Спосіб отримання фосфату цинку - IP 24693

Номер інноваційного патенту: 24693

отримання

спосіб

отримання

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Винахід відноситься до галузі електрохімії і може бути використане для отримання фосфату цинку. Завданням винаходу є розробка електрохімічного способу отримання фосфату цинку. Технічний результат досягається способом отримання фосфату цинку у водних розчинах, що містять фосфат-іони, але на відміну від відомого, фосфат цинку отримують електролізом фосфорнокислого розчину при поляризації двох цинкових електродів промисловим змінним струмом з частотою 50 Гц при щільності струму 100. При поляризації цинкових електродів промисловим змінним струмом відбувається цілеспрямоване розчинення металевих електродів і далі утворення фосфату цинку. На процес розчинення цинкових електродів і процес формування фосфату цинку впливають щільність струму і концентрація фосфорної кислоти. Найбільш оптимальними умовами є щільність струму, що дорівнює 100-500 А/м2 та концентрація кислоти - 4 моль/л.

(51) 01 25/26 (2010.01) 25 1/00 ​​(2010.01) КОМІТЕТ З ПРАВ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ МІНІСТЕРСТВА ЮСТИЦІЇ РЕСПУБЛІКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНІВ Технічний результат досягається способом отримання фосфату цинку у водних розчинах, що містять фосфат-іони, але на відміну від відомого, фосфат цинку одержують електролізом фосфорнокислого розчину при поляризації двох цинкових електродів промисловим змінним струмом з частотою 50 Гц при щільності струму 1001500 А/м 2. При поляризації цинковихелектродів промисловим змінним струмом відбувається цілеспрямоване розчинення металевих електродів і далі утворення фосфату цинку. На процес розчинення цинкових електродів і процес формування фосфату цинку впливають щільність струму і концентрація фосфорної кислоти. Найбільш оптимальними умовами є щільність струму, що дорівнює 100-500 А/м 2 і концентрація кислоти - 4 моль/л. ФОСФАТ ЦИНКУ(57) Винахід відноситься до галузі електрохімії і може бути використане для отримання фосфату цинку. Завданням винаходу є розробка електрохімічного способу одержання фосфату цинку. Технічним результатом є спрощення та здешевлення процесу одержання фосфату цинку, а також покращення умов праці. струмом з частотою 50 Гц при щільності струму 1001500 А/м 2. При поляризації цинкових електродів змінним струмом у фосфатному розчині цинк розчиняється в анодному напівперіоді з утворенням іонів-22(1) Іони цинку в розчині відразу ж взаємодіють з фосфат-іонами , утворюючи фосфат цинку 323(О 4)2 (2) Фосфат цинку погано розчиняється у воді,твір розчинності його П(3(О 4)29,110-33,тому відразу відбувається його формування у вигляді осаду. електродах виділяється водень 2 Н 2 еН 2(3) Зворотне відновлення іонів цинку не відбувається, тому що цинк є більш електронегативним елементом, ніж водень (- 0,76 В.) Таким чином, при поляризації цинкових електродів промисловим змінним струмом відбувається цілеспрямоване розчинення металевих електродів і далі утворення фосфату цинку.Електроліз ведуть в електролізер об'ємом 50 мл без поділу електродних просторів. Електролізер заповнюють розчином фосфорної кислоти і занурюють два цинкові електроди. Цинкові електроди поляризують промисловим змінним струмом із частотою 50 Гц при різних густинах струму та концентраціях фосфорної кислоти. По закінченні досліду визначають швидкість розчинення цинку після зменшення ваги електрода. Осад фосфату цинку фільтрують, промивають і сушать. У таблицях 1 та 2 наведено вплив щільності струму на електродах та концентрації фосфорної кислоти на швидкість розчинення цинку з утворенням фосфату цинку. Таблиця 1 Вплив густини струму на електродах на швидкість розчинення цинку 20, 0,33 год, Н 3 РО 40,5 моль/л. 100 250 500 1000 1500 2000 Винахід відноситься до галузі електрохімії і може бути використане для одержання фосфату цинку. Відомий хімічний спосіб одержання фосфату цинку / Каракін Ю.В., Ангелов А.А. Чисті хімічні реактиви. М. Хімія, 1974, с.408. Сутність його полягає в наступному розчин хлориду цинку доливають розчин 2 Про 4 до повного осадження фосфату цинку - 3(О 4)2. Далі, не відфільтровуючи осаду, розчин додають крижану оцтову кислоту до повного розчинення осаду і отриманий розчин кип'ятять кілька хвилин. Кристали, що випали відсмоктують на воронці Бюхнера, промивають невеликою кількістю води і сушать при 100 С. Відомий спосіб отримання фосфату цинку має наступні недоліки 1. Вихідними продуктами є хлорид цинку, гідрофосфат натрію і оцтова кислота - це досить дорогі і дефіцитні реагенти. 2. Реакція протікає при високій температурі (100 С і вище). 3. Отриманий продукт - фосфат цинку забруднюється хлорид-іонами та іонами натрію, а промивання від даних іонів -додаткова процедура, і вона загалом ускладнює процес. 4. При кипінні розчину атмосфера забруднюється парами, містять хімічні речовини, тобто. погіршуються умови праці. Завданням винаходу є розробка електрохімічного способу одержання фосфату цинку. Технічним результатом є спрощення та здешевлення процесу одержання фосфату цинку, а також покращення умов праці. Технічний результат досягається способом отримання фосфату цинку у водних розчинах, що містять фосфат-іони, але на відміну від відомого, фосфат цинку отримують електролізом фосфорнокислого розчину при поляризації двох цинкових електродів промисловим змінним Як видно з таблиці 1, з підвищенням щільності струму швидкість розчинення цин відповідно, швидкість утворення фосфату цинку зростає. Але при підвищенні щільності струму до 2000 А/м 2 і вище електроліт нагрівається. У зв'язку з цим оптимальною щільністю струму можна вважати величину в межах 100-1500 А/м 2. Зі збільшенням концентрації фосфорної кислоти зростає швидкість розчинення цинку Таблиця 2 Вплив концентрації фосфорної кислоти на швидкість розчинення цинку З підвищенням концентрації закономірно підвищується швидкість розчинення цинку і, відповідно, Швидкість утворення фосфату цинку. Результати рентгенофазового аналізу свідчать про утворення фосфату цинку 3(О 4)242 О. Слід зазначити, що цинк, як електронегативний метал, розчиняється у фосфорній кислоті, проте швидкість розчинення дуже низька. Наприклад, у 0,5 М розчині фосфорної кислоти цинк розчиняється зі швидкістю 50 г/м 2 год, а при поляризації змінним струмом при щільності струму 1500 А/м 2 швидкість розчинення металу становить 480 г/м 2 год, тобто. швидкість розчинення цинку і швидкість формування фосфату цинку підвищується більш ніж у 9 разів.Таким чином, запропонований нами спосіб отримання фосфату цинку в порівнянні з прототипом має наступні переваги 1. Для отримання фосфату цинку вихідними матеріалами є не дефіцитні та дорогі матеріали, а металевий цинк у вигляді брухту. 2. Реакція формування фосфату цинку протікає при кімнатній температурі, у зв'язку з цим процес здешевлюється і забруднення атмосфери парами електроліту немає, отже, поліпшуються умови праці. 3. Електроліз проводять у розчині фосфорної кислоти і як електроди використовують металевий цинк, тому утворюється чистий фосфат цинку і забруднення його іншими іонами не відбувається, операція промивання осаду спрощується, покращуються умови праці. 4. Швидкість розчинення цинку під впливом змінного струму висока, тому процес загалом інтенсифікується. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб отримання фосфату цинку у водних розчинах містять фосфат-іони, який відрізняється тим, що фосфат цинку одержують електролізом фосфорнокислого розчину при поляризації двох цинкових електродів промисловим змінним струмом з частотою 50 Гц при 0000000002