Способ получения раствора фосфита

 

Изобретение относится к электрохимической технологии, к способам получения соединений фосфора, используемых в качестве восстановителей. Способ, заключающийся в том, что красный фосфор в смеси с водным раствором этилендиамина подвергают электролизу в бездиафрагменном электролизере при 70-95^oC, что повышает выход фосфитов, снижает образование токсичного фосфористого водорода, исключает образование гипофосфитов.

Изобретение относится к электрохимической технологии, в частности к способам получения соединений фосфора, используемых в качестве восстановителей при химической металлизации (палладировании).

Наиболее близким по технической сущности является способ получения растворов фосфитов (в смеси с гипофосфитами) взаимодействием красного фосфора с 20-40% -ми растворами едкого натрия или калия при кипячении растворов (106-112^o). При этом 15% исходного фосфора превращается в фосфиты и гипофосфиты, в т.ч. 8% в фосфиты, 5% в побочный продукт фосфитный водород).

После фильтрования раствор содержал 4,53 г/дм³ фосфора в виде фосфитов (31,6 г/дм³ Na₂HPO₃·5H₂O) и 3,66 г/дм³ фосфора в виде гипофосфитов (12,5 г/дм³ NaH₂ PO₂·H₂O).

Для повышения стабильности при химической металлизации в раствор вводят этилендиамин.

Недостатком способа является: низкая степень превращения фосфора (низкий выход); значительное образование побочных продуктов, в том числе взрывоопасного и токсичного фосфористого водорода.

Цель предлагаемого изобретения: увеличение выхода фосфитов, снижение образования побочных продуктов и повышения безопасности процесса.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что растворы фосфитов получают электролизом смеси красного фосфора и органического основания. Электролиз проводят в электролизере без диафрагмы при температуре 70-95^oC с перемешиванием. В качестве органического основания используют этилендиамин, который является стабилизирующей добавкой при химической металлизации, например палладировании. В качестве электродов используют стойкие в щелочных растворах материалы, например нержавеющую сталь, никель. При снижении температуры ниже 70^oC процесс замедляется, выше 96^oC - процесс осложняется кипением раствора. При проведении процесса в указанном режиме повышается выход фосфитов, исключается образование гипофосфитов, значительно снижается образование токсичного фосфористого водорода, что позволяет повысить безопасность процесса и улучшить экологическую ситуацию при проведении процесса.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения способа.

Пример 1. В электролизер, снабженный катодом из нержавеющей стали, анодом из никеля, механической мешалкой, термометрам и обратным холодильником, загружают 170 см³ 10%-го водного раствора этилендиамина и 5 г красного фосфора. Электролизер снабжен рубашкой для циркуляции горячей воды. При перемешивании и температуре 70-80^oC проводят электролиз при силе тока 5А (плотность тока 10А/дм²), напряжения 4-6 вольт в течение 5 часов. После охлаждения и фильтрования получают 150 см³ раствора, содержащего 10 г/дм³ фосфора в виде фосфитов (46 г/дм³ в пересчете на фосфит этилендиаммония ).

Выход фосфитов по загруженному фосфору 30% выход фосфористого водорода 0,5% Гипофосфиты в электролите не обнаружены.

Пример 2. В электролизер по п.1 загружают 180 см³ 18%-го раствора этилендиамина и 5 г красного фосфора. При температуре 80-95^oC проводят электролиз при силе тока 6А в течение 7 ч (через 4 ч дополнительно загружают 3 г красного фосфора).

После охлаждения, фильтрования получают 150 см³ раствора, содержащего 22 г/ дм³ фосфора в виде фосфитов (101 г/дм³ в пересчете на фосфит этилендиаммония).

Выход фосфитов 40% выход фосфористого водорода 0,1% Таким образом, в предложенном способе выход фосфитов увеличивается в 3,5 раз, значительно (более чем в 10 раз) снижается образование фосфористого водорода, повышается безопасность процесса.

Формула изобретения

Способ получения раствора фосфитов, включающий взаимодействие красного фосфора с основанием при повышенной температуре, отличающийся тем, что взаимодействие осуществляют электролизом в бездиафрагменном электролизере, в качестве основания использует водный раствор этилендиамина концентрацией 10 18% при 70 95^oС и электролиз ведут при пропускании 5 5,25 А · ч электричества на 1 г красного фосфора.