Сырьевая смесь для полученияКАльцийАлюМОХРОМфОСфАТНОгО СВязую-щЕгО Советский патент 1981 года по МПК C01B25/26 C04B29/02 

. ....

Изобретение относится, к получени связующих, используемых при изготовлении антикоррозионных , а также цементов и бетонов различного назначения, в том числе для изготовления жаростойких антикоррозионных обмазок.

Известны составы, включаювше ортофосфорную кислоту, соединения соответствующего метгшла и восстановитель/ например формалин,ВВОДИМЫЙ в сырьевую смесь для восстановления части соединения шестивалентного хрома до трехвалентного состояния l.

Наиболее близкой к предлагаемой является сырьевая с.месь для изготовления фосфатного связующего, состоящая из ортофосфо шрй кислоты, хромового ангидрида, гидроокиси алюминия, гидроокиси кальция н формалина при следующем соотнесении компонентов, вес.%:

Ортофосфорная

кислота.

(100% НзР04)46-57

Хромовый ангидрид . 25-29 Гидроокись алюминия 5-8 Гидроокись кальция 5-7

Формалин4-10

ВодаОстальное,

Известная сырьевая смесь обеспечивает получение калы1ийалыг4О- хромфосфатного сдаязующего для нанесения фосфатных покрытий,ойЛсшающих высокой водостойкостью, при пониженных температурах обрае5отки 2.

0

Однако наличие в этой сырьевой смеси формалина приводит к тому, что при изготовлении из этой смеси связующего, требуемого соотношеНИН в нем шестиваленглого и Tt)exвалентного хрома (СкйОг CfOy) весовое соотношение должно быть в пределах 0,37-0,41, образующееся в результате восстановления части хромового ангидрида формальдегидом, что часто не вьщёрживается, поскольку механизм взаимодействия хромового ангидрида и формальдегида, а,следовательно , и стехиометрические количества компонентов в значительHOi. степени зависят от условий процесса. Поэтому в известной сырьевой смеси количество формаипина нормируется в весьма широких преяелах. ,. Кроме того, технология производс ва связующего и условия труда ослож няются из-за присутствия в сырьевой смеси летучего и токсичного формальдегида. Цель изобретения - создание сырьевой смеси для получения кальцийалюмохромфосфатного связующего, обеспечивающей упрощение технологии переработки смеси и улучшение услог ВИЙ труда. Поставленная цель достигается сырьевой смесью, содержащей, вес.% соединение фосфорав пересчете на ортофосфорную кислоту 36-40 сое-динение шестивалентного хролаа в пе ресчете на хромовый ангидрид 10-13 соединение кальция, в пересчете на окись калвция 4-5, соединение алюминия в пересчете на гидроокись алюминия 5-6 и соединение трехвалентного хрома в пересчете на окись хрома 4-5, вода - остальное. В качестве соединения фосфора целесообразно использовать индивидуальные или смешанные хромсодержащие . В качестве соединения трехвалент ного «хрома используют либо средний фосфат хрома Cv-PO - М Н2.0 в виде гидратированного продукта с И 5-12, либо монозамещенный фосфат хрома Cl(H-iP04 3 HHjO, где h 3,5-6;либо смешанные фосфаты хрома и алюминия в виде средних или кислых солей, либо гидратирован ные хромихроматы состава 2CK2Oi,-CfO , где М 70-90, либо гидроокись хрома СГ2О ИН20, где VI 15-22. В качестве соединения шестивален ного хрома и кальция, кроме хромово ангидрида и гидроокиси кальция, ис пользуют, соответственно хромат и карбонат кальция. Использование данной сырьевой смеси обеспечивает получение кальцийалюмохромфосфатного связующего с заданным содержанием трехвалентного и шестивалентного хрома, стабильно обеспечивающим отношение CvjO. : в требуемых пределах, а именно 0,37-0,41. .П р и Мб р 1.В качестве хром- (Ш и фосфорсодержащего сырья использу средний фосфат хрома состава CrPO -fSHjO . , -содержащий, .вес.%: соединение трехвалентного хрома в пересчете 18; соединение фосфора в пересчете на .Н,Р04 23 ,2 . Готовят сырьевую смесь следующим образом. К 0,171 л технической ортофосфор ной кислоты с содержанием 73%-ной добавляют 62,0 г хромового ангидрида, нагревают до 50°и при пе ремешивании вьщерживают до полного его растворения. В полученный раствор вводят 70 .г водной пул:ьпы гидро окиси алюминия с 81,8 г Ae(OHUn 160 г известкового молока с 23,1 СаО нагревают до 100°С и выдерживают при этой температуре до полного растворения компонентов. Затем добавляют 141,5 г влажного осадка среднего фосфата, содержащего 25,5 г Cl-j Оз и 32,9 г , получая сырьевую смесь со следующим содержанием компонентов, вес.%: соединение фосфора в пересчете на ортофосфорную кислоту (,; соединение шестивалентного хрома в пересчета на хромовый ангидрид (СгОз ) 10,7; соединение алюминия в пересчете на гидроокись алюминия С Де(ОН}))5,5; соединение кальция в пересчете на окись каль- , ция (СаО) 4,0; соединён.ие трехвалентного хрома в пересчете на окись хрома (СГ2 О, ) 4 ,4 . Для получения кальцийалюмохромфосфатного связующего данную сырьевую смесь нагревают при перемешивании до 100°С и выдерживают до полного растворения среднего фосфата хрома. Реакционную смесь охлаждают и получают целевой продукт с весовым отношением ,- СгОз 0,41 и плотностью. 1,574 г/см . П р и м е р 2. В качестве хром (|1)-и фосфорсодержащего сырья.используют монозамещенный фосфат хрома состава (Н2Р04)545И2О, содержащий, вес %: соединение хрома (III) в пересчете на CrjOj 18; соединение фосфора в пересчете на НзРОл.69,5. К 0,120 л ортофосфорной кислоты по примеру 1 добавляют воду и 63/6 г хромового ангидрида и нагревают до 50с и выдерживают при перемешивании до полного растворения хромового ангидрида, затем температуру поднимают до и вводят 65 г водной пульпы гидроокиси алюминия с 31,2 гАПОН) и 200 г известкового молока с 28;4 г СаО, нагревают до 100° и выдерживают при этой температуре до полного растворения компонентов. Добавляют 134 г порошкообразного кислого фосфата хрома, содержащего 23,6 гСГаОз и 91 г , получая сырьевую смесь со следующим содержанием компонентов, вес %: соединение фосфора в пересчете на HjPO 38,4; соединение шестивалентного хрома в пересчете HaCf-Oj 10,8,соединение алюминия в пересчете на АЕ(ОН 1%,соединение кальция в пересчете на СаО 4,О,соединение трехг залентного хрома в пересчете на Ci-flO 4,4Для полу.чения кальцийалюмохромфосфатного связующего данную сырьевую смесь нагревают при перемешивании до и выдерживают в течение 0,5 ч. Реакционнуюсмесь охлаждают и получают целевой продукт с весовым

отношением СгуО СгО, 0,38 и плотностью 1,57.

ПримерЗ. В качестве хром (Ш) - , алюминий- и фосфорсодержащег сырья используют хромалюмофосфатное связующее в виде жидкого продукта состава СгАе, (Н,Р04 )д , содержащее, вес. %: соединение трехвалентного хрома в пересчете наСг20зб,0 соединение алюминия в пересчете на AEfOH) - 7,3; соединение фосфора, в пересчете на HjPO - 47,6.

Хромовый ангидрид в количестве 88,9 г растворяют в воде прн 50°С, затем вводят 228 г известкового молока, содержащего 31,9 г С§0 и темпе.ратуру смеси повышают до .B полученный раствор затем добавляют 400 мл хромалюмофосфатного связующего указанного выше состава, содержащего 36 г CraOv 37 г лесой) и 290 HjPO4,получая сырьевую смесь со следующим содержанием компонентов, вес.%: соединение фосфора в пересчете на HjPQij. 36,1; соединение Шестивалентного хромд в пересчете на Сгд 0 11,1; соединение алюминия в пересчете на АС (ОН )з 5,6} соединение кальция в пересчете на СаО 4,0} соединение трехвалентного хрома в пересчете на Сг2054 ,5.

Для получения кальцийалюмохромфосфатного связующего указанную сырьвую смесь нагревают до 100 С и выдерживают при этой температуре 0,5ч . После охлаждения получают целевой продукт с отношением ClTj 0 Сг Оj 0,405 и плотностью 1,493.

Пример4. В качестве хром .(HI) -, алюминий - и фосфорсодержащего сырья используют средний смешанный фосфат хрома и алюминия в виде

водной пасты состава ( Р04)24 содержащий,, вес. % : соединение трехвалентного хрома в пересчете на Cr.jOj 7,4} соединение алкминия в пересчете наА6(ОНН 10г9} соединение фосфора в пересчете на 23,2.

К раствору 0,122 л ортофосфорной кислоты по примеру 1 в воде добаляют 54,6 г хромового ангидрида, нагревают до и выдерживают при перемешивании до полного его растворения. Затем вводят 155 г известкбВого молока с 21,7 г СаО и растворяют в тех же условиях. Полученный раствор нагревают до и вэодят 300 г влажного среднего смешанного фосфата хрома и алюминия указанного состава, содерж шего 22,2 л СГдО 32 ,7 АВ (ОН) и 69,5 г Н5РО4 i получая .сырьевую смесь со следующим содержанием компонентов, вес.%: соединение фосфора в пересчете на 38,0; соединение шестивалентного хрома в пересчете на СКОзЮ,; соединение алюминия в пересчете на Аг(ОН)з 6,0} соединение кальция в пересчете на СаО 4,0; соединение

трехвалентного хрома в пересчете наСг20г 4,1.

Для получения кальцийалюмохромфосфатного связующего данную сырьевую смесь нагревают при перемешива.нии до 100°С и выдерживают до полного растворения среднего фосфата хрома и алюминия. Реакционную смесь охлаждают и получают целевой продукт с весовым отношением

: CtO) 0,405 и плотностью

1,55 г/см.

П t и м е р 5. В качестве хром (Ш ) - хром (У1) - содержащего сырья используют гидратированные хромхроматы в виде водной пасты состава

,-.ВЗНаО содержащие, вес.%: соединениетрехвалентного хрома в Пересчете на соединение шестивалентного хрома в пересчете на ,3}

в качестве соединения кальция и хрома шестивалентногр используют хромат кальция состава Са . , содержащий, вес.%: соединение кальция в пересчете на СаО 34,6; соединение шест.ивалентного хрома в пересчете на ,0.,

К раствору 0,187 л ортофосфорной кислоты по примеру 1 в воде добавляют 113 г -хромата кальция, содержащего 38 г СаО и 67,8СгО} , смесь нагревают до и выдерживают при перемешивании до полного раствооения хромата кальция. Полученный раствор доводят до 80с и вводят ЮОг

водной пасты гидроокиси алюминия с 49,1гАЕ(ОН)} и растворяют при . Затем добавляют 200 г гидратироаанных хромихроматов указанного состава, содержащих 32 rCVjOijH 10,5 , получая сырьевую смесь со следующим

содержанием компонентов, вес.%: соединение фосфора в пересчете на НзРО4 37,2} соединенне шестивалентного хрома в пересчете HaCrO 9,Bt соединение алюминия в пересчетена

АЕ-(ОН) 6,0} со.единение кальция в пересчете на СаО 4,7; соединение трехвалентного хрома в пересчете на CrjOj 4,0.

Дпя получения кальцийалюмохромфосфатного связующего данную сырьевую смесь нагревают при перемешивании до и выдерживают при этой температуре до. полного растворения хромихроматов. Реакционную

смесь охлаждают и получают целевой

продукт с весовым отношением О0% 0,41 и плотностью 1,65 г/cм

Пример 6. В качестве хром (iH ) - содержащего сырья используют гидратированную окись хрома, содержа-дую 30 вес.% CrjiOsi .

В раствор 0,222 л ортофосфорной кислоты по примеру 1 в воде добавляют 72,5 г хромового ангидрида, нагре- ; вают до и выдерживают при перемешивании до полного растворения хро мового ангидрида. Далее в раствор, нагретый до , последовательно вводят 100 г гидратированной окиси хрома с 30 гСгаОг, 200 г иавесткового .молока с 27,9 г СаО и 80 г водной пасты гидроокиси алюминия с 39,5 г At (ОН)- , получают сырьевую смесь со следующим содержа.ннем компонентов вес.%; соединение фосфора в пересчете на Н5РО4 36,0 соединение шести валентнрго хрома в пересчете на СгО% 10,5; соединение алкмииия в пересчете на Л6(ОН )з5,7 соединение кальция в пересчете на СаО 4,0 соединение трехвалентного хрома а пересчете на 4,3. Для получения алюмохрогм осфатного .ciвязyю t eгo указанную сырьевую смесь нагревают до и вы|де{;йкивают при этой температуре до полного растворе ния введенных компонентов. После охлалщения получгиот целевой продукт с отношением 0,41 и плотностью 1,54 г/см. Аналогичные результаты получают при использовании в качестве кгшьций соде{;)21 ащего кар6она:та кальция (пример 1-4 и 6) . л Данная сырьевая смесь, как показа ли экспериментальные исследования,, стабильно обеспечивает получение кальцийалюмохромфосфатного связующего с требуёнвлм сооТиоше.нием трех (III) - и шестивалентного хрома благодаря введению Е ее состав соединения хрома (Ш) , упрощает технологию пере работки ее с получением связующего, так как исключается операция контроля полноты восстановления хрома (Vl улучшает в санитарном отношении уело 8ИЯ труда как при получении сырьевой смеси, так и ее переработке на связующее благодаря исключению из ее состава формалина. Данное изобретение предлагает использовать в качестве исходного сырья сырьевой смеси целый ряд товарных продуктов, что, кроме значительного расширения сырьевой .базы, позволяет организовать ее производство как. на заводах хромов1з1Х соединений, так и на предприятиях, потреоляющих кальцийалюмохромфосфатное связующее. Формула изобретения 1.Сырьевая смесь для получения кальцийалюмохромфосфатного связующего, содержащая соединения фосфора, кальция, алюминия и шестивалентногр хрома. Отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии переработки смеси и улучшения условий труда, она содержит дополнительно соединение трехвалентного хрома при следующем содержании компонентов, вес.%1 соединение фосфора в пересчете на ортофосфорную кислоту 35-40 соединение шестивалентного хрома в пересчете на хромовый ангидрид 10-13} соединение кальция в пересчете на окись кёшьция 4-6; соединение -сшюминия в пе1ресчете на гидроокись алкминия 5-6f соединение трехвалентного хрома в пересчете на окись хрома 4-5; вода - остальное. 2.Смесь по п.1,отлича ющ а я с я тем, что в качестве соедине()ия фосфора она содержит индивидуальные или смешанные хромсодержащие фосфсггы.. 3.Смесь ПОП.1, отличающаяся тем, что в качестве соединения трехвалентного хрома она содержит индивидуальные или смешайные фосфаты хрома и албминия, или гидратированные хромихроматы, или гидрат окиси хрома. 4.Смесь по п.i, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что в качестве соединения шестивалентного хрома и-кальция она содержит хромат и карбонат кальция. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 462900, кл. С 23 F 7/08, 02.07.75. 2.Авторское свидетельство СССР 460267, кл. С 04 В 29/02 ,29.12.72.