• Главная

способ получения пигмента, содержащего фосфат хрома. Хрома фосфат


Способ получения фосфата хрома

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпнк (i1) 488783

I (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено24.05.73 (21) 1924727/23 26 с присоединением заявки №.(23) Приоритет (43) Опублнковано25. 10 75 Бюллетень ¹39 (51) М. Кл.

С Olb 25/26

Госудорстооииый комитет

Совете Мииистроо СССР ио долом изобретений и открытий (53) УДК

66 1. 635. 5 (088.8) (45) Дата опубликования описания 22 Ol.76. (T2) Авторы изобретения

Б.П. Середа, З.А. Ильюк, С.В. Золотаьина, Ф.С. Татарский, Г.Я. Аликин, В.Н. Брунов и А.Д. Окулов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТА ХРОЛ1А

Изобретение относится к получению фосфатов трехвалентного хрома.

Известен способ получения фосфата трехвалентного хрома путем взаимодейст вия фосфатов шелочных металлов с растворимыми соединениями трехвалентного xpo= о ма, например квасцами, при 95-98 С и рН среды 5,2-5,6. Получаемый средний фосфат хрома имеет низкую скорость фильтрования: 1, 2 - 1,4 мл/см ° мин, что заа трудняет эффективную отмывку его от рас творимых примесей. Кроме того, в извест,— ном способе могут быть использованы только растворимые соли трехвалентного хрома.

11ель изобретения — повышение качест ва продукта. Для этого в качестве соединения трехвалентного хрома используют нерастворимую в воде натриевую соль хромисерной кислоты и процесс ведут при тем пературе 80-90 С и рН 6,0 7,5.

Кроме того, отношение твердой фазы к жидкой в реакционной, смеси поддерживают не ниже 1:4. э качестве натриевой соли хромисер ной кислоты используют отход бисульфатной травки растворов монохромата натрия.

Использование натриевой соли хроми серной кислоты позволяет повысить ско рость фильтрации в 3 раза, При этом переход хрома )11 — натриевой соли хроми серной кислотьГв средний фосфат хрома составляет 100%.

Пример.

0,025 л раствора ортофосфорной кислоты, содержашей 14 r Н РОч, нейтрали зуют 0,225 л раствора кальнинированной д I соды, содержашей 160г/л Ио С0 . К получено, ному раствору, нагретому до 85 С, медленно, при перемешивании, приливают пульпу натриевой соли хромисерной кислоты, додержашую 100 r соли состава, вес,%:

gp С 0 10,9; С О 0,9; 30 48,8 и йа-11,2 до получения реакционной массы с соотно шением твердой фазы к жидкой 1:4 и рН

6,8. Реакционную массу выдерживают при температуре 85 С в течение часа, затем фильтруют на воронке под вакуумом со

4887 88, Составител Р,. факеев:

Редактор Н. Козлова Техред Ж,. Левицкая,

Заказ 1 1Î7 Тираж 593 Подписное

UHHHHN Госуцарствеииого комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Уяаожд, ул. Гагарина, 101

3 средней скоростью 4,7 млlсьВмин филь трата.

Выход влажного осадка 55 г. Осадок промытый горячей водой, подкисленной фосфорной или смесью серной и фосфорной кислот, имеет оостав вес.%. 1Î, 1 хрома; 17,9 фосфата ), P8 )!; О,4

У- сульфатов; О,4 натрия. Осадок среднего фосфата хрома высушивают при 1ОО С и получают продукт состава С РСф ЗН О, ФopM/nаяsoбpe Feни

1. Способ получения фосфата хрома путем взаимодействия соецинений трехвален тиогс хззомя с фосфатами шелочиых метал» лов с последутспп|м отделением и промыв кой полученного продукта, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения качества продукта, в качестве соединения

5 трехвалеитного хрома используют нераство:римую в воде натриевую соль хромисерной кислоты и процесс ведут при температуре .."80-80 С и рй среды 6,О-7,5.

2, Способ по пе 1р О T л и ч B ю ш ° и»

19 .,й с я тем, что отношение твердой фазы к жидкой в реакционной смеси поддерживают це ниже 1:4.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю ш ий с я тем, что в качестве чатриевой соли

И хромисерной кислоты используют отход биcvA TïÎÉ тдавки p9ctsopoB мо" окромата нс9 Грия.

Способ получения фосфата хрома Способ получения фосфата хрома 

www.findpatent.ru

Способ получения пигмента, содержащего фосфат хрома

Изобретение относится к способам получения пигментов, содержащих фосфат хрома, применяемых в лакокрасочной промышленности. Способ получения пигмента включает взаимодействие исходного сырья, содержащего бихроматы щелочных металлов, с фосфорной кислотой и восстановителем - сульфитом или тиосульфатом натрия в присутствии серной кислоты. В качестве исходного сырья используют сточную воду процесса утилизации твердых отходов очистки карбидного ацетилена, содержащую, маc.%: Сг6+ в пересчете на Nа2Сr2O7 0,8-4,0, фосфаты хрома 2,5-3,5, бисульфаты хрома 15,0-16,0, серная кислота 1,5-2,0. Сточная вода имеет рН 3-3,5 и температуру 40-50oС. Фосфорную кислоту с массовой концентрацией 85% берут в количестве 12,4-21,3 об.% по отношению к исходной сточной воде. Восстановитель - сульфит натрия берут в количестве 6,0-29,0 маc. % либо тиосульфат натрия берут в количестве 2,0-10,0 мас.% по отношению к исходной сточной воде. Техническим результатом изобретения является рекуперация ценных компонентов из сточных вод с получением антикоррозионного пигмента, снижение токсичности сточных вод, а также сокращение продолжительности процесса. 1 табл.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к способам получения пигментов, содержащих фосфат хрома, применяемых в лакокрасочной промышленности. Известны способы получения пигментов на основе фосфата хрома путем взаимодействия товарных хромсодержащих продуктов с фосфорной кислотой в присутствии органических восстановителей различной природы (А. С. СССР 589244, кл. C 09 C 1/34, 25.01.78, БИ 1). Однако процесс получения пигмента длителен и позволяет получить пигмент только для грунтовочных покрытий. Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения антикоррозионного пигмента из товарных хромсодержащих продуктов и фосфорной кислоты при рН 2,8-3,5 с использованием в качестве восстановителя сульфита натрия или тиосульфата натрия и вызревании пигмента в течение 40 мин при 95-100oС (Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов). Однако при осуществлении способа накапливается большой объем хромсодержащих сточных вод. Процесс получения длительный, так как включает стадии приготовления раствора Na2Cr2O7+h4PO4 и раствора восстановителя при температуре 40oС. Технической задачей изобретения является рекуперация ценных компонентов из сточных вод с получением антикоррозионного пигмента, снижение токсичности сточных вод, а также сокращение продолжительности процесса. Поставленная задача достигается тем, что в способе получения пигмента, содержащего фосфат хрома, включающем взаимодействие бихроматов щелочных металлов с фосфорной кислотой и восстановителем - сульфитом или тиосульфатом натрия в присутствии серной кислоты, новым является то, что в качестве исходного сырья используют сточную воду процесса утилизации твердых отходов очистки карбидного ацетилена, содержащую, мас.%: Cr+6 в пересчете на Na2Cr2O7 - 0,8-4,0 Фосфаты хрома - 2,5-3,5 Бисульфаты хрома - 15,0-16,0 Серная кислота - 1,5-2,0 имеющую рН 3-3,5 и температуру 40-50oС, при этом фосфорную кислоту (с массовой концентрацией 85%) берут в количестве 12,4-21,3 об.% по отношению к исходной сточной воде; восстановитель - сульфит натрия - берут в количестве 6,0-29,0 мас.% (либо тиосульфат натрия берут в количестве 2,0-10,0 мас.%) по отношению к исходной сточной воде. Сточные воды указанного состава образуются при утилизации твердых отходов, образующихся в производстве ацетилена карбидным методом и имеют температуру 40-50oС. Относительно высокая концентрация (в пределах 5-12 мас.%) общего хрома в стоке позволяет вести процесс его рекуперации; кислая среда с рН 3-3,5. обусловленная наличием остаточной серной кислоты, способствует оптимизации процесса и не требует дополнительного расхода h3SО4. Для осуществления процесса необходимо предварительно определить концентрацию Сr6+ и общего хрома в стоке; рассчитать необходимую дозу восстановителя по остаточному содержанию не прореагированного в основном процессе Сr6+, а также дозу фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас.% в отношении 1:1 к общему хрому. В реактор с мешалкой перекачивают сточную воду с температурой 40-50oС, заливают необходимый объем фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас.% и при активном перемешивании засыпают рассчитанную дозу восстановителя. Выделяющееся тепло способствует течению реакции образования фосфата хрома и формированию пигментных частиц в процессе вызревания. Пример 1. К 100 мл сточной воды с температурой 40oС, содержащей, мас.% Cr+6 в пересчете на Na2Cr2O7 - 0,8 Фосфаты хрома - 3,5 Бисульфаты хрома - 15,0 Серная кислота - 1,5-2,0 и имеющей рН 3-3,5, добавляют 12,4 мл фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас.% и 6 г сульфита натрии (Na2SO3•7h3О). Реакцию ведут в течение 20 мин с последующим выдержкой при температуре 85-95oС в течение 30 мин. Осадок фильтруют, промывают и сушат. Масса полученного пигмента 10,3 г. Пример 2. По примеру 1 к 100 мл сточной воды с температурой 40-50oС, содержащей, мас.% Cr+6 в пересчете на Na2Cr2O7 - 4,0 Фосфаты хрома - 2,5 Бисульфаты хрома - 16,0 Серная кислота - 1,5-2,0 и имеющей рН 3-3,5, добавляют 21,3 мл фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас.% и 29 г сульфита натрия. Масса полученного пигмента 28,6 г. Пример 3. По примеру 1, но в качестве восстановителя используют тиосульфат натрия в количестве 2 г. Масса полученного пигмента 11,5 г. Пример 4. По примеру 2, но в качестве восстановителя используют тиосульфат натрия в количестве 10 г. Масса полученного пигмента 30,2 г. Антикоррозионные свойства полученного пигмента определяли при исследовании композиций по показателям: влагопоглощение, водостойкость и кислостойкость. Для приготовления композиций в натуральную олифу вводили 25 мас.% смеси пигмента с мелом в соотношении 1:1. Прототип представлен композицией на основе натуральной олифы, модифицированной смесью товарного хромового пигмента с мелом в указанном соотношении. Результаты испытаний приведены в таблице. Анализ результатов свидетельствует о том, что полученный пигмент обладает антикоррозионными свойствами по сравнению со стандартным пигментом. Кислотостойкость опытных образцов через 120 часов выдержки практически вдвое выше стандартного. Кроме того, содержание Сr6+ в сточных водах практически сведено к нулю: основными компонентами стока становятся сульфаты натрия. Поэтому дальнейшая обработка сточных вод на предприятиях может вестись совместно с другими кислыми или щелочными стоками, либо после соответствующего разбавления сток может сбрасываться в хозяйственно-фекальную канализацию. При реализации способа выход пигмента, содержащего фосфат хрома, составляет 80-250 кг на 1 м3 сточной воды указанного состава. Таким образом, предлагаемый способ позволяет извлечь ценные компоненты из сточных вод, получить пигмент, обладающий антикоррозионными свойствами, и снизить токсичность сточных вод.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения пигмента, содержащего фосфат хрома, включающий взаимодействие исходного сырья, содержащего бихроматы щелочных металлов, с фосфорной кислотой и восстановителем - сульфитом или тиосульфатом натрия в присутствии серной кислоты, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют сточную воду процесса утилизации твердых отходов очистки карбидного ацетилена, содержащую, мас. %: Сr6+ в пересчете на Nа2Сr2O7 - 0,8-4,0 Фосфаты хрома - 2,5-3,5 Бисульфаты хрома - 15,0-16,0 Серная кислота - 1,5-2,0 имеющую рН 3-3,5 и температуру 40-50oС, при этом фосфорную кислоту с массовой концентрацией 85% берут в количестве 12,4-21,3 об. % по отношению к исходной сточной воде; восстановитель - сульфит натрия берут в количестве 6,0-29,0 мас. % либо тиосульфат натрия берут в количестве 2,0-10,0 мас. % по отношению к исходной сточной воде.

bankpatentov.ru

Сособ получения кислого фосфата на основе хрома

 

(61) Дополнительное к авт свп, -ву (22} Заявлено 14 06.73 (21) 1-Û- 3-738/23-26 (SI) X (л

C 016 25/26 с присоединением заявки ¹

ГкуднРстаинный нсцитнт

Санита Мииистри СССР нй денни изабрнтений н нткрытий

l (23) Приоритет (43) 0публиковано25.08,75 Бюллетень № 31 (53) УДК661.635.224. (088.8 ) (45) Дата опубликования описания 25.11.75 I (72) Авторы изобретения

Б, П. Середа, С, В. Золотавина, В. И. 1(ейнеженко, A. К. Чирва, If А. Охотникова, В. Г. Вахт::«т.п Б„А, Пахомов ( (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОГО ФОСФАТЫ НА ОСНОВЕ РОМА

Изобретение относится к способу полу, чения кислых фосфатов.

Известен способ получения кислого фосфата на основе хрома путем растворения окиси илп гидроокиси соответствующего ме- 5 талла в растворе хромового ангидрида в фосфорной кислоте при 100-105 С с ncrо следующим восстановлением шестивале«то ного хрома формальдегидом при 100 С и обезвоживанием раствора. Скорость подачи формальдегпда не нормируется.

Однако известный способ характеризуется повышенным расходом формальдегида до 120-130% против теоретического на

l5 стадии восстановления хрома (У1), присутствием в целевом продукте формальдегида и продуктов его неподного окисления, полученных, например, согласно уравнению

20 - 0; > +

5//СОСЦ +3йи О, М которл,,-о ухудшают его качество и, кроме того, являются высокотоксичными соедипе«:::я>;:и, содержаш;е которых в целевом продукте составляет 0,3-0,5% в пересчете «а СН С.

По пред«ага:мому способу формальдегид ввод» . в меме«т р ктворения окиси или г .проон«си н еталла, со скоростью 0,5-1 кг

СIi,. С/кг С т, О, в 1 час при 80-85 С.

Способ позволяет получить продукт с сод ржа«ием орган« ческих примесей 0,01 96, сократить расход формальдегида на 2030%, а также позволяет сократить расход те«лонос«теля на растворение окиси или гпдроокиси соответствующего металла в результате использования тепла, выделяющегося.при восстановлении хрома (У1) формальдегидом (в процессе восстановления температура реакционной массы самопроизо вольно повышается до 80-85 С), что успешно, используется в совмещенном процессе растворе««я — восстановления.

Скорость введения формальдегида в зависимости от соотношения хрома и алюми481538

Составитель Г Арте1.-„-, РЕдаКтОр 1 фаДЕЕВа ТЕКРЕ.{1;{«1 "ЕМЕНОЬ 11ОррЕКтОр A.0Tell», Π— — — - »-Заказ ЯД Я Изд. М (11) Ъ: Т«нрав«1, -а93 Подписное

Ц1тИИПИ Государственного е{»митета Совета Министров C;::{ 1T но делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент>, Москва, Г-59, Бережковская наб., 2{1 ния в целевом продукте составляет 0,,51,0 кг СН О/кг С{т Q в,ча

» ворения окйси или гидроокиси металла, смешанный фосфат которого с хромом хотят получить.

Прим ер1.

А. Для получения кислого фосфата хрома и ал1оминия состава С A1 (Н РО, ) сначала готовят хромовую смесь путем смешения 59 г хромового ангидрида и ро

575 мл 75%ной ортофосфорной кисло= ты. В полученную хромовую смесь па хо=лоду вводят водную суспензию гидроокиси алюминия, содержащую 90,0 I A! О о«, и затем медленно без подогрева приливают формальдегид для перевода хрома ше- стивалентного в трехвалентное состo III;e, Формальдегид вводят со скоростью 1,0 г

2 3

CH О/ r С О в 1 час до полного восстановления хромового ангидрида. Расход формальдегида составляет 38,5 мл с co= держанием 32% (-101 о от теоретическо-: го) СН О. Температура реакционной сме2 . си в процессе восстановления повышается 35 с 25 до 85 С. РеакционнуIО смесь выдер„о живают при этой температуре B течение

1 час и полученный раствор кислого фос= фата хрома и алюминия затем сушат, получая сухой порошкообразный продукт. -. .О

Б. Поступают,как описьп10 выше, но исходные компоненты дозируют. из pac iе-та получения целевого продукта состава

С А1(Н PO } . Для восстан аления

4д{ хрома (У1) в смесь хромового ангидрида, ортофосфорной кислоты и Гидроок11си ыпсминия вводят формальдегид со скоростью

0 5 г СН О/г С О в 1 час, поддер-= э 2 3 живая температуру реакционнои массы не о{1 выше 85 С, {.-acxoii формальдегида на восстановление xpoi«Ia (У1 ) составляет .1 03% oT TeopeTII -IecKOI o. 1 идроокис{ь алюл{111ния pacTBOpieTcH полностью. ПОЛ1=ченный раствор кислого фосфата хрома и алют«1И{111а1 с»{ш1a! получая сух«1й и роп{ Г

O6paaIII»Iil «! p 0äó Ê ò, С ОДЕ ржаНИ Е Ор Га1«И ЧЕ

Еи пр 1 с »I B 111 orLVKIC 0901 С

П p -и,;.м ;=- -", 2,,цля по1тучения кисло= го {{10сфа1«а хрома алюлцнн1я и ц1«нка» состава

С{ь, A.t - I I (1{ РО ), готовят хромо-= вую смесь путем смешения 29,6 г хро1«до»»ОГО анги Г1»»»ч«д«а и 1 3;--{ i«JI 7 5»о-пой ортофосф01 -ioii кислоты «1 которую затем

Iia хОПОд ; вводят Bo,IU T«10 суспензи10 ГидрОокиси алк-:. .",-11«1{н1 .I Окиси цинка, collep-{

2 3

В по11у«каппу:о р«заки{ионну{О смесь без по-Дс ГРЕВа МЕДЛЕННО:.Р1НИВаЮт „ОРМаЛЬДЕГИД

Д,"и Г Осст 1ноалеЯИИ хром «1 (1 1 ) . {1. «{р«{«1альде{ „.д вво{ {я.Г о cêopoc11,«О 0

СН, О/г С т О„B .i lac,, поддерживая темо пературу реакционной массы 80 С. Расход формальдегида составляет — О. о От

-) о тесн{етпческсго. РаствopoIIIIe окиси цинка

И ГИДРООК;1СИ атно .А1П1ИЯ Io. {1 Oe. { НОЛУ IeHпьп. - раствором кис.1о-.o

«ы1 ..е.,. дер«каппе орга{п.ческ1гх примесей

Прeд:, "-т i =0=р»тенич

Способ по«и{у-:эпи;-1 кислогo,::Осфа.са на

ОСНОве х:{Ома п««тел. «Оастно{ре»пия Окиси или иДОО«ов I{" и { «10 { ЯЕ«TC { Р «гюн{ „ «« i»»{{ "та {{Ла В р {сaaope крол;:Оного ангидрида в фосфорной кислоте 1та11 н«агреван11и ее с последующ1{м

BOCCTaUOBiIeiiiIeM iiIECT;IBa{Te»I{IIOI O ХРОМ«1 фоол{ал1=деги1:Ол; K ooeeao;:сиванием oqcTBnра От — —;: = 10щпйся тем«что,с

1IQIT 1«i повыш ения ч;{cTGTBI продукта,, а .ак«же

СНИЖЕНН»1 { =j«-, {{на B С«ОTal{OBIITЕИЯ фОРЛ,«1{{-» дегид вводят в момент растворения окиси

11ли Гидрооки=н мет;л ьа со скоростью 1 51 Kl СН,,О/«Kã С:i О. B 1ас при 80-85 0»

Сособ получения кислого фосфата на основе хрома Сособ получения кислого фосфата на основе хрома 

www.findpatent.ru

Способ получения фосфатов на основе хрома

 

пц 572429

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соииалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.12.74 (21) 2080877/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 04.09.77 (51) М. Кл.з С 01В 25/26

С 01G 37/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и OTKpblTHH (53) УДК 661.876(088.8) (72) Авторы изобретения Б. П. Середа, Г. А. Сорокин, В. И. Дейнеженко, А. К. Чирва, Н. А. Охотникова, В. Е. Сиванов, Н. М. Панкеева, С. В. Золотавина и 3. А. Ильюк (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТОВ HA OCH08E ХРОМА

Изобретение относится к технологии хромсодержащих фосфатов, широко применяемых в качестве фосфатных связующих, например, в производстве огнеупоров и катализаторов и в качестве противокоррозионных пигментов при производстве, например, защитных грунтов.

Известен способ получения фосфатов на основе хрома путем введения в смесь ортофосфорной кислоты и хромового ангидрида гидроокиси алюминия (1). Процесс растворения ведут при 100 — 105 С, а затем хромовый ангидрид восстанавливают формальдегидом. Восстановитель вводят медленно, небольшими порциями.

Недостатком известного способа является необходимость регулирования скорости введения восстановителя.

Известен также способ получения фосфатов на основе хрома путем восстановления хромового ангидрида формальдегидом в присутствии ортофосфорной кислоты и соединений соответствующего металла.

Расход формальдегида уменьшается до

102 — 103% от стехиометрического, совмещая процесс восстановления хромового ангидрида в фосфорнокислом растворе с процессом расгворения окиси (или) гидроокиси соответствующего металла и осуществления его при

80 — 85"С со строго регламентируемой скоростью введения формалина (2).

Недостатком известного способа является многостадийность процесса, обусловленная необходимостью приготовления раствора хромового ангидрида, водной суспензии гидроокиси алюминия, смеси хромового ангидрида и ортофосфорной кислоты.

Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Это достигается тем, что фосфорную кислоту вводят в предварительно приготовленную смесь хромового ангидрида, формальдегида и соединений соответствующего металла и процесс осуществляют при 85 — 95 С. Целесообразнее в качестве соединений металла использовать окись, гидроокись, фосфат или карбонат.

Пример 1. Получение кислого фосфата хрома.

Используют реактор барабанного типа длиной 10 мм и диаметром 1,8 м, разделенный на две зоны кольцевой перегородкой, 25 Обогрев реакционной массы осуществляют непосредственным контактом ее с топочными газами. Путем регулирования подачи топлива и вторичного воздуха температуру газов на входе в реактор поддерживают в пределах

572429

15

3

560 — 570 С, а на выходе из реактора — 130—

135 С.

В первую зону дозируют 200 кг/ч хромового ангидрида, 125 кг ч 37 "/о-ного раствора формалина (l03 "/о от стехиометрии) и 160 л/ч оборотного раствора газоочистки. Ыремя пребывания в первой зоне 8 — 10 мин, температура реакционной массы 94" С.

Ы начале второй зоны подают 806 кг/ч

73 /о -ной фосфорной кислоты. Температура реакционной массы в этой зоне 90 — 95 С, вреivIH 1требывани11 2 — 30 i>IHH.

Вытекающий из реактора раствор фосфата

Сг (1тзР04) z не содеРжит шестивалентного хрома H 1>1о 1оет бы 1b использован как готовый продукт, этот же раствор может быть высушен при 120 С с получением легкорастворимого в воде твердо1о продукта.

Отходящие газы очищают в орошаемом водой скруббере; оборотный раствор после газоо гистки возвращла1от в начало процесса.

llример 2. 11олучение среднего фосфата хрома.

В первую зону того же реактора подают

200 кг1ч хромового ангидрида, 12б кг/ч 37 ного формалина (103 "1о от теории) и 200 л/ч оборотного раствора газоочистки. Ыо вторую зону подают 268 кг/ч 73% -нои фосфорной кислоты.

Температуры газов и реакционной массы по зонам и длительность пребывания такие же, как и в примере 1. Вытекающую из реактора пульпу среднего фосфата хрома сушат, получая средний фосфат хрома Cl U4, не содержащий шестивалентного хрома, Состав сухого продукта; СгзОз — 37 /о, РзОз—

34 ; водорастворимые соли — 0,8 /о.

llр и мер 3. 11олучение смешанных фосфатов.

Используют реактор, описанный в примере 1. а) Получение кислого фосфата хрома и алюминия. В первую зону реактора дозируют

/0 кг ч хромового ангидрида, 164 кг/ч гидроокиси алюминия, содержащей 65о/о А120з, 43,% Ecl/÷ 31% Hîãо формалина (102 /о от теории) и 60 л/ч оборотного раствора газоочистки. Время пребывания реакционной массы в первои зоне 7 — 9 мин, температура 94 С.

Во вторую зону дозируют 1130 кг/ч 73о/оной фосфорной кислоты. Температура реакционной массы в этой зоне 90 — 94"(;, время пребывания 20 — 25 мин, температура теплоносителя: на входе в реактор 540 †5 С, на выходе 120 — 130 C.

Вытекающий из реактора раствор используется как готовый продукт или сушится при 25 — 130 С с получением водорастворимого порошкообразного или гранулированного продукта СгАlз (Н2РО4) 12. б) Получение кислого фосфата хрома, алюминия и цинка. В первую зону реактора до25

4 зируют 130 кг/ч хромового ангидрида, 69кг/ч гидроокиси алюминия, содержащей бб "/о

HlgU3 3о кг>ч окиси цинка, 81,о кг/ч 3i "/о-ного формалина (103 " от теории) и бо л/ч оборотного раствора газоочистки.

Ыремя преоывания реагентов в первой зоне реактора 8 — l0 мин, температура реакционнои массы 93 С.

Ыо вторую зону подают 993 кг ч 73 "/о-ной фос1рорнои кислоты. I емпература реакционной массы 8о — 9Ь С, время преоывания 20—

2о мип, температура теплоносителя: на входе в реактор 5iu — ЬэО С, на выходе 120 †1"С.

Ыытекающии из реактора раствор фосфата состава Сгз 1 4п(11 1 04)17 используется в качестве связу1ощего. в) 11олучение кальцийал1омохромфосфатного связующего. Ы первую зону реакгора IIQдают 20+ кг1ч> хро>> ового ангидрида, об>о кг/ч гидроокиси ал1оминия, содержащси 65 "/о

А1зоз> Ьб vari H известнЯка, соДеРжаЩего 96 /о

СаСОз, 44 кг/ч 37 "/о-ного формалина (35,5 /о от теории), и 120 л;ч оооротного раствора I азоочистки. Ыремя пребывания реакционной массы в этои зоне "— 8 мин, температура реакционной массы 91 С.

Ыо вторую зону реактора дозируют 629 кг/ч

73 "/о -ной фосфорной кислоты, температура реакционнои массы в этои зоне 88 — 95 С, время пребывания 20 — 25 мин, температура теплоносителя: на входе в реактор 580 †6"С, на выходе 130 — 140 С.

Вытекающий из реактора раствор подвергают сушке, получая твердый продукт состава:

PgOg 27,65 /о, СгОз (Ч l) — 11,00 /о АЬОз—

3,06%> СаΠ— 3,92 "/о> Сг20з (Ш) — 4,56 /о

Формула изобретения

1, Способ получения фосфатов на основе хрома путем восстановления хромового ангидрида формальдегидом в присутствии ортофосфорной кислоты и соединений соответствующего металла, при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью упрощения и интенсификации процесса, фосфорную кислоту вводят в предварительно приготовленную смесь хромового ангидрида, формальдегида и соединений соответствующего металла и процесс осуществляют при

85 — 95"С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве соединений металла используют окись, гидроокись, фосфат или карбонат.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Монография П. П. Будникова, Л. Б. Хорошавина «Огнеупорные бетоны на фосфатных связках», «Металлургия», М., 1971.

2. Заявка Ко 1933738/26 от 14.06.73, по которой вынесено решение о выдаче авторского свидетельства.

Способ получения фосфатов на основе хрома Способ получения фосфатов на основе хрома 

www.findpatent.ru

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПИГМЕНТА - ФОСФАТА ХРОМА

Изобретение относится к способам получения антикоррозионных пигментов - фосфатов различных металлов, применяемых в грунтовках, композициях, лакокрасочных материалах для защиты различных металлов и сплавов от коррозии.

Известен способ получения фосфата хрома, представляющий собой кристаллогидрат средней соли ортофосфорной кислоты CrPO4·nh3O (Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов. Издательство «Химия», Ленинград, 1974, с.447-449), заключающийся в восстановлении шестивалентного хрома до трехвалентного из бихромата или хромата натрия в присутствии ортофосфорной кислоты. В качестве восстановителей используют сульфит натрия или тиосульфат натрия. В процессе получения фосфата хрома образуется большое количество водорастворимой соли Na2S04: в первом случае - на 2 моля фосфата хрома 4 моля сульфата натрия; во втором случае - на 8 молей фосфата хрома 11 молей сульфата натрия.

Недостатками известного способа являются образование большого количества сточных вод в виде водного раствора Na2SO4 и сложная технологическая схема производства фосфата хрома.

Техническим результатом заявляемого способа является полное исключение сточных вод и упрощение технологической схемы производства.

Технический результат достигается тем, что в реактор последовательно подают воду, хромовый ангидрид, ортофосфорную кислоту и (1-5) мас.% этанола к весу конечного продукта и в полученную смесь хромовой и ортофосфорной кислот и этанола медленно приливают сильный восстановитель - водный раствор гидразин - гидрата в количестве, обеспечивающем образование и вызревание частиц фосфата хрома и получение конечного значения pH суспензии в пределах 4-7 и концентрации фосфата хрома в пределах 50-100 г/дм3 с последующей фильтрацией, возвратом фильтрата в реактор на приготовление исходной смеси хромовой и ортофосфорной кислот и этанола, а в качестве хромсодержащего реагента используют хромовый ангидрид.

Сопоставительный анализ заявленного изобретения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что в качестве хромсодержащего реагента используется хромовый ангидрид, в качестве восстановителя - водный раствор гидразин - гидрата, а в качестве стабилизатора - замедлителя окисления гидразин - гидрата кислородом воздуха на стадии синтеза и диспергатора частиц фосфата хрома на стадии сушки - добавка этанола (этилового спирта). Указанные отличия обеспечивают получение фосфата хрома в одном аппарате-реакторе и полное исключение сточных вод. Таким образом, заявленный способ соответствует критериям «новизна».

Наличие критерия «изобретательский уровень» авторы подтверждают тем, что известные из патентной и научно-технической литературы восстановители способствуют получению трехвалентного хрома из шестивалентного, однако этот процесс растягивается на многие часы, приводит к образованию сточных вод и усложняет технологическую схему производства фосфата хрома.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

5 г хромового ангидрида растворяют в 75 см3 воды. К полученному раствору хромовой кислоты добавляют 3 см3 ортофосфорной кислоты с плотностью 1,572 г/см3, разбавленной в 10 см3 воды и 0,13 см3 100%-ного этанола, что соответствует 1 мас.% к весу фосфата хрома. К полученной смеси хромовой и ортофосфорной кислот и этанола при перемешивании медленно приливают 14,3 см3 раствора гидразин - гидрата с концентрацией 10 мас.% N2h5. По окончании подачи раствора гидразин - гидрата систему перемешивают в течение 1 ч для образования и вызревания частиц пигмента, после чего суспензию фильтруют и пасту сушат. Конечное значение pH суспензии равно 5,5. Фильтрат прозрачный и содержит 0,004 г/дм3 CrO3. Качество полученного пигмента представлено в таблице.

Пример 2.

5 г CrO3 растворяют в 50 см3 воды. К полученному раствору хромовой кислоты добавляют 3 см3 воды и 0,39 см3 100%-ного этанола, что соответствует 3 мас.% к весу фосфата хрома. К полученной смеси хромовой и ортофосфорной кислот и этанола при перемешивании медленно приливают 14 см3 водного раствора гидразин - гидрата с концентрацией 11 мас.% N2h5. По окончании подачи раствора гидразин - гидрата систему перемешивают в течение 1 ч для образования и вызревания частиц пигмента, после чего суспензию фильтруют и пасту сушат. Конечное значение pH суспензии равно 6,0. Фильтрат прозрачный и содержит 0,001 г/дм3 CrO3. Качество полученного фосфата хрома представлено в таблице.

Пример 3 (контрольный).

Синтез проводят аналогично примерам 1 и 2, только к смеси хромовой и ортофосфорной кислот добавляют 0,65 см 100%-ного этанола, что составляет 5 мас.% к весу фосфата хрома. К полученной смеси хромовой и ортофосфорной кислот и этанола при перемешивании медленно приливают 13,8 см3 водного раствора гидразин - гидрата с концентрацией 12 мас.% N2h5. По окончании подачи раствора гидразин - гидрата систему перемешивают в течение 1 ч для образования и вызревания частиц пигмента, после чего суспензию фильтруют и пасту сушат. Конечное значение рН суспензии равно 7,0. Фильтрат прозрачный и содержит 0,0005 г/дм3 CrO3. Качество полученного фосфата представлено в таблице.

Пример 4 (контрольный).

Синтез проводят аналогично примерам 1 и 2, только к смеси хромовой и ортофосфорной кислот добавляют 1,04 см3 100%-ного этанола, что составляет 8 мас.% к весу фосфата хрома. К полученной смеси хромовой и ортофосфорной кислот и этанола при перемешивании медленно приливают 11,5 см3 водного раствора гидразин - гидрата с концентрацией 11 мас.% N2h5. По окончании подачи раствора гидразин - гидрата систему перемешивают в течение 1 ч для образования и вызревания частиц пигмента, после чего суспензию фильтруют и пасту сушат. Конечное значение рН суспензии равно 4,0. Фильтрат прозрачный и содержит 0,05 г/дм3 CrO3. Качество полученного фосфата представлено в таблице.

Пример 5 (контрольный).

Синтез проводят аналогично примерам 1 и 2, только к смеси хромовой и ортофосфорной кислот добавляют 1,3 см 100%-ного этанола, что составляет 10 мас.% к весу фосфата хрома. К полученной смеси хромовой и ортофосфорной кислот и этанола при перемешивании медленно приливают 10 см3 водного раствора гидразин - гидрата с концентрацией 11 мас.% N2h5. По окончании подачи раствора гидразин - гидрата систему перемешивают в течение 1 ч для образования и вызревания частиц пигмента, после чего суспензию фильтруют и пасту сушат. Конечное значение рН суспензии равно 3,0. Фильтрат мутный и содержит 2,8 г/дм3 CrO3. Качество полученного фосфата представлено в таблице.

Пример 6 (контрольный).

Синтез проводят аналогично примерам 1 и 2, только к смеси хромовой и ортофосфорной кислот добавляют 0,065 см 100%-ного этанола, что составляет 0,5 мас.% к весу фосфата хрома. К полученной смеси хромовой и ортофосфорной кислот и этанола при перемешивании медленно приливают 18 см3 водного раствора гидразин - гидрата с концентрацией 11 мас.% N2h5. По окончании подачи раствора гидразин - гидрата систему перемешивают в течение 1 ч для образования и вызревания частиц пигмента, после чего суспензию фильтруют и пасту сушат. Конечное значение рН суспензии равно 8,0. Фильтрат прозрачный и содержит 0,0002 г/дм3 CrO3. Качество полученного фосфата представлено в таблице.

Анализируя описанные выше примеры, а также данные таблицы можно сделать вывод о том, что недостаток гидразин - гидрата приводит к неполному восстановлению шестивалентного хрома в трехвалентный и низкому значению pH суспензии (пример 5), а избыток гидразин - гидрата не улучшает качественные показатели фосфата хрома, но приводит к перерасходу гидразин - гидрата (пример 6). Что касается концентрации реагирующих веществ, то их подбирают таким образом, чтобы конечная концентрация суспензии фосфата хрома составляла 50-100 г/дм3. При меньшей концентрации уменьшается выход готового продукта, а при концентрации более 100 г/дм3 имеет место быстрое возрастание вязкости суспензии фосфата хрома и ухудшение технологических режимов его получения.

Использование гидразин - гидрата с концентрацией 10-12 мас.% обусловлено тем, что при меньшей концентрации процесс образования и вызревания частиц фосфата хрома растягивается на несколько часов (при концентрации 11 мас.% это 1-2 ч), а при концентрации больше 12 мас.% - реакция протекает слишком бурно.

В связи с тем, что гидразин - гидрат при повышенной температуре (80-100)°C окисляется кислородом воздуха (N2h5+O2=N2+2h3O) в исходную смесь хромовой и ортофосфорной кислот добавляют (1-5) мас.% 100% - ного этанола (этилового спирта), что замедляет процесс окисления гидразин - гидрата и уменьшает его потери. При концентрации этанола менее 1 мас.% эффект замедления процесса окисления гидразин - гидрата незначителен, что приводит к необходимости увеличения его подачи в исходную смесь хромовой и ортофосфорной кислот и этанола. На процесс сушки влажной пасты повышенная концентрация этанола не оказывает влияние, поскольку в процессе сушки при температуре (105-115)°С избыточный этанол испаряется, а адсорбированный фосфатом хрома этанол способствует дезагрегации частиц фосфата хрома, о чем свидетельствует показатель «остаток на сите с сеткой 0056»: 0,1 мас.% - в предлагаемом способе и 0,3 мас.% - в известном (см. таблицу).

Способ получения антикоррозионного пигмента - фосфата хрома, включающий восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного в присутствии ортофосфорной кислоты, фильтрацию суспензии получаемого фосфата хрома и сушку, отличающийся тем, что в реактор последовательно подают воду, хромовый ангидрид, ортофосфорную кислоту и 1-5 мас.% этанола к весу конечного продукта, и в полученную смесь хромовой и ортофосфорной кислот и этанола медленно приливают сильный восстановитель - водный раствор гидразин-гидрата в количестве, обеспечивающем образование и вызревание частиц фосфата хрома и получение конечного значения рН суспензии в пределах 4-7 и концентрации фосфата хрома в пределах 50-100 г/дм, с последующей фильтрацией, возвратом фильтрата в реактор на приготовление исходной смеси хромовой и ортофосфорной кислот и этанола, а в качестве хромсодержащего реагента используют хромовый ангидрид.

edrid.ru

способ получения пигмента, содержащего фосфат хрома - патент РФ 2190647

Изобретение относится к способам получения пигментов, содержащих фосфат хрома, применяемых в лакокрасочной промышленности. Способ получения пигмента включает взаимодействие исходного сырья, содержащего бихроматы щелочных металлов, с фосфорной кислотой и восстановителем - сульфитом или тиосульфатом натрия в присутствии серной кислоты. В качестве исходного сырья используют сточную воду процесса утилизации твердых отходов очистки карбидного ацетилена, содержащую, маc.%: Сг6+ в пересчете на Nа2Сr2O7 0,8-4,0, фосфаты хрома 2,5-3,5, бисульфаты хрома 15,0-16,0, серная кислота 1,5-2,0. Сточная вода имеет рН 3-3,5 и температуру 40-50oС. Фосфорную кислоту с массовой концентрацией 85% берут в количестве 12,4-21,3 об.% по отношению к исходной сточной воде. Восстановитель - сульфит натрия берут в количестве 6,0-29,0 маc. % либо тиосульфат натрия берут в количестве 2,0-10,0 мас.% по отношению к исходной сточной воде. Техническим результатом изобретения является рекуперация ценных компонентов из сточных вод с получением антикоррозионного пигмента, снижение токсичности сточных вод, а также сокращение продолжительности процесса. 1 табл. Изобретение относится к способам получения пигментов, содержащих фосфат хрома, применяемых в лакокрасочной промышленности. Известны способы получения пигментов на основе фосфата хрома путем взаимодействия товарных хромсодержащих продуктов с фосфорной кислотой в присутствии органических восстановителей различной природы (А. С. СССР 589244, кл. C 09 C 1/34, 25.01.78, БИ 1). Однако процесс получения пигмента длителен и позволяет получить пигмент только для грунтовочных покрытий. Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения антикоррозионного пигмента из товарных хромсодержащих продуктов и фосфорной кислоты при рН 2,8-3,5 с использованием в качестве восстановителя сульфита натрия или тиосульфата натрия и вызревании пигмента в течение 40 мин при 95-100oС (Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов). Однако при осуществлении способа накапливается большой объем хромсодержащих сточных вод. Процесс получения длительный, так как включает стадии приготовления раствора Na2Cr2O7+h4PO4 и раствора восстановителя при температуре 40oС. Технической задачей изобретения является рекуперация ценных компонентов из сточных вод с получением антикоррозионного пигмента, снижение токсичности сточных вод, а также сокращение продолжительности процесса. Поставленная задача достигается тем, что в способе получения пигмента, содержащего фосфат хрома, включающем взаимодействие бихроматов щелочных металлов с фосфорной кислотой и восстановителем - сульфитом или тиосульфатом натрия в присутствии серной кислоты, новым является то, что в качестве исходного сырья используют сточную воду процесса утилизации твердых отходов очистки карбидного ацетилена, содержащую, мас.%: Cr+6 в пересчете на Na2Cr2O7 - 0,8-4,0 Фосфаты хрома - 2,5-3,5 Бисульфаты хрома - 15,0-16,0 Серная кислота - 1,5-2,0 имеющую рН 3-3,5 и температуру 40-50oС, при этом фосфорную кислоту (с массовой концентрацией 85%) берут в количестве 12,4-21,3 об.% по отношению к исходной сточной воде; восстановитель - сульфит натрия - берут в количестве 6,0-29,0 мас.% (либо тиосульфат натрия берут в количестве 2,0-10,0 мас.%) по отношению к исходной сточной воде. Сточные воды указанного состава образуются при утилизации твердых отходов, образующихся в производстве ацетилена карбидным методом и имеют температуру 40-50oС. Относительно высокая концентрация (в пределах 5-12 мас.%) общего хрома в стоке позволяет вести процесс его рекуперации; кислая среда с рН 3-3,5. обусловленная наличием остаточной серной кислоты, способствует оптимизации процесса и не требует дополнительного расхода h3SО4. Для осуществления процесса необходимо предварительно определить концентрацию Сr6+ и общего хрома в стоке; рассчитать необходимую дозу восстановителя по остаточному содержанию не прореагированного в основном процессе Сr6+, а также дозу фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас.% в отношении 1:1 к общему хрому. В реактор с мешалкой перекачивают сточную воду с температурой 40-50oС, заливают необходимый объем фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас.% и при активном перемешивании засыпают рассчитанную дозу восстановителя. Выделяющееся тепло способствует течению реакции образования фосфата хрома и формированию пигментных частиц в процессе вызревания. Пример 1. К 100 мл сточной воды с температурой 40oС, содержащей, мас.% Cr+6 в пересчете на Na2Cr2O7 - 0,8 Фосфаты хрома - 3,5 Бисульфаты хрома - 15,0 Серная кислота - 1,5-2,0 и имеющей рН 3-3,5, добавляют 12,4 мл фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас.% и 6 г сульфита натрии (Na2SO3способ получения пигмента, содержащего фосфат хрома, патент № 21906477h3О). Реакцию ведут в течение 20 мин с последующим выдержкой при температуре 85-95oС в течение 30 мин. Осадок фильтруют, промывают и сушат. Масса полученного пигмента 10,3 г. Пример 2. По примеру 1 к 100 мл сточной воды с температурой 40-50oС, содержащей, мас.% Cr+6 в пересчете на Na2Cr2O7 - 4,0 Фосфаты хрома - 2,5 Бисульфаты хрома - 16,0 Серная кислота - 1,5-2,0 и имеющей рН 3-3,5, добавляют 21,3 мл фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас.% и 29 г сульфита натрия. Масса полученного пигмента 28,6 г. Пример 3. По примеру 1, но в качестве восстановителя используют тиосульфат натрия в количестве 2 г. Масса полученного пигмента 11,5 г. Пример 4. По примеру 2, но в качестве восстановителя используют тиосульфат натрия в количестве 10 г. Масса полученного пигмента 30,2 г. Антикоррозионные свойства полученного пигмента определяли при исследовании композиций по показателям: влагопоглощение, водостойкость и кислостойкость. Для приготовления композиций в натуральную олифу вводили 25 мас.% смеси пигмента с мелом в соотношении 1:1. Прототип представлен композицией на основе натуральной олифы, модифицированной смесью товарного хромового пигмента с мелом в указанном соотношении. Результаты испытаний приведены в таблице. Анализ результатов свидетельствует о том, что полученный пигмент обладает антикоррозионными свойствами по сравнению со стандартным пигментом. Кислотостойкость опытных образцов через 120 часов выдержки практически вдвое выше стандартного. Кроме того, содержание Сr6+ в сточных водах практически сведено к нулю: основными компонентами стока становятся сульфаты натрия. Поэтому дальнейшая обработка сточных вод на предприятиях может вестись совместно с другими кислыми или щелочными стоками, либо после соответствующего разбавления сток может сбрасываться в хозяйственно-фекальную канализацию. При реализации способа выход пигмента, содержащего фосфат хрома, составляет 80-250 кг на 1 м3 сточной воды указанного состава. Таким образом, предлагаемый способ позволяет извлечь ценные компоненты из сточных вод, получить пигмент, обладающий антикоррозионными свойствами, и снизить токсичность сточных вод.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения пигмента, содержащего фосфат хрома, включающий взаимодействие исходного сырья, содержащего бихроматы щелочных металлов, с фосфорной кислотой и восстановителем - сульфитом или тиосульфатом натрия в присутствии серной кислоты, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют сточную воду процесса утилизации твердых отходов очистки карбидного ацетилена, содержащую, мас. %: Сr6+ в пересчете на Nа2Сr2O7 - 0,8-4,0 Фосфаты хрома - 2,5-3,5 Бисульфаты хрома - 15,0-16,0 Серная кислота - 1,5-2,0 имеющую рН 3-3,5 и температуру 40-50oС, при этом фосфорную кислоту с массовой концентрацией 85% берут в количестве 12,4-21,3 об. % по отношению к исходной сточной воде; восстановитель - сульфит натрия берут в количестве 6,0-29,0 мас. % либо тиосульфат натрия берут в количестве 2,0-10,0 мас. % по отношению к исходной сточной воде.

www.freepatent.ru

Способ получения пигмента, содержащего фосфат хрома

 

Изобретение относится к способам получения пигментов, содержащих фосфат хрома, применяемых в лакокрасочной промышленности. Способ получения пигмента включает взаимодействие исходного сырья, содержащего бихроматы щелочных металлов, с фосфорной кислотой и восстановителем - сульфитом или тиосульфатом натрия в присутствии серной кислоты. В качестве исходного сырья используют сточную воду процесса утилизации твердых отходов очистки карбидного ацетилена, содержащую, маc.%: Сг6+ в пересчете на Nа2Сr2O7 0,8-4,0, фосфаты хрома 2,5-3,5, бисульфаты хрома 15,0-16,0, серная кислота 1,5-2,0. Сточная вода имеет рН 3-3,5 и температуру 40-50oС. Фосфорную кислоту с массовой концентрацией 85% берут в количестве 12,4-21,3 об.% по отношению к исходной сточной воде. Восстановитель - сульфит натрия берут в количестве 6,0-29,0 маc. % либо тиосульфат натрия берут в количестве 2,0-10,0 мас.% по отношению к исходной сточной воде. Техническим результатом изобретения является рекуперация ценных компонентов из сточных вод с получением антикоррозионного пигмента, снижение токсичности сточных вод, а также сокращение продолжительности процесса. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения пигментов, содержащих фосфат хрома, применяемых в лакокрасочной промышленности.

Известны способы получения пигментов на основе фосфата хрома путем взаимодействия товарных хромсодержащих продуктов с фосфорной кислотой в присутствии органических восстановителей различной природы (А. С. СССР 589244, кл. C 09 C 1/34, 25.01.78, БИ 1). Однако процесс получения пигмента длителен и позволяет получить пигмент только для грунтовочных покрытий. Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения антикоррозионного пигмента из товарных хромсодержащих продуктов и фосфорной кислоты при рН 2,8-3,5 с использованием в качестве восстановителя сульфита натрия или тиосульфата натрия и вызревании пигмента в течение 40 мин при 95-100oС (Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов). Однако при осуществлении способа накапливается большой объем хромсодержащих сточных вод. Процесс получения длительный, так как включает стадии приготовления раствора Na2Cr2O7+h4PO4 и раствора восстановителя при температуре 40oС. Технической задачей изобретения является рекуперация ценных компонентов из сточных вод с получением антикоррозионного пигмента, снижение токсичности сточных вод, а также сокращение продолжительности процесса. Поставленная задача достигается тем, что в способе получения пигмента, содержащего фосфат хрома, включающем взаимодействие бихроматов щелочных металлов с фосфорной кислотой и восстановителем - сульфитом или тиосульфатом натрия в присутствии серной кислоты, новым является то, что в качестве исходного сырья используют сточную воду процесса утилизации твердых отходов очистки карбидного ацетилена, содержащую, мас.%: Cr+6 в пересчете на Na2Cr2O7 - 0,8-4,0 Фосфаты хрома - 2,5-3,5 Бисульфаты хрома - 15,0-16,0 Серная кислота - 1,5-2,0 имеющую рН 3-3,5 и температуру 40-50oС, при этом фосфорную кислоту (с массовой концентрацией 85%) берут в количестве 12,4-21,3 об.% по отношению к исходной сточной воде; восстановитель - сульфит натрия - берут в количестве 6,0-29,0 мас.% (либо тиосульфат натрия берут в количестве 2,0-10,0 мас.%) по отношению к исходной сточной воде. Сточные воды указанного состава образуются при утилизации твердых отходов, образующихся в производстве ацетилена карбидным методом и имеют температуру 40-50oС. Относительно высокая концентрация (в пределах 5-12 мас.%) общего хрома в стоке позволяет вести процесс его рекуперации; кислая среда с рН 3-3,5. обусловленная наличием остаточной серной кислоты, способствует оптимизации процесса и не требует дополнительного расхода h3SО4. Для осуществления процесса необходимо предварительно определить концентрацию Сr6+ и общего хрома в стоке; рассчитать необходимую дозу восстановителя по остаточному содержанию не прореагированного в основном процессе Сr6+, а также дозу фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас.% в отношении 1:1 к общему хрому. В реактор с мешалкой перекачивают сточную воду с температурой 40-50oС, заливают необходимый объем фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас.% и при активном перемешивании засыпают рассчитанную дозу восстановителя. Выделяющееся тепло способствует течению реакции образования фосфата хрома и формированию пигментных частиц в процессе вызревания. Пример 1. К 100 мл сточной воды с температурой 40oС, содержащей, мас.% Cr+6 в пересчете на Na2Cr2O7 - 0,8 Фосфаты хрома - 3,5 Бисульфаты хрома - 15,0 Серная кислота - 1,5-2,0 и имеющей рН 3-3,5, добавляют 12,4 мл фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас.% и 6 г сульфита натрии (Na2SO37h3О). Реакцию ведут в течение 20 мин с последующим выдержкой при температуре 85-95oС в течение 30 мин. Осадок фильтруют, промывают и сушат. Масса полученного пигмента 10,3 г. Пример 2. По примеру 1 к 100 мл сточной воды с температурой 40-50oС, содержащей, мас.% Cr+6 в пересчете на Na2Cr2O7 - 4,0 Фосфаты хрома - 2,5 Бисульфаты хрома - 16,0 Серная кислота - 1,5-2,0 и имеющей рН 3-3,5, добавляют 21,3 мл фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас.% и 29 г сульфита натрия. Масса полученного пигмента 28,6 г. Пример 3. По примеру 1, но в качестве восстановителя используют тиосульфат натрия в количестве 2 г. Масса полученного пигмента 11,5 г. Пример 4. По примеру 2, но в качестве восстановителя используют тиосульфат натрия в количестве 10 г. Масса полученного пигмента 30,2 г. Антикоррозионные свойства полученного пигмента определяли при исследовании композиций по показателям: влагопоглощение, водостойкость и кислостойкость. Для приготовления композиций в натуральную олифу вводили 25 мас.% смеси пигмента с мелом в соотношении 1:1. Прототип представлен композицией на основе натуральной олифы, модифицированной смесью товарного хромового пигмента с мелом в указанном соотношении. Результаты испытаний приведены в таблице. Анализ результатов свидетельствует о том, что полученный пигмент обладает антикоррозионными свойствами по сравнению со стандартным пигментом. Кислотостойкость опытных образцов через 120 часов выдержки практически вдвое выше стандартного. Кроме того, содержание Сr6+ в сточных водах практически сведено к нулю: основными компонентами стока становятся сульфаты натрия. Поэтому дальнейшая обработка сточных вод на предприятиях может вестись совместно с другими кислыми или щелочными стоками, либо после соответствующего разбавления сток может сбрасываться в хозяйственно-фекальную канализацию. При реализации способа выход пигмента, содержащего фосфат хрома, составляет 80-250 кг на 1 м3 сточной воды указанного состава. Таким образом, предлагаемый способ позволяет извлечь ценные компоненты из сточных вод, получить пигмент, обладающий антикоррозионными свойствами, и снизить токсичность сточных вод.

Формула изобретения

Способ получения пигмента, содержащего фосфат хрома, включающий взаимодействие исходного сырья, содержащего бихроматы щелочных металлов, с фосфорной кислотой и восстановителем - сульфитом или тиосульфатом натрия в присутствии серной кислоты, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют сточную воду процесса утилизации твердых отходов очистки карбидного ацетилена, содержащую, мас. %: Сr6+ в пересчете на Nа2Сr2O7 - 0,8-4,0 Фосфаты хрома - 2,5-3,5 Бисульфаты хрома - 15,0-16,0 Серная кислота - 1,5-2,0 имеющую рН 3-3,5 и температуру 40-50oС, при этом фосфорную кислоту с массовой концентрацией 85% берут в количестве 12,4-21,3 об. % по отношению к исходной сточной воде; восстановитель - сульфит натрия берут в количестве 6,0-29,0 мас. % либо тиосульфат натрия берут в количестве 2,0-10,0 мас. % по отношению к исходной сточной воде.

РИСУНКИ

Рисунок 1

TK4A - Поправки к публикациям сведений об изобретениях в бюллетенях "Изобретения (заявки и патенты)" и "Изобретения. Полезные модели"

Страница: 1233

Напечатано: Дата прекращения действия 05.04.2005

Следует читать: Дата прекращения действия 04.04.2003

Номер и год публикации бюллетеня: 34-2004

Код раздела: MM4A

Извещение опубликовано: 27.02.2005        БИ: 06/2005

www.findpatent.ru


Смотрите также