Способ получения кислых хром- СОдЕРжАщиХ фОСфАТОВ МЕТАллОВ Советский патент 1981 года по МПК C01B25/26 

3 дегид. В этом способе совмещен процесс восстановления хрома (У1) и растворения металлсодержащего соединения в фосфорной кислоте, причем восстановитель вводят в момент растворения окиси или гидроокиси металла со скоростью О,5- 1,О кг CHxjO/Kr СгО,, в час при 8ОSS C 12. Однако данный способ не исключает присутствия примесей органических веществ в целевом продукте (0,01%), а наличие стадии восстановления хрома (У1) и необходимость дозирования восстановителя со строго заданной скорость усложняют процесс. Цель изобретения - упрощение процесса за счет исключения восстановления, что приводит также к снижению содержания органических примесей в продукте. Поставленная цель достигается способом получения кислых хромсодержащих фосфатов металлов, заключающимся в нагревании смеси ортофосфорной кислоты с хромсодержащим соединением до 160- 220 С и выдержке при этой температуре в течение 0,5-2,0 ч с последующим введением соединения металла и перевод шестивалентного хрома в трехвалентный. Избыток ортофосфорной кислоты нейтрализуют соединением того металла, кислый хромсодержащий фоСфат которого пол чают. Оптимальность выбранных парамет ров оценивается исходя из того, что ведение процесса при температуре ниже даже в течение 3-4 ч не позволяет достичь 100%-ной степени восстановления хрома (У1), что приводит к появлению шестивалентного хрома в целевом продукте. В то же время длительное выдерживание реакционной смеси при указанной температуре, как и нагревание выше 220°С приводит к излишнему ее загустению. В табл. 1 показано влияние температуры на степень восстановления хрома (У1) при продолжительности процесса О,5 ч. Таблица 1 Температура, °С 200 220 16О 180 Степень восстановления, 98-100 100 %80 90 514 В табл. 2 показано влияние продолжительности процесса на степень восстановления хрома (У1). Т а блица 2 Пример 1.В качестве хромсодержащего сырья используют хромовый ангидрид технический с содержанием основного вещества 99,6%. 4 л 73%-ной ортофосфорной кислоты нагревают в эмалированном реакторе с внешним обогревом до . В нагретую кислоту при .перемешивании вводят О,4 кг 99,6%-ного хромового ангидрида, и полученную смесь выдерживают при интенсивном перемешивании и указанной температуре в течение 2 ч. Переход хрома шестивалентного в трехвалентное состояние 1ОО%. Аналогичный результат получают в случае осуществления процесса при 20сГс в Течение 1 ч. Подученный фосфорнокислый раствор, содержащий соединение трехвалентного хрома и ортофосфорную кислоту, -делят на четыре части и каждую используют для получения кислых смешанных хромсодержащих фосфатов: а)Кислый фосфат хрома и алюминия состава CrAejCHiPQ) К части получнной смеси добавляют при перемешивании 0,292 кг водной пасты гидроокиси алюминия, содержащей 0,158 кг АС2.0з, и после полного растворения гидроокиси алюминия получают жидкое хромалюмфосфатное связующее указанного состава, содержащее следы органичерких примесей. б)Кислый фосфат хрома и цинка состава п (НаРО4.)9 . к части полученной смеси добавляют 0,44 кг водной пасты окиси цинка, содержащей 0,245 кг 2и О, и после ее полного растворения получают хромцинкфосфатное связующее указанного состава содержащее следы органических .примесей в)Кислый фосфат хрома, алюминия и цинка состава Cv ZnAEj (),) . К части полученной смеси добавляют 0,32 кг водной пасты гидроокиси алюми ния и окиси цинка, содержащей 0,1 кг и 0,081 кг 2.Г1 О. После полного растворения введенных оксида и гидрокси да получают жидкое хромалюмоцинкфос- фатное связующее указанного состава, со держащее следы органических примесей. г)Кислый фосфат хрома, алюминия и магния состава () . К части полученной смеси добавляют 0,28 кг водной суспензии гидроокиси алюминия и окиси магния, содержащей 0,1 кг и 0,О4 кг McgO. После по ного растворения оксида и гидроксида получают жидкое хроммагнийалюмофосфат ное связующее указанного состава, содер жащее слецы органических примесей. Пример 2. В качестве хромсодержащего сырья используют гидратирова ные хроматы хрома (хромихроматы) состава, вес.%: С. 28,4; CrOj-lO.S и 040,4. В эмалированном реакторе с внешним обогревом смешивают 1 л 73%-ной орто фосфорной кислоты с О,2О8 кг гидрати- рованных хромихроматов, содержащих 0,0589 кг трехвалентного хрома в пере счете на и 0,0221 кг шестивалентного хрома в пересчете на CrOj. По лученную смесь нагревают при перемеши вании до 19О С и выцерживают при этой температуре в течение 1,5 ч. В результате достигается полный переход хрома шестивалентного хромихроматов в трехвалентное состояние. Для получения кислого фосфата хрома и алюминия состава ) i в фосфорнокислый раствор, содержащий сое динения трехвалентного хрома и ортофос- форной кислоты, вводят 0,292 кг водной пасты гидроокиси алюминия, содержащей 0,158 кг .O;j, и после полного растворения гидроокиси алюминия получают жидкое алюмохромфосфатное связующее указанного состава, содержащее следы органических примесей. Пример 3. В качестве хромсо- держащего сырья используют храмовый ангидрид с содержанием СгОт) 99,6%. 16 Готовят смесь ортфосфорной кислоты и хромового ангидрида путем растворения в 0,4 л ортофосфорной кислоты реактивной квалификации, соаержа-лей 87% НзРО4. и 0,О50 кг хромового аипщрида с содержанием CrOj 99,6%. Полученную смесь помещают в реактор - электролизер с электродами из сплава ОХ23Н28МДТ - и нагревают до , пропуская через электроды электрический ток промышленной частоты; сила тока 6-8 А, напряжение 4О-25 В. Смесь, нагретую до 180. С, выдерживают при перемешивании в течение 2 ч. Степень перехода шестивалентного хрома в трехвалентное состояние 1ОО%. Затем нагрев отключают и в полученный фосфорнокислый раствор соединения хрома (У1) и ортофосфорной кислоты вводят 0,22 кг водной пульпы гидроокиси алюминия, содержащей 0,077 кг . После растворения гидроокиси алюминия получают 0,95 кг жидкого хромалюмофосфатного связующего с плотностью 1,7-10 кг/м и по составу отвечающего соединению СгЛб з,( Н.2РС)), содержащего следы органических примесей. Аналогичный продукт получают в случае осуществления процесса восстановления при 20О С в течение 1 ч. Пример 4. В качестве хромсодержащего сырья используют основной бихромат хрома, состава Cy(OH).Cr,f.. Hi О. Готовят смесь ортофосфорной кислоты и основного бихромата хрома путем растворения в 0,4 г 87%-ной ортофосфорной кислоты О,12О г основного бнхромата хрома, содержащего 0,О122 кг трехвалентного хрома в пересчете на С .3 и 0,034 кг шестивалентного хрома в пересчете на . Полученную смесь помещают в реакторэлектролизер, аналогичный описанному в примере 3,- и нагревают до 185 С, выдерживая затем реакционную массу при этой температуре 2 ч. В результате достигают полного перехода хрома шестивалентного основного бихромата хрома в трехвалентное состояние. Для получения кислого фосфата хрома и алюминия (алюмохромфосфатное связующее) в фосфорнокислый раствор, содержащий соединения трехвалентного хрома и ортофосфорной кислоты, вводят 0,22 кг водной пасты гидроокиси алюминия, со- держаш ей О,077 кг . После растворения гидроокиси алюминия получают жидкое алюмохромфосфатное связующее ,состава СгАв ( ) содержащее слец1)1 органических примесей. Предлагаемый способ позволяет упростить процесс за счет исключения отдельной стадии восстановления хрома и отсутствия необходимости дозирования восстановителя со строго заданной скоростью и снизить содержание органическ примесей в продукте. Формула изобретения Способ получения кислых хромсодерж щих фосфатов металлов, включающий вза имодействие хромового ангидрида или хро-. матов и соединения металла с ортофос- форной кислотой, отличающийс я тем, что, с целью упрощения процесса за счет исключения восстановителя, смесь ортофосффной кислоты с хромсодержащим соецинением перец введением соединения металла нагревают до 160-22ОС и выдерживают при этой температуре в течение 0,5-2,0 ч. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 471300, кл. С Oi В 25/26, 1975. 2.Авторское свидетельствоСССР № 481538, кл. С 01 В 25/26, 1975,