Способ получения растворов фосфитов и гипофосфитов Советский патент 1992 года по МПК C25B1/00 

Изобретение относится к электрохимической технологии, в частности к способам получения соединений фосфора, используемым в качестве восстановителей при химической металлизации пластмасс и обработке изделий перед ее проведением.

Описаны многочисленные способы получения фосфитов и гипофосфитов взаимодействием элементного фосфора с неорганическими основаниями. Например, фосфиты и гипофосфиты щелочных металлов реакцией белого фосфора с гидроокисями щелочных металлов, (см. Карякин Ю.В. и др. Чистые химические реактивы, ГХИ, 1955, А.С.СССР № 126108. 1961)

Недостатком способов являются значительные трудности, связанные с огнеопасностью и ядовитостью белого фосфора.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения растворов фосфитов и гипофосфитов взаимодействием красного фосфора с 20 30%-ными водными растворами едкого натрия (или едкого кали) при их кипении (106 -108°С)(см. Труды Алтайского политехнического института,

1970 г., вып. 8, с. 91, принято за прототип). При этом 15% исходного фосфора превращается в фосфиты и гипофосфиты (3-5 % в побочный продукт - фосфористый водород).

После фильтрования раствор содержит 3,6 г/л фосфора в виде гипофосфитов (12,5 г/л NaH2P02 H20), 4,53 г/л фосфора в виде фосфитов (31,6 г/л №2НРОз-5Н20). Для повышения стабильности в качестве комплек- сообразователя в раствор вводят добавки органических оснований, например, этилен- диамина (см.А.С. СССР -т 775169, 1978).

Недостатки способа: низкая степень превращения фосфора в фосфиты и гипофосфиты; относительная сложность технологического процесса , связанная с необходимостью ввода узла добавки opta- нического основания.

Цель изобретения - увеличение выхода продукта.

Сущность предположенного способа заключается в том, что растворы фосфитов и гипофосфитов и органических оснований получают электролизом смеси красного

Ё

VI VJ

О

N

4 Ю

фосфора с водным раствором органического основания при температуре 80-95 С. В качестве органического основания используют азотсодержащие основания, например, этилендиамин, триэтаноламин. При снижении температуры ниже 80°С процесс замедляется, выше 95°С - процесс осложняется кипением раствора. Степень превращения фосфора достигает 40-43% при пропускании количества электричества в пределах 4,8-7,4 амперчасов на 1 т взятого фосфора. При меньших расходах электричества степень превращения фосфора снижается, при более высоких расходах - практически степень превращения не изменяется. Процесс упрощается, так как исключается узел ввода органического основания в раствор фосфитов и гипофосфитов.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения способа.

Пример 1. В электролизер, снабженный керамической диафрагмой, катодом из нержавеющей стали, анодом из никеля, механической мешалкой, загружают католит - 150 г 10%-ного водного раствора этиленди- амина и 5 г красного фосфора, и анолит - 50 г 10%-ного водного раствора едкого натра. При перемешивании и температуре 80- 90°С проводят электролиз при силе тока 5А в течение 9,5 час; при этом через 5,5 час добавляют в католит еще 3 г красного фосфора. После охлаждения и фильтрования получают 183 г раствора, который содержит 7,6 г/л фосфора в виде фосфитов (35 г/л в пересчете на фосфит этилендиаммония) и 8,5 г/л фосфора в виде гипофосфитов (26,3 г/л в-пересчете на гипофосфит этилендиаммония). Степень превращения красного фосфора в фосфиты и гипофосфиты 38%, в фосфористый водород 50. Расход электричества 6 А ч/г.

Пример 2. В электролизер по примеру 1 загружают католит - 150 г 10%-ного

раствора этилендиамина, 5 г красного фосфора, затем через 5,5 часа и 9,5 часа добавляют по 3 г фосфора. Электролиз проводят при температуре 85 - 95°С, силе тока 6А

всего в течение 13,5 часов. После охлаждения и фильтрования получают 195 г католи- та, содержащего 16,4 г/л фосфора в виде фосфитов (75,2 г/л фосфита этилендиаммония), 8,7 г/л фосфора в виде гипофосфитов

(27 г/л гипофосфита этилендиаммония). Степень превращения фосфора в фосфиты и гипофосфиты 40,4%. Расход электричества 7.4А.Ч/Г.

Пример 3. В электролизер по примеру

1 загружают католит - 150 г 15%-ного раствора триэтаноламина, 7 г красного фосфора, При температуре 85-95°С проводят электролиз при 6,1 А в течение 5,5 часов. После охлаждения и фильтрования получено 188 г раствора, который содержал 11,7 г/л фосфора в виде фосфитов (53,6 г/л фосфита триэтаноламмония), г/л фосфора в виде гипофосфитов (22 г/л гипофосфита триэтаноламмония). Степень превращения

фосфора в фосфиты и гипофосфиты 43%. Расход электричества 4,8 А-ч/г.

Таким образом, по сравнению с известным предпоженное техническое решение позволяет в 2,5-3 раза увеличить суммарный выход фосфитов и гипофосфитов.

Формула изобретения Способ получения растворов фосфитов и гипофосфитов, включающий обработку

красного фосфора основаниями при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода продукта, обработку ведут электролизом в диаф- рагменном электролизере, в качестве

католита используют смесь красного фосфора с водным раствором этилендиамина или триэтаноламина, в качестве анолита - раствор гидроокиси натрия при 80-95°С и расходе электричества 4,8-7,4 А.ч/г фосфора,

Сущность изобретения. Процесс ведут электрохимически в диафрагменном электролизере. В качестве католита используют смесь красного фосфора с водным раствором этилендиамина или триэтаноламина. Анолитом является раствор гидроокиси натрия. Электролиз ведут при 80-95° и расходе электричества 4.8-7,4 А ч/г. 3 пр.