Способ получения дикальцийфосфата Советский патент 1991 года по МПК C01B25/32 

1

(21)4716376/26

(22) 07.07.89

(46)23.10.91. Бюл. №39

(72) И. П. Смирнов, М. А. Логачева, Ю. М. Розведовский, В. А. Маликов и В. Ю. Сычева

(53)661.635.4(088.8)

(56)Патент Японии № 8643, кл. 15G2, опуб- лик. 1970.

Патент США № 3427125, кл. 23-109. опублик. 1969.

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИКАЛЬЦИЙ- ФОСФАТА

(57)Изобретение относится к технологии производства минеральных солей, используемых в пищевой и парфюмерной промышленности, в частности дикалыдийфосфата (ДКФ). Целью изобретения является повышение качества продукта. Дикальцийфосфат для зубных паст получают обработкой обесфторенной экстракционной фосфорной кислоты аммиаком до рН 6,1- 6.4, отделением фильтрацией образовавшегося осадка примесей, кристаллизацией из фильтрата смеси моно- и диаммонийфосфата, отделением смеси от маточника фильтрацией, промывкой ее, растоорением о воде, обработкой образовавшегося раствора кальций- содержащим реагентом с осаждением продукта, его фильтрацией, промывкой, сушкой и измельчением. Указанные отличия позволяют снизить содержание в продукте марганца до 1 10 4%, исключить появление окраски паст на основе ДКФ и крупинок, повысить оседаемость до 4-4,3 мл /ч, исключить остаток на сите 0,05 после просева. 2 табл.

(Л

С

Изобретение относится к технологии производства минеральных солей, используемых в пищевой и парфюмерной промышленности, в частности дикальцийфосфата (ДКФ).

Целью изобретения является повышение качества продуктов.

П р и м е р 1.1 л экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) с концентрацией, г/л: РаОб190; СаО 16.5; Fe 0,430; AI 2,9; Се 0,200; Мп 0.120; Na 6,9; Pb 0,05; As 0,05; (Nl, Cr не обнаружены), аммонизируют до рН 6,25. Пульпу фильтруют на воронке Бюхнера и получают 115 г осадка (влажность 45%). Осадок промывают 200 мл воды (дистиллированной), фильтрат - аммонизированный фосфорнокислый раствор (АМФР) - объединяют с промводой.

Объединенный фильтрат содержит 150 г/л P20s 86 мг/л Мп и 50 мг/л фтора.

Из него после упаривания до 400 г/л P20s и охлаждения выделяют 250 г кристаллов аммонийных солей фосфора (смесь моно- и диаммонийфосфата). Кристаллы промывают 150 мл дистиллированной воды, после чего растворяют в 1 л промвод после промывки ДКФ (PaOs 1,5-1.3 г/л; Мп 1,0-1,5 мг/л). Раствор содержит 147,5 г/л PaCs и 39,0 мг/л Мп, отношение Mn/PaOs,65 , рН 5.2.

1 л раствора описанного состава нагревают до 40-45°С, добавляют к нему при перемешивании в течение 30 мин 1160 мл раствора нитрата кальция (СаО 100 г/л, рН . 4,2, стехиометрическое количество) и перемешивают пульпу ДКФ еще 30 мин при рН 5,3-5,5. Величину рН корректируют добавлением аммиака.

Осадок продукта отделяют от раствора на воронке Бюхнера. промывают 500 мл диON00 СЛ СО О

г тиллиропантщ нпдн и 10U мл 0,5%-нот рлггворл бикарбоната нагрич. поело чего сушат ц измельчаю. Измельчение проводят it ла ораторнпи мельнице с фарфоровыми шарами. Продолжительность измольчения 5 мин, загрузка 300 г Качество продукта представлено в табл. 1.

По известному способу дикальцийфос- фаг получают обработкой экстракционной фосфорной кислоты аммиаком до рН 3,5-6, отделением фильтрацией осадка примесей, обработкой фильтрата щелочью или содой, кристаллизацией (выпариванием или охлаждением) нагрийаммонийфосфата, фильтрованием кристаллов и их промывкой. Кристаллы растворяют в теплой воде с получением насыщенного при 35-45°С раствора, к которому добавляют раствор хлорида кальция до молярного отношения кальций: фосфор, равного (1-1,3):1 и рН 3,5-5,0. Отделяют выпавший ДКФ, который не содержит мышьяка, свинца и др. ДКФ, используемый для зубных паст, обладает низкой оседаемостью, окраской через семь дней, крупинками. Пасты, приготовленные на основе дикальцийфосфата, полученного по из- пестному способу, расслаиваются через 2-3 недели (табл. 1).

В табл, 1 приведены данные о влиянии условий получения продукта на его качество.

Из данных табл. 1 следует, что при рН осаждения фосфорсодержащей соли ниже 6,1 продукт в процессе хранения приобретает бежевую окраску, что обусловлено повышенным содержанием марганца. Кроме того, продукт имеет повышенное содержание свинца и мышьяка.

При увеличении рН до 6,5 выход фосфора в ДКФ уменьшается до 69% без изменения качества продукта.

Замена аммонийной соли на гидроорто- фосфат натрия и аммония (табл. 1, опыт 7) не приводит к изменению содержания марганца в ДКФ. однако существенно изменяет реологические свойства порошка и пасты. В порошкообразном продукте появляются твердые крупинки, оседаемость уменьшается до.2,8 мл/ч, остаток после просева на сите 0,05 составляет 0,35.

ДКФ, полученный по известному способу (опыт 8), содержит2,5 10 4%марганца, что вызывает окраску пасты при ее хранении.

Кристаллизация двойной соли по известному способу осуществляется из раствора, содержащего 50-60 г/л натрия. При такой концентрации натрия происходит образование частиц ДКФ неправильной формы, образующих крупные (до 150 мкм) и жесткие агрегаты. При измельчении высушенного продукта в мельнице размер агрегатов уменьшается, однако жесткие крупинки остаются не только в остатке на сите 0,05, но и в отсеянной фракции. Такие крупинки

не исчезают даже при длительном измельчении в мельнице.

При промежуточной кристаллизации кислых аммонийных солей частицы ДКФ, осажденные из фосфорсодержащего раствора,

0 имеют пластинчатую форму, не агрегируются, а высушенный измельченный продукт не содержит крупинок и обладает необходимой величиной оседаемости, После просева на сите 0,05 остаток отсутствует.

5Требуемая полнота очистки от марганца

может быть достигнута при аммонизации ЭФК до рН более 6,0, Так, если в диапазоне рН 1,5-6,0 концентрация Мп в АМФР уменьшается монотонно, то при рН 6,0 происхо0 дит резкий скачок (табл: 2).

Отношение Mn/PaOs в фосфорсодержащем растворе, при котором еще не происходит окрашивания пасты на основе ДКФ. определено экспериментально и ос5 тавляет (3,0-2,9) . Конечный продукт в этом случае содержит 1,2 мас.% Мп.

Увеличение рН 6,4 нецелесообразно, так как не приводит к уменьшению отношения Mn/P20s, но отрицательно сказывается

0 на выходе фосфора в конечный продукт.

По данным химического и рентгенофа- зового анализов во всех опытах получен двуводный гидроортофосфат кальция СаНР04 2Н20, содержащий 41,0-42,5%

5 P2U5 и 32,0-33,5% СаО.Содержание других окрашивающих примесей во всех образцах одинаково и составляет, мас.%: Fe 3,10 ;

-з

Се 1 10 , Сорг. .2 10

Смесь фосфатов кальция и других ме0 таллов, образующаяся при аммонизации, содержит 24,0-24,8% СаО, 34,0-35,1 % P20s и 6,0-6,1 % фтора и может быть использовано как удобрение.

Формула изобретения

5Способ получения дикальцийфосфата

для зубных паст, включающий обработку обесфторенной экстракционной фосфорной кислоты аммиаком, отделение фильтрацией образовавшегося осадка примесей, кристал0 лизацию из фильтрата фосфорсодержащей соли, отделение соли от маточника фильтрацией,, промывку соли, растворение ее в воде, обра- Сотку образовавшегося раствора кальцийсо- держащим реагентом с осаждением продукта,

5 его фильтрацию, .ромывку, сушку и измельчение, отличающийся тем. что, с целью повышения качества продукта, обработку аммиаком ведут до рН 6,1-6,4 и в качестве фосфорсодержащей соли кристаллизуют смесь моно- и диаммонийфосфата.

6,25

6,4

6,25 6,25

190 190 190 240 240

240

NaNH.HPCU

Гарантийный срок хранения. Определяют по стандарту - величина ДИФ (2 г а 50 мл , цилиндр высотой 12 мм, V - 50 мл), должна

2,5

0,5 0,5 0,5 0,5 1,0

1,0

0,2 0.2 0,2 0,2 0,2

0,2

0,15

0,1

0,1

0,15

1,5

Белый

Белый

Белый Белый

нрупинчатьй

То же

fСветло- бежевый

Светло- бежевый

4,3 4,2 4,0

4,0 2,8

,J

2,5

0,35 0,50

84,0

т оз ел ;э

СТ)

сгущенного слоя, полученного в результате отстаивания суспензии составлять 3,0-5,0 мл/ч. По требованиям не дслнен превыиа G,Z.

Таблица 2