СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОЗАЛ\ЕЩЕННОГО ФОСФАТА ХРОМА Советский патент 1973 года по МПК C01B25/37 

1

Изобретение относится к способам иолучездия .моноза.мещенного фосфата .хрома, который может найти применение в производстве фосфатных связующих и катализаторов.

Известен, например, способ получения монозамещенного фосфата хрома в виде вязкой Ж.ИДКОСТИ, применяемой в качестве хромфосфатной связки, путем взаимодействия хромового ангидрида с фосфористой кислотой в присутств-ии ортофосфорной кислоты при нормальных условиях. Однако производство, базирующееся на использовании хромового ангидрида, отличается особой вредностью вследствие токсичиости хромового ангидрида, представляющего собой водорастворимое соединение хройа щестивалентного, кроме того, из-за высокой стоимости хромового ангидрида и использования фосфористой кислоты получается дорогостоящий конечный продукт. Способ также сложен технологически из-за необходимоети восстановления большого количества хрома щестивалентного до трехвалентного,, а црлучение продукта в виде жидкой вязкой массы затрудяет транспортировку, хранение и сужает область его применения.

С целью упрощения процесса и расщйрения сьфьевой 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 гидратировалные .хромихроматы, представляющие собой соединения трех- и щестивалентного хрома приблизительно следующего состава: 2Сг2Оз СгОз хН2О. Как следует из приведенной формулы, в гидратирован ых хро.михро.матах содержится только 20о/о хрома 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 СггОз : Р2О5 в конечном продукте не ниже 0,340, так как избыток кислоты в продукте ухудшает его свойства как фосфатного связующего.

Процесс осуществляют при 110--160°С, предпочтительно около 140°G, в автоклаве в течение 2-10 час. Восстановление хрома щестивалентного ведут при 90-100°С в присутствии восстановителей, например формальдегида, перекиси водорода, уротропина, спирта, глицерина, гидразина и т. д.

Полученный после восстановления раствор монозамещенного фосфата хрома сушат при температуре не более 120°С, получая порошкообразный продукт. Кинетлка автоклавного растворения гидратиров-анных хром.ихроматов в ортофосфорнай кислоте (гидратированные хромихроматы при обычных условиях не растворяются в ортофосфорной кислоте с образованием монозамещенного продукта) .при 140° С в зависимости от соотношения хрома хромихроматов (в пересчете па Сг2Оз) и фосфорной кислоты (в пересчете на Р2О5) приведена в табл. 1 (Сг2Оз: : PsOs в монозамеше1нном фосфате хрома 0,357). Таблица 1 Зависимость продолжительности раствореиия гидратированных хромихроматов (при отношении Сг2Оз: Р2О5 0,345) и качества конечного продукта от температуры приведена в табл. 2. Таблица 2 Зав,иримость содержания восстановителя в конечном тродукте от тем|аерату|ры в процессе восстановления приведена в табл. 3. Таблица 3 Содержание формальдеТемпература, °С гида в готовом продукте, % Safei.HCHtiidQtb ра,створймрс:ти порошкообраз«9Г(э,,сНоЫ пр, ё, йоде от темг ературы сушки (прЬдолжйтёльность, сушки. 1 час) цримере продукта состава Сг(Н2Р04)з приведена в та Не растворяется Пример. 248 кг гидратированных хромихроматов с содержанием, Vo: Сг2Оз 30,4; СгОз 8,6; S0 0,3 и Na 0,3 смешивают с 0,355 ж ортофосфорной кислоты, содержащей 364 кг НзРО4. Полученную смесь с уд. в. 1,62 нагревают в автоклаве до 140°С и выдерживают при перемешивании в течение 6 час. После окончан,ия растворения получают раствор с соде,ржанием нерастворимого остатка 0,6 к.г/м и ше стиваленшного хрома в пересчете на СгОз 33 кг/м. A.1 дм 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 формалина с содержанием формальдегида 33Vo до полного восстановления хрома шестивалентного. Контроль ведут по индикатору - дифенилкарбазиду. На восстановление расходуют 8,9 г СН2О, что составляет 120/о от стехиометрического количества в уравненииЗСНгО + 4СгОз + 12НзР04 4Сг(Н2Р04)з + ЗС02 /+ 9Н20 Б. К 1 дм раствора аналогичного состава при 90°С медленно небольшими порциями во избежание вспенивания раствора дриливают 33Vo-Hbm раствор перекиси водорода. На восстановление хрома шестивалентного расходуют 46,2 г Нйрз, что составляет более, чем 8-1кратный избыток перекиси водорода по отношению к стехиометрическому количеству в уравнении . 2СгОз + НгОг + - 2Сг (Н2Р04) 3 + + 202 / B.В аналогичных условиях на восстановление хрома шестивалентного в 1 дм раствора расходуют 22,8 г этилового спирта, что составляет lOOVo от стехиометрического количества в уравнении 2СгОз + ЗСгНбО + 6НзРО4 - 2Сг(Н2РО4)з + ЗС2Н4О/ + бНгО Г. В 1 дм раствора того же состава при 90°С медленно небольшими порциями вводят глицерии. На полное восстановление хрома шестивэлентнрго расходуют 6,5 г СзНвОз, что составляет от стехиометрического количества в уравнении ИСгОз +:ЗСзН80з + 42НзРО414Сг(Н2Р04)з + ЭСОг/ + ЗЗНгО Д. Для восстановления хрома шестиваленткого используют уротропин. Полного восстановления хрома шестивалентного в 1 дм растBQpa аналогичного состава достигают при расходе уротропина 3,85 г, что составляет lOOVo -ОТ стехиометрического количества в уравнении 12СгОз + (СН2)бН4 + 36НзР0412Сг(Н2РО4)з + бСОг/ + 2N2/ + 24Н2О Раствор в автоклаве доводят до 90°С и затем медленно небольшими порциями вводят в него 0,016 ж ЗЗ /о-ного раствора формалина. Контроль восстановления осуществляют по индикатору - дифенилкарбазиду. На восстановление 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, %: Сг2Оз 19,9; Р2О5 54,8; SOr 0,3; Na 0,3; Fe 0,1 и нераствори мый остаток 0,1. Предмет изобретения 1.Способ получения монозамеш,енного фосфата хрома путем взаимодействия хромсодержаших соединений с фосфорной кислотой и восстановления хрома шестивалентного, отличающийся тем, что, с целью упрош;ения процесса и улучшения фиаико-химических свойств целевого продукта, в качестве хромсодержащего соединения гидратированные хромихроматы ;и процесс ведут при ПО-160°С, предпочтительно при 140°С, в течение 2- 10 час, дозируя исходные реагенты из расчета весового соот1ношения Сг20з: РгОз в конечном продукте ,не ниже 0,34, а полученный раствор после восстановлен,ия 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, пе;рекись 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.