Способ получения монофторфосфата натрия

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОФТОР ЮСФАТА НАТРИЯ, включаючий смешение и термообработку динатрийфосфата и фторсодержащего компонента, отличающийся тем, что, с целью повышения содержания основного вещества в продукте и упрощения способа , динатрийфосфат берут в безводном , виде, в качестве фтс содержащего реагента используют бифторид аммония при соотношении компонентов ,|в пересчете на окись натрия, пятиЪкись фосфора и фтор 1:0,5:1,5-2,5. и термообработку ведут при 600-800 С в течение 5-10 мин.

СОЮЗ QOBETCHHX

СЭЛВВКП РЕСПУБЛИК

3QDlC 01 В 25 26

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTlO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (21) 3415986/23-26 (22) 24.03.82 (46) 23.05.83. Вюл. Ю 19 (72) Г. И. Власова, И. В. Клявер, -.

Е. А. Фомина, Л. П. Шляпинтох и

Г. И. Вараакина (71) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный . институт основной химической проьиыленности (53) 661.635.2(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

В 1544197, кл. С 01 В 25/16, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 512171, кл4 С 01 В 25/26, 1974.

„.Я0„„1018905 А (54)(57) спосов получяния юнофтоРФОСФАТА НАТРИЯ, включающий смешение и термообработку динатрийфосфата и фторсодержащего компонента, о т л ич а в шийся тем, чтo с целью повышения содержания основного вещества в продукте и упрощения способа, динатрийфосфат берут в безвод-. ном,виде, в качестве фторсодержащего реагента используют бифторид аммония при соотношении компонентов ,з пересчете на окись натрия, пятн окись фосфора и фтор 1:0,5:1,5-2,5

:и тЕрмообработку ведут при 600"800 С в течение 5»»10 мин.

1018905

Изобретение относится к способ получения фторфосфатов щелочных м таллов, используемых в парфюмерной промышленности и зубоврачебной практике.

Известен способ получения монофторфосфатов щелочных металлов, заключающийся в сплавлении метафосфата щелочного металла с его фторидом при мольном соотношении йаРО: NaF =

1:1 и прокалке при 680-750ОС 1 ).

Недостатком способа является применение конденсированных фосфатов, промышленное получение которых является сложной технической задачей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ (2 1.получения монофосфата натрия, который включает следующие стадии:

1. Фосфорную кислоту нейтрализуют содой с получением суспензии двенадцативодного динатрийфосфата в маточном растворе.

2. Полученную смесь подсушивают в течение 1 ч при 90-105 С и добавляют фторсодержащее соединение, в качестве которого используют фтори аммония или плавиковую кислоту, в соотношении Na>0:P<0>F = 1:0,5:1.

3. Смесь прокаливают при 260-310 С около 1,5 ч, В связи со спецификой использования монофторфосфата натрия к его качеству предъявляются высокие требованиями высокое и стабильное содержание основного вещества, высокую раст воримость, рН водного раствора не менее 7 и постоянное содержание

"свободного" фтора, т. е. количество фтора, не входящего в молекулу монофторфосфата натрия.

Химический анализ продукта, полученного по известному способу показал, что продукт содержит 57,23 монофторфосфата натрия, 33,9% пирофосфата натрия и 7,83 ортофосфата натрия, т.е. не представляет собой индивидуальное вещество. Содержание свободного фтора 5-10%, т.е. значительно, к тому же оно колеблется в широком интервале, что не позволяет автоматизировать последующий процесс приготовления паст.

Растворимость монофторфосфата, полученного по известному способу, 20 r на 100 г воды. При такой величине растворимость не происходит полного растворения монофторфосфата в ваде, а зто является необходимым условием при дальнейшем его использовании в качестве компонента зубных паст. рН раствора колеблется от 5 до 6, тогда как потребите- . лю требуется нейтральный раствор с рН не менее 7. Таким образом, недостатками известного способа являются невысокое качество получаемого у йродукта и наличие стадии сушки смее- си.

Цель изобретения - повышение содержания основного вещества в продукте и .упрощение способа эа счет исключения сушки смеси динатрийфосфата с фторсодержащим компонентом.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения монофторфосфата натрия, динатрийфос10 фат берут в безводном виде, в качест- ве фторсодержащего реагента используют бифторид аммония при соотношении компонентов в пересчете на окись натрия, пятиокись фосфора и фтор

15 1:0,5:1,5-2,5 и термообработку ве— дут при 600-800ОС в течение 5-10 мин., Отличия предлагаемого способа позволяют получить продукт, содержащий 97,7-99,5% основного веществамонофторфосфата натрия и 0,15-0,18% свободного F. Растворимость продукта составляет 40 г в 100 r воды, рН раствора 4,7-7,6. Процесс упрощается, исключается стадия предварительной сушки смеси.

Исследованиями установлено, что д в известном способе при взаимодействии исходной фосфорной кислоты с карбонатом натрия образуется двенадцативодиый динатрийфосфат. Наличие кристаллизационной воды при последующей сушке смеси вызывает гидролиз продукта монофторфосфата натрия, образуются пиро- и ортофосфаты, снижается содержание основногс ве- З5 щества — собственно монофторфосфата натрия. При стехиометрическом соотношении исходных компонентов даже при повышении температуры сушки не удается повысить содержание моно40 фторфосфата в продукте, т.е. количество связанного фтора, в то время как количество свободного фтора продолжает оставаться высоким и нестабильным.

Увеличение фторсодержащего компонента в исходной смеси и повышение температуры прокалки позволяют получить развитую поверхность взаимодействия за счет газовыделения и вести процесс через стадию плавления, что способствует образованию P-F связи и позволяет тем самим получить продукт со значительно более высоким содержанием монофторфосфата натрия эа более короткое время. ПродУкт содержащий 97,7-99,54 основного вещества, обладает хорошей растворимостью в воде, а пониженное стабильное содержание свободного фтора увеличивает рН раствора до 7,4-7,6.

60 р е р 1. При соотношении

Ма 0:Fag F, равном 1г0,5:2, берут

98,5 г динатрийфосфата безводного и 39,6 г бифторида аммония. Полученную смесь тщательно перемешивают и прокаливают при 600ОС в течение

1018905

10 мин. Далее плав охлаждают на воздухе. Содержание монофторфосфата натрия в готовом продукте 97,78, рН 28-ного водного раствора 7,6, F 0,158, растворимость 40 r/100 r Н О.

Пример 2. При соотношений

Na9OsP2O>tF, равном 1!0,5:1,5:..берут 98,5 r динатрийфосфата безводного к 29,7 г бифторида аммония.

Смесь солей тщательно перемешивают и прокаливают при 700еС в течение

7 мин. Содержание монофторфосфата в готовом продукте .99;58, рН 28-ного водного раствора 7 5 F 0,188, растворимость 40 г/100 r Н О.

П р- и м е р 3. При соотношении

Ма 0:Р2фГ, равном 1 0,5:2,5, берут

98,5.динатрийфосфата безводного и 49,5 r бифторида .аммония. Полученную смесь тщательно перемешивают 2О и прокаливают при 800©С в течение

5 мин. Полученный сплав охлаждают на воздухе. Содержание монофторфосфата натрия -в готовом продукте 98,68, рН 28-ного водного раствора 7,4, Гс 0,168, растворимость 40 г/100 г

Н О.

Как видно иэ приведенных примеров, предлагаемай способ ведения процесса в заявляемых интервалах параметров позволяет получить моноФторфосфат натрия с высокими свойствами, (Таблица, примеры 1-3).

В таблице также йриведены примеры ведения процесса вне заявлемых ин- . тервалов параметров {4-9) и пример . ведения процесса по известному способу {10) .

Как видно из таблицы прк понижении температуры прокалки ниже

600 С (пример 4) и особенно при по.вышении ее вьзае.800еС (пример 5) уменьшается содержание основного .вещества в продукте, возрастает содержание свободного фтора и уменьшается растворимость продукта в воде, возрастает его рН. При уменьшении или увеличении времени прокалки (примеры 6 и 7) также уменьшается содержание основного вещества в" продукте, возрастает содержание свободsore Фтора, рН переходит в кислую . область, растворимость продукта в воде уменьшается.

При уменьшении содержания Фтороодержащего компонента в смеси (пример 8) общее содержание F уменьшается, но содержание F увеличивается, рН продукта увеличивается до 10, растворимость его в воде падает, содержание основного вещества в продукте резко. падает.

При увеличении содержания фторсо" держащего компонента в смеси (пример 9) содержание основного вещества в продукте достаточно высокое, но резко увеличивается содержание свободного фтора в продукте, увели-. чивается рН раствора.

Продукт, полученный по известному способу (пример 10), содержит

57,28 собственно монофторфосфата натрия, 5,78 Рс8, растворимость в воде 20 г/100 г Н20.

В таблице приведено сравнение качества солей по предлагаемому способу и по известному способу.

1018905

1 I о ( (041

1 ЖЖ"1

1 g I

l P me I (о к (ЮМ о( (8ОЦе41 (ЮОО (1 Ре Я Ю (4 I е

00 О

РЪ СЯ

1 1

I O 1

1 (4 1

l О0(I Х Р I

1 О (Ю0(l

14чН I

1 U 1

I ЖЮ(1 CLA 1

3 е

° 4 О ь с

4 Ъ 00 ь с

Ю 0Ъ

M IO ь ь

Ch IA

4Ч МЪ с

00 а ь

I I

1 Ф ( (М<ю

I4.

1 I

Ф.4 ь о

СО е-е с о

О 4Ъ

СЧ ч(е с . ь о

МР IA еЧ СЧ с ь о о

Ре(. еЧ ь

4Ч

Ch

ОЪ Г. ь ь о л

I Э 1

I gI w l

I D I

1 0(О0(ll 8933 l

Π— — 4

С0 О (с Ch СЧ с с с

00 00 е0е ( О 4 (ОЪ Ю о

Ю (с с

00 е0е

Ch "00 о 00 с li

Ch Ф еЪ РЪ! 1 I I .

I 1 g 1

1 О

I I М I

1 I В I (Р

I 1 I

1 I ! 1 (а (О

1 - I и

I IA I g I

1 I I

l e(g

I g I: I (Х(Н!

1 401 О (((1 О а

I ф 1 1 ! М l Ф I

1 О(Е

ID(ф 1

1 I 1 о

Г 3 е о

Г е

С0

1 тЧ

4ъ4 ° с ь (еЪ

° 4

I 1

1 I 1 I

СЧ ь

I ICl

%-4

% 4 ь

IA I

%-4 (с

00 (е(с

I 1

О0 л ь

1 IO

4е(Се(ЧЭ 1 с с г4 4еЪ

Р(ICI

4е(. ° о

1 44Ъ .. е4

I !

° 4е Ch еО LD IA 00 с с с

00 CO. е4 (° а а ю л (с т4 00 ь ь

° -4 Ch а э

I ь о

1О с о

IA ь о е

1 Х (Ы (о

I 3 I а.4.

1 . I

С I

1 . I о (о (, с и 1 р о о о о о о фс (»

С0

С0 (с о о о о

00 IA о о ф

1 I

I I а !

I В I

I Х, I

I Ф 1

I Е» . 1 1 8 I и, 1 !

IA с

° ° ее

IA IA с с о о

° е ее

4-4 г4

ИЪ с (Ч м.4

° ° ее

IA IA ь о о

° е ° е

%4 е 4

4еЪ т4

° ° \е

IA IA с ь о о

° е ° е

Ф4 %-4

Се(г4

° е ° е

IA IA ь с о о

° ° ее

° 4 . %4

4ь( ае

lA с о. ее е "4

СЧ

° е

Ю ь

С0

° е е 4

I Д}

I O

1

1 44 е о

4 г4 hl 4еЪ е4е IA I0 W 00

1

1

l

I

I ! е (0

10 о о о

4 о

I э

0(Я

I g

1 О

1, ( (. о (4, о

I хф

1 Е

1 (,", l (", (о

1 И

I ь

1 М

1 Р

1 Н

I 0(1 х

l l0

1 Н

1 I6

I &

l V (о

l Н

I Э

1 О (L

1 О (3

I (е

1 0I

18

1 9

I 0(I Х

1 О

I

I Ф

1 У

1 Х 1 63

1 В:!

1 ф (I

Ф х

1 Х

I (б

1 Ое

1 Э

1 3

I g

1018905

Составитель В. Гродэовская

Редактор О. Бугйр Техред О.Неце . Корректор Л. Бокшан

Заказ 3621/16 Тирам 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

По данным таблицы видно, что предлагаемый способ позволяет получить монофторфосфат натрия с,улучшенным качеством по сравнению с известным, со стабильным химическим составом, что позволит получить при годовом объеме производства зубной

Пасты 50 млн. руб. Экономический эффект 1076,15 тыс. руб. в год.