью 1,11-1,13 г/см ).

Стабильность химического и гранулометрического состава осадка дикальцийфосфата, а также высокая скорость дегидратации двуводного дикальцийфосфата обеспечиваются количеством ортофосфорной кислоты (4-6 г/л суспензии) , подаваемой в суспенз Ию в процессе ее нагрева.

Формула изобретения

Способ пол чения дикальцийфосфата, включающий обработку раствора хлористого кальция раствором диаммоний фосфата с введением водного раствора аммиака, нагрев реакционной массы до 70-85°С, введение фосфорной кислоты с последуюс1им отделением поликристаллического осадка продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевой фракции продукта с размером частиц 4- 14 мкм, насьтного веса продукта и повьшения стабильности процесса, предварительно раствор хлористого кальция подкисляют соляной кислотой до рН 1,1-2,2 и перемешивают 3-10 мин затем вводят водный раствор аммиака до рН 8-9, а фосфорную кислоту вводят при температуре на 5-10 С ниже температуры нагрева.

Изобретение относится к способу получения дикальцийфосфата и может быть использовано в производстве люминофоров на основе галофосфата кальция, активированного сурьмой и марганцем. Целью изобретения является повьшение выхода целевой фракции продукта с размером частиц 4-14 мкм, насыпного веса продукта и повьппение стабильности процесса. Дикальцийфос- фат получают обработкой раствора хлористого кальция соляной кислотой до рН 1,1-2,2, перемешиванием 3-10 мин, введением водного раствора аммиака до рН 8-9, обработкой раствором диам- монийфосфата, нагревом до 70-85 С с введением фосфорной кислоты при температуре на ниже температуры нагрева с последующим отделением поликристаллического осадка продукта. Выход фракции 4-14 мкм 88-92%, насыпной вес продукта 0,81-0,87 г/см, , стабильность, выражающаяся числом осаждений без изменения режима, 28-38. 1 табл. i (Л