Способ получения оксида цинка
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 14.1279 (21) 2850630/23-26 (51)М. КЛ.
Союз Советских
Социалистических
Республик с присоединением заявки Нов (23) ПриоритетС 01 4 9/02
Государственный комитет
ССС P по делам изобретений и открытий
Опубликовано 23.1081. Бюллетень М 39 (53) УДК 661.847.2 (088 ° 8) Дата опубликования описания 23.10,81 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА ЦИНКА
Изобретение относится к способу получения оксида цинка, в частности к способу получения высокодисперсного оксида цинка, который может быть использован, например, для приготовления белковоустойчивых эмалей в консервной промышленности.
Известен способ получения оксида цинка, согласно которому окисление паров цинка осуществляют при их парциальном давлении 0,1-11 мм рт.ст. и температуре 500 — 700ОC. При этом получают оксид цинка, характеризуемый высокой степенью дисперсности (19-28 м /г) и средним размером частиц 0,04-0,06 мкм. Химическая активность такого оксида цинка составляет 250-435игйа э/ тп о 511 .
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения оксида цинка из основного. карбоната цинка термическим его разложением при 550 С на воздухе (2).
Недостатком известного способа является сравнительно невысокая химическая активность и удельная иоверхность продукта, как следствие невысокой его дисперсности, что вероятно объясняется высокой темпера,турой разложения: распад основного карбоната цинка происходит при 550 С, о но как известно при температурах 400600 С интенсивно идет процесс спекания полученного оксида цинка, .приводящий к уменьшению его дисперсности и химической активности. Химическая активность продукта приблизительно 160 мгйа Ъ /г2в О. Удельная
10.поверхность 15 ма/г, размер частиц
° "0,09 мкм.
Цель изобретения — повышение химической активности и дисперсности продукта.
15 Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения оксида цинка, заключающемуся в термическом разложении .цинксодержащей: соли. в качестве исходной соли используют
20 монокарбоксилат цинка с числом атомов углерода 6 — 20 при 115 — 225 С и остаточном давлении 1-10 мм рт.ст.
Невозможность использования.в ка" честве исходных солей для получения оксида цинка монокарбоксилатов.цинка с содержанием атомов углерода в соли более 20 объясняется тем, что процесс их термического разложения весьма длителен и тРебует прИМеиения
30 высоких температур (более 250 С), 1
В.В.Паневчик, .В.М.Горяев, В.И.Ан Кеев и И.A.Ìo÷àëüíèê (i
Белорусский .государственный институт народного-"--,. хозяйства им.В.В.Куйбышева
874630 что приводит к спеканию получающегося оксида цинка и, как следствие, к значительному снижению его качест,ва.
Оксид цинка, полученный термическим разложением таких солей, характеризуется незначительной удельной поверхностью, низкой дисперсностью и мало пригоден для использования s рассматриваемых целях. Кроме того, монокарбоксилаты цинка с содержанием атомов углерода в соли более 20 труднодоступны, синтез их достаточно сложен, они неустойчивы при хранении, что также препятствует использованию их в качестве сырья при получении оксида цинка.
При постоянной температуре разложения монокарбоксилатов цинка благоп иятное влияние на свойства получапри ющегося оксида цинка оказывают условия динамического вакуума, т.е. создание некоторого разрежения в реакционной системе с постоянным отводом получающихся газообразных продуктов разложения.
При уменьшении давления в реакционной системе до 1 мм рт.ст. с постоянным отводом газообразных продуктов р аэложения свойства получаемого оксида цинка постепенно улучшаются, при дальнейшем уменьшении давления (улучшении динамического вакуума) свойства получаемого оксида цинка практически не изменяются.
Подобная закономерность характерна для всех монокарбоксилатов цинка гомологического ряда С -С 2ри во всем интервале температур 115-225 С.
Снижение температуры разложения, каждой рассматриваемой соли при прочих равных условиях приводит к увеличению времени термолиза — десятки и сотни часов при температуре 115 С о вместо нескольких часов при 225,С °
Дальнейшее менее 115 С) уменьшение температуры разложения приводит к неоправданно большой затрате времени и, соответственно, электроэнергии и усилий rio поддержанию динамического вакуума. увеличение же температуры разложения выше 225 С приводит к уменьшению времени разложения, но при этом значительно снижаются качественные показатели получаемого оксида цинка (главным образом из-эа уменьшения объема пор и их структуры при повышенной. температуре) .
В табл.1,на примере бутирата цинка показано влияние изменения давления в реакционной системе при постоянной температуре разложения на свойства получающегося оксида цинка.
Пример . Образцы цинковых солей монокарбоновых кислот насыпают тонким слоем в керамические лодочки, которые помещают в вакуумный шкаф и производят откачку soapyxa до заданного остаточного давления
,1-10 мм рт.ст.) . Нагревают укаэанные образцы до 115-225 С и выдерживают при этой температуре до полного разложения. В процессе работы постоянно производят откачку воздуха из шкафа,т.е. поддерживают условия динамического вакуума в установленных пределах.
Индивидуальность конечного продукта определяют методом рентгенографинеского анализа. Полученный оксид подвергают физико-химическим иссле20 дованиям для определения размеров .его частиц, удельной поверхности и химической активности.
Удельную поверхность опрвделяют по адсорбции азота методом БЭТ на автоматическом анализаторе удельной поверхности модели 2200 (производство США) .
Размеры частиц оксида цинка определяют на электронном микроскопе
"Тэз1аМ -540". Во избежание сильной агрегации частиц, последние осаждают иэ слабоопалесцирующей водной суспензии на пленку-подложку методом образования тумана ультразвуком.
Химическую активность оксида цинка определяют способом обратного титрования по методике, изложенной в Ту 6-10-1427-74 (" Окись цинка коллоидная") .
В табл. 2 представлены качественные характеристики оксида цинка,полученного из каприната цинка при
115, 170 и 225 С и вакууме
10 мм рт.ст.
В табл.З указаны свойства оксида цинка, полученного из монокарбоксилатов цинка гомологического ряда
СЬ CRO °
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить высокодисперсный оксид цинка (до 0,002) мкм, . обладающий повышенной химической активностью (до 587 мг Nazs /iZ 874630 Таблица 1 Соль Навеска, г Давлениее, мм рт. ст. Оксид цинка Коли-, честно, г Удельная поверхность, м /г Размер частиц мкм 1,0000 115 760 0,3397 15,14 . 0,05 Бутират цинка (С4 Н-7 О ) 2п 430 1,0000 115 10 ;0,3395 34,80 0,03 487 0,02 1,0000 115 5 1,0000 115 1 1,0000 115 10 0,3396 35,90 0,3395 36,89 0,3396 37,93 498 501 0,02 502 0,02 Таблица 2 Оксид цинка Вакуум, мм рт.ст. Количество, г Капринат цинка авеска, r Размер частиц мкм 1, 0000 115 10 1,0000 170 10 1,0000 225 10 0,1992 32,02 0,1995 31,71 0,1996 30,02 Таблица 3 0,02 513 0,3856 40,12 0,3854 35,17 0,3858 35,42 0,3856 36,23 506 0,03 513 522 0,02 0,02 Температура разложения, С Температура разложения, Ñ Пропионат (Сэ Ну 0 ) 2 ъ 1, 0000 115 1 225 10 170 10 170 1. Удельная поверхность| м +/r Химическая активность мг Йпф$ / /г2 0 Химнческая активность, мг йа, ь-/ /г2 0 О, 03 460 0,03 451 0,03 440 74630 Продолжение .табл.3 4 Бутират (С„Н О1)Р 1,0000 501 0,3395 37,89 0,02 115 1 115 1 Валерат (C5 Hg g)g2 1 0,03 48Я 0,3040 34ф72 1,0000 Капронат СьН„„ С )У 1,0000 0,2750 34,02 480 0,03 115 1 Знантоат(С H o Og)gn 1 0000 0,25 5 33,51 478 0,03 115 1 Каприлат (С8 Я ОЩп 1, 0000 0,2310, 33,08 475 0,03 115 1 Пеларгонат (С9Н„ СЩг 1,ОООО 0,2140 32,92 470 0,03 115 1 Капринат (С ОН у 01) Ъ 1,0000. 467 0,03 0,1990 32,88 115 1 Формула изобретения Составитель С.Лотхова Редактор A.Øèøêèíà Техред A.Ñàâêà Корректор В.Синицкая Заказ 9239/37 Тираж 08 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, E-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", r.Óàãîðîä, ул.Проектная, 4 Способ получения оксида цинка пу- З тем термического разложения цинксодержащей соли, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения дисперсности и химической активности продукта, s качестве исходной соли используют монокарбоксилат цинка с 40 числом атомов углерода 6-20 и процесс ведут при 115-225 С и остаточном давлении 1-10 мм рт.ст. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 559901, кл. С 011 9/03, 1973. 2. Сычева Л.Н., Гайснновнч М.С. и Кетов A.Е. Известия ВУЗ СССР. Химия и химическая технология, т.20, 1977, 9 6, с.850 (прототип) .
