液-液非均相反應制磷酸鋅的製作方法
2023-08-11 17:25:11 2
專利名稱：液-液非均相反應制磷酸鋅的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種磷酸鋅的製造工藝。磷酸鋅用於塗料及粘合劑。
在已有技術中，用淨化溼法磷酸和粉狀高純氧化鋅為原料制磷酸鋅，有前蘇聯SU，1,381,066號專利；SU，1,477,678號專利及本人在前申請的中國CN96117346.7號專利所述的方法都是固-液反應。此法要求ZnO含量＞98％。導致生產成本高，且固-液反應相間接觸面小，反應速度較慢，反應不易達到完全，氧化鋅粉末易被磷酸鋅硬皮包裹，致使磷酸鋅產品不純。
本發明的目的是降低生產成本，並改善反應條件提高產品質量。選用價廉質次的低級氧化鋅為原料代替高純氧化鋅，經溶解把鋅轉入液相，經淨化濃縮再與含磷酸的有機溶劑相進行液-液非均相反應，相接觸面大，反應易達到完全，避免了包裹現象。
選用低級氧化鋅(ZnO含量在50～95％之間)為原料，經混合酸(硫酸和少量磷酸的混合酸)溶解鋅，分離後所得含鋅溶液進行淨化處理，濃縮母液製得含鋅溶液(含鋅10％～18％)。溼法磷酸經預處理後，用混合溶劑(丁醇＞60％，TBP＜40％)萃取製得含P2O511％～17％有機溶劑相。使含P2O5的有機溶劑相與含鋅溶液按P2O5與Zn的化學計量配比進行液-液非均相反應，反應溫度70～90℃，反應時間40～60分鐘，攪拌轉速4～6轉/秒。澄清分離後，有機溶劑相經鹼洗滌後返回萃取磷酸循環使用。溶液加鹼調整PH值(PH＝3.1～4)沉澱為三取代四水磷酸鋅[Zn3(PO4)2·4H2O]，過濾洗滌乾燥得三取代二水磷酸鋅[Zn3(PO4)2·2H2O]，母液另行處理。
所選用實驗原料組成，原料經淨化後溶液組成，在所優選工藝條件下所得產品組成都列在表一中。
實施例1.
含12.4％P2O5(17.12％H3PO4)的混合溶劑100克與淨化後含鋅溶液139.19克(含鋅19.98克，含H2SO427.11克，H3PO43.01克)混合，在70℃，5轉/秒速度攪拌下，分別反應35，45，55分鐘，分別靜置5分鐘後分層，上層溶劑經30％NaOH溶液20克洗滌後返回萃取磷酸，下層溶液和鹼洗液混合，用30％NaOH溶液調整PH值都為3.5沉澱經過濾、洗滌、乾燥得產品三取代二水磷酸鋅。Zn3(PO4)2·2H2O的產率列在表二。母液另行處理。
實施例2.
按實施例1的工藝條件，只改變反應溫度分別為60℃，65℃，70℃，75℃，80℃，所測定的數據也列在表二。實施例3.
含12.4％P2O5(17.12％H3PO4)的混合溶劑100克，與淨化後含鋅溶液139.19克(含鋅19.98克，含H2SO427.11克，含H3PO43.01克)混合，在75℃，5轉/秒速度攪拌下，反應45分鐘靜置5分鐘分層，上層溶劑82.5克，經30％NaOH溶液20克洗滌後返回萃取溼法磷酸，下層溶液和鹼洗液混合共176.69克，用30％NaOH溶液調節PH值分別為3.1，3.3，3.5，3.7，3.9，4.0所得沉澱，經過過濾，固相經洗滌、乾燥得到產品三取代二水磷酸鋅Zn3(PO4)2·2H2O。混合溶液不同PH值沉澱率及產品主要物質含量列在表三，母液另行處理。
表一一、實驗所選原料1.低級氧化鋅組成Wt％ZnO Pb Fe Cd As Si816.42.11.68 0.037 0.0812.粗溼法磷酸組成Wt％PO43-(P2O5) FeAl Mg FSO42-As Pb Cd Si51.55(38.53) 0.66 1.175 0.181 0.748 1.650.0046 0.0038 0.0005 0.14853.溶解淨化濃縮後含鋅溶液組成Wt％Zn Pb Fe Cd As Si SO42-PO43-14.13 0.0015 0.003 0.0011 0.0005 0.0045 18.072.024.淨化後溼法磷酸組成Wt％混合溶劑 PO43-(P2O5) Fe Al Mg F SO42-As Pb Cd Si82.81 16.59(12.4) 0.0026 0.0008 0.0012 0.0067 0.033 0.0005 0.0014 0.0001 0.004二、產品三取代二水磷酸鋅[Zn3(PO4)2·2H2O]Wt％PO43H2OPb Fe Al Cd Mg As Si45.02 8.45 0.0011 0.0051 0.0017 0.001 0.0028 0.0005 0.0091F SO42-Na 混合溶劑0.036 0.1640.120.0005
表二 反應時間、反應溫度對產品產率影響時間(反應和靜置時間)分鐘 溫度 產品產率％℃(以P2O5)4060 66.5465 78.6570 82.1875 90.3480 91.6550 60 72.61265 82.1270 85.9175 91.8980 92.2260 60 78.365 81.5870 88.7575 92.480 93.1表三、PH值對三取代四水磷酸鋅沉澱率及產品質量影響PH值 沉澱率產品主要物質含量％Zn2+PO43-Na SO42-3.175.87 46.5 45.210.040.513.384.63 46.3545.120.080.383.590.32 46.2 45.020.120.263.791.58 45.9 44.8 0.280.193.993.42 45.6 44.6 0.340.164.094.34 45.4 44.5 0.400.1權利要求
1.本發明是一種磷酸鋅製造工藝，它是用淨化溼法磷酸和氧化鋅為原料而製得，其特徵在於所用氧化鋅為價廉質次的低級氧化鋅，氧化鋅含量為50％～95％，經酸(硫酸和少量磷酸的混合酸)溶解，把鋅轉入液相併經淨化濃縮後得含鋅10％～18％的溶液再與含P2O511％～17％(並含丁醇＞60％，TBP＜40％)的混合有機溶劑相按P2O5與Zn的化學計量配比進行反應。
2.按權利要求1所述的磷酸鋅製造工藝，其特徵在於用低級氧化鋅經溶解淨化濃縮的溶液與含磷酸的有機溶劑相進行的反應為液-液非均相反應。
3.按權利要求1或2所述的磷酸鋅製造工藝，其特徵在於所進行的液-液非均相反應，其反應溫度為70～90℃，反應時間為40～60分鐘，攪拌轉速為4～6轉/秒，有機相鹼洗後循環使用，溶液相加鹼調整PH＝3.1～4產生的沉澱為三取代四水磷酸鋅[Zn3(PO4)2·4H2O]，經過濾、洗滌、乾燥得產品三取代二水磷酸鋅[Zn3(PO4)2·2H2O]。
全文摘要
本發明公開了一種液-液非均相反應制磷酸鋅的工藝，磷酸鋅用於塗料及粘合劑。它選用低級氧化鋅(ZnO含量為50％～95％)為原料，經混酸溶解、淨化、濃縮製得含鋅10％～18％的溶液與含11％～17％P
文檔編號C01B25/00GK1164508SQ9710163
公開日1997年11月12日 申請日期1997年1月29日 優先權日1997年1月29日
發明者張俊, 蔣峰芝 申請人:昆明理工大學