способ получения двухосновного фосфита свинца

Формула изобретения

Способ получения двухосновного фосфита свинца, включающий взаимодействие раствора гидроксида натрия с фосфорсодержащим реагентом при перемешивании с получением раствора фосфита натрия и его смешение с ацетатом свинца при перемешивании с получением суспензии двухосновного фосфита свинца, фильтрацию суспензии двухосновного фосфита свинца, сушку конечного продукта, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего реагента используют фосфорный шлам - отход производства желтого фосфора с содержанием фосфора 63 - 71%, причем взаимодействие фосфорного шлама с гидроксидом натрия осуществляют при молярном соотношении компонентов Р : NaOH : H₂O = 1 : 1,65 - 2,00 : 15,00 - 18,00, температуре 90 - 100^oС и скорости перемешивания 100 - 250 мин^-1, нейтрализуют избыток NaOH в растворе фосфита натрия ледяной уксусной кислотой, а смешение ацетата свинца с фосфитом натрия осуществляют в течение 60 - 65 мин, причем приливают фосфит натрия к ацетату свинца со скоростью 0,01 - 100 мл/мин при комнатной температуре.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к производству двухосновного фосфита свинца, который используется как высокоэффективный стабилизатор полимеров, в частности ПВХ- композиций.

Известен следующий способ получения двухосновного фосфита свинца: взаимодействием свинцового глета с фосфористой кислотой в присутствии уксусной кислоты [1] , при этом используется фосфористая кислота высокой степени чистоты.

Недостатком данного метода является дороговизна фосфористой кислоты, так как ее производят в очень небольших количествах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения двухосновного фосфита свинца [2], включающий следующие стадии: взаимодействие свинцового глета с раствором уксусной кислоты при T=60^oC (в соотношение 3PbO:2CH₃COOH), взаимодействие фосфористой кислоты и гидроксида натрия при T=20^oC, затем раствор фосфита натрия, нагретый до T=50^oC, приливают со скоростью 4 мл/мин к горячему раствору диацетата свинца в течение двух часов, полученную суспензию перемешивают еще два часа, суспензию двухосновного фосфита свинца отфильтровывают, осадок двухосновного свинца сушат.

Недостатком данного метода является дороговизна фосфористой кислоты, так как ее производят в очень небольших количествах.

Задачей изобретения является увеличение выхода двухосновного фосфита свинца и удешевление процесса производства.

Задача достигается способом получения двухосновного фосфита свинца, включающим взаимодействие подаваемого порциями раствора гидроксида натрия с зернистым фосфорсодержащим шламом - отходом производства желтого фосфора с содержанием фосфора 63-71% в нейтральной среде при нагревании и перемешивании, взаимодействие ведут при мольном соотношении компонентов P : NaOH : H₂O : (1,65-2,00) : (15,00-18,00), температуре 90-100^oC и скорости перемешивания 100-250 об/мин с получением раствора фосфита натрия, нейтрализацию ледяной уксусной кислотой избытка NaOH в растворе фосфита натрия, взаимодействие свинцового глета с раствором уксусной кислоты, нагретым до температуры 60^oC, с получением двухосновного диацета свинца, дальнейшее смещение раствора фосфита натрия с двухосновным диацетатом свинца при перемешивании с получением суспензии двухосновного фосфита свинца, фильтрацию суспензии двухосновного фосфита свинца, сушку конечного продукта при температуре <90C.

Отличие предлагаемого способа от известного заключается в том, что в качестве фосфорсодержащего реагента используют фосфорной шлам - отход производства желтого фосфора с содержанием фосфора 63-71%, причем взаимодействие фосфорного шлама с гидроксидом натрия осуществляют при мольном соотношении компонентов P : NaOH : H₂O = 1 : (1,65-2,00) : (15,00-18,00), температуре 90-100^oC и скорости перемешивания 100-250 об/мин, нейтрализацию избытка NaOH в растворе фосфита натрия производят ледяной уксусной кислотой, а смешение ацетата свинца с фосфитом натрия осуществляют в течение 60-65 мин путем прилива раствора фосфита натрия к ацетату свинца со скоростью 0,01-100 мл/мин при комнатной температуре.

Такая совокупность признаков не известна в литературе для получения продукта с повышенным выходом и чистотой.

Пример 1. Навеску свинцового глета 65,55 г (содержание PbO 98,922%) помещают в раствор уксусной кислоты (12,17 г уксусной кислоты (содержание CH₃COOH 96,96%) в 402,98 г дистиллированной воды), нагретый до T=60^oC. Полученный раствор перемешивают в течение 1 ч, поддерживая T=60^oC, затем суспензию двухосновного диацетата свинца отфильтровывают и охлаждают. Навеску фосфорного шлама 50 г (содержание фосфора 71%) в 200 г воды (что соответствует мольному соотношению компонентов P : NaOH : H₂O = 1 : 1,80 : 17,00) помещают в реактор из нержавеющей стали, продуваемый током азота и находящийся в кипящей водяной бане, нагревают до температуры 85^oC и затем начинают перемешивание со скоростью 120 об/мин. По достижении температуры суспензии 95^oC начинают подачу нагретого до 60^oC 50%-ным раствора NaOH в режиме

t мин - Объем порции, мл

1-5 - 25

10 - 20

15 - 20

20 - 20

25 - 20

30

35 - 20

40

45

50 - 30

55

90 - 30

После окончания подачи раствора щелочи реакционную смесь перемешивают при нагревании в течение 2,5-3 ч. По окончании реакции полученный раствор фосфита натрия фильтруют. Раствор фосфита натрия (содержание P (III) = 4,16%, P(I) = 0,1277%) 212,13 г нейтрализуют ледяной уксусной кислотой (96,96%) до достижения определенного pH, затем приливают к 491 г приготовленной ранее суспензии двухосновного диацетата свинца, перемешивают в течение часа, по окончании реакции суспензию двухосновного фосфита свинца отфильтровывают, осадок двухосновного фосфита свинца высушивают при T<90C.

После фильтрации маточный раствор анализируют на содержание двухосновного фосфита свинца, гипофосфита и фосфита натрия. Высушенный осадок анализируют на содержание двухосновного фосфита свинца (табл.1)

Примеры 2 и 3. Процесс осуществляется, как в примере 1. Результаты сведены в табл. 2.

Анализ приведенных экспериментальных данных показывает, что предлагаемая совокупность признаков позволяет получить продукт высокого качества с хорошим выходом, отступление от предлагаемого соотношения компонентов в системе или режима ведения процесса приводит к снижению выхода продукта или его загрязнению примесями гипофосфита свинца или фосфита свинца.

Таким образом, предлагаемое решение позволяет получить основной фосфит свинца требуемого качества (содержание Pb не менее 81,5%) и повысить выход продукта по сравнению с рассмотренными выше способами.