Способ получения кубического метафосфата алюминия а @ (р @ о @ ) @

 

Изобретение относится к способам получения кубического метафосфата алюминия А14(Р40/2 з с размером кристаллов 0,5-1,0 мм для производства оптического стекловолокна. Целью изобретения является увеличение массового выхода продукта с размером кристаллических зерен 0,5-1,0 мм, Для этого процесс синтеза осуществляют в гидротермальных условиях при 270-290РС при постепенном отводе пара со скоростью 5-7 об.% в сутки от общего первоначального объема раствора, содержащего 17-20 мас.% гидроокиси алюминия при молярном соотношении А1/Р04 0,8-1,2/3,0. Ъыход целевого продукта 80-90%. 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (я) 4 С 01 В 25 44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4131694/31-26 (22.) 09. 10. 86 (46) 23.01.89. Бюл. Р 3 (71) Научно-исследовательский институт физики твердого тела Латвийского государственного университета им. П ° Стучки (72) В.И. Пополитов, И.М. Ярославский, Б.Н. Литвин, М.Я. Дамбекалне и М.Г. Ливиньш (53) 546. 185.226 (088.8) (56) Tsuhako Nitsnfomo ° — Bull. Chem.

Soc. Jpn. 1975, v. 46, N 6, р.р. 18301835. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КУБИЧЕСКОГО ,МЕТАФОСФАТА АПЮМИНИЯ Al 4(Р40 У) У

„„SU„„1452788 А1 (57) Изобретение относится к способам получения кубического метафосфата алюминия А14(Р40 )з с размером кристаллов 0,5-1,0 мм для производства оптического стекловолокна. Целью изобретения является yíåëè÷åíèå массового выхода продукта с размером кристаллических зерен 0,5-1,0 мм.

Для этого процесс синтеза осуществляют в гидротермальных условиях при 270-29(f С при постепенном отводе пара со скоростью 5-7 об.% в сутки от общего первоначального объема раствора, содержащего 17-20 мас.% гидроокиси алкииния при молярном соотношении Al/P04 = О, 8-1, 2/3, О. Вы- с ход целевого продукта 80-90%. 1 табл.

1452788

Изобретение относится к способам получения кубического метафосфата алюминия А1„(Р40, ) с размером крисTBJIJIoB 0 5 1 0 NM для производства оптиче ского стекловолокна.

Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта.

Пример..В цилиндрический стакан, емкостью 2 л, запивают 1200 мл I0

7,3 М раствора ортофосфорной кислоты, затем через воронку засыпают

200 r свежеприготовленной сухой гидроокиси алюминия. Приготовленную смесь .тщательно перемешивают с по- 15 мощью механической мешалки с кварцевыми или фторопластовыми лопастями до полного растворения А1(ОН) . При3 готовленный раствор заливают во фто(1 ропластовый или кварцевый стакан, ко-20 торый помещают в стальной тонкостенный реактор и последний плотно закрывают крышкой„ используя в качестве уплотнения фотопластовое кольцо. В закрывающую крьппку герметически 25 вмонтирована фтороплас говая трубка, используемая для отвода паров в накопитель, охлаждаемый водой.

Подготовленный реактор помещают в электрическую печь сопротивления,, 30 где его нагревают со скоростью 20 C в час до 270 С. При установлении ,стационарнбго режима кран открывают и отводят испаряющийся раствор со

35 .,скоростью 5% от первоначального объ, ема (50 мп/сут), при этом давление в реакторе составляет 2,2+0,5 атм.

В результате отвода паров раствора ,последний перенасьпцается и из него выпадают монокристаллы (А1 (Р О,, J ). щ

Оптимальный процесс испарения протекает в течение 500 ч.

Полученные кристаллы кристаллизуются в кубической сингонии в пространственной группе Т43 d с параметрами элементарной ячейки, а = 13,730 А, z = 4.

Размер зерен кристаллов 0,8-1,0мм.

Кассовый выход продукта составляет

85 .

Аналогично приведенному примеру получают метафосфат алюминия, из5 A" меняя температуру и скорость отвода паров, концентрацию и соотношение фосфорной кислоты.и гидроокиси алюминия в исходном растворе,.

Результаты проведения процесса представлены в таблице.

Существенность физико-химических параметров способа, обеспечивающих реализацию изобретения, заключается в следующЕм..

Скорость отвода испаряющегося раствора, равная 5-7 от общего первоначального объема раствора в сутки, обеспечивает тем же заданное в системе А1(ОН)q-И РΠ— Н О давление

1,5-2, 5 атм. С уменьшением скорости отвода паров менее 5% давление в системе возрастает и превышает 2,5 .атм, размер кристаллических зерен увеличивается до 1, 1-1,4 мм, причем кристаллы образуют сростки, между которыми остается маточный раствор, что уменьшает массовый выход и качест" во кристаллической шихты кубического метафосфата. При снижении скорости отвода паров до 1, давление в системе превышает 3,5 атм, что способствует к преобладающему образованию другой фазы - ортофосфату алюминия А1РО„,.

При увеличении скорости отвода паров более 7 давление в системе уменьшается ниже 1,S атм,скорость испарения раствора резко увеличивается, что приводит к значительному его перенасыщению.. Ьольшое перенасыщение инициирует образование эначитель. ного числа центров кристаллизации, препятствующих линейному росту крис" таллов, и полученный продукт предста-вляет собой порошок и сростки, содержащие остатки маточного раствора.

При уменьшении молярного соотношения ионов алюминия и фосфора в растворе менее 0,8-3,0 количество не прореагированной ортофосфорной кислоты возрастает, ч: с приводит к уменьшению выхода продукта и перерасходу кислоты. С увеличением молярного соотношения ионов алюминия и фосфора в растворе более 1,,2"3 0 наблюдается недостаток Р0 -группы, это приводит к выпаданию побочной фазы А100Н, что снижает выход основного продукта.

При температуре ниже 270 С происходит в основном испарение воды, а испарение растворенных форм фос-. фата не происходит, что приводит к быстрому нарастанию, вязкости раствора за счет создания фосфатных полимеров и в дальнейшем к его стек3 1452788

4 лов анию. В таком растворе растворен- 2,5 атм соответственно, что достигные формы малоподвижны и не обладают нуто за счет проведения процесса в способностью к кристаллизации. При контролируемых динамических условитемпературе выше 290 С происходит ях — при постепенном отводе паров. резкое ускорение испарения воды, что приводит к быстрс;му перенасыщению .Формула изобретения раствора. В результате этого процесса образуются многочисленные центры Способ получения кубического мекристаллизации, что препятствует ли- 1р тафосфата алюминия А1 (Р О )э с разнейному росту кристаллов. При таком мером кристаллов 0,5-1,0 мм для оптечении процесса образуется мелко- тического стекловолокна, включающий дисперсный порошок (А1 Г Р4 О nl) с взаимодействие фосфорной кислоты с размером зерен до 5.10 мм, спекший- гидроокисью,алюминия в гидротермаль" ся в корочки, между которыми часто 1 ных условиях, о т л и ч а ю щ и й— наблюдается включение маточного раст с я тем, что, с целью увеличения вора. выхода целевого продукта, термичесПо сравнению с известным способом, кую обработку раствора, содержащего предложенный способ позволяет полу- 17-20 мас.% гидроокиси алюминия при чить кубический метафосфат алюминия 20 молярном соотношении Al/РО О, 8Al (Р Оп) > с размером кристаллов 1,2/3,0, ведут при температуре 2700,5-1,0 с выходом 80-90%, снизить 290 С при постепенном отводе пара со температуру и давление проведения скоростью 5-7 об.% в сутки от общего о процесса с 500 до 270-290 С и с 5 до первоначального объема раствора.

Размер полученных кристаллов, мм

Молярное со отношение

Массовый выход, %

Содержание

А1(ОН) в исходном растворе, мас. %

Температура, С

Давление, атм коость тв оа паион о в алюми ния и фосфа та в растворе ов, %

5 2,2 0,8-1, О

7 15 0507

6 2,0 О, 6 -О, 8

7 i 2 0,01-0,05

7 1.,9 0,0001-0,0005

0,8:3,0

17,0

270

1,2:3 0

20,0

290. 88

18,5

280

220

19,0

300

9 1,0 0,0003-0,0007

19,0

5 2,2 0,01-0,1

10,0

280

26,0

280

19,0

4 3,0 1,1-1, 4

S 2,2 0,7-0,8

19,0

280

20,0

280

20,0

5 2,2

О, 8-1,0

0,9:3,0

1,0:3,0

1,0:3,0

1, О:3, 0

0,5:3,0

2,5:3,0

1,0:3,0

1,0:3,0

1,223,0

0,8:3,0

5 2,2 Образуется побочная фаза А1ООН

1 3,5 Образуется побочная фаза А1РО