Способ получения цинкнитратфосфатного концентрата

Авторы патента:

Ягубова Виктория Леонидовна (RU)

Инюкина Ирина Евгеньевна (RU)

Чумаевский Виктор Алексеевич (RU)

Стенник Татьяна Владимировна (BY)

Шульга Игорь Александрович (BY)

Голод Екатерина Владимировна (BY)

Мирошниченко Юлия Сергеевна (RU)

C23C22/13 - содержащих также нитратные или нитритные анионы

C23C22/07 - содержащих фосфаты

C01G9 - Соединения цинка

C01B25/28 - фосфаты аммония

Владельцы патента RU 2380458:

Закрытое Акционерное Общество "ФК" (RU)

Изобретение относится к области производства концентратов фосфатирования, применяемых в автомобилестроительной, машиностроительной и других отраслях промышленности для нанесения фосфатного покрытия. Способ получения цинкнитратфосфатного концентрата включает смешение фосфат- и цинкнитратсодержащих реагентов. В качестве цинкнитратсодержащего реагента используют водный раствор нитрата цинка при следующем соотношении компонентов: Zn²⁺:NO₃ ^-:H₂O=(1-1,27):(2,53-2,98):(3,94-5,02). В качестве фосфатсодержащего реагента используют фосфаты аммония при соотношении NH₃:P₂O₃=0,6:2,57 в количестве 70-100% от общего содержания P₂O₅ в концентрате и фосфорная кислота от 0 до 30% от общего содержания P₂O₅ в концентрате. Изобретение позволяет увеличить производительность и снизить себестоимость концентратов, расширить сырьевую базу для производства концентратов, повысить безопасность условий производства.

Изобретение относится к области производства концентратов фосфатирования, применяемых в автомобилестроительной, машиностроительной, электроаппаратуростроительной и других отраслях промышленности для нанесения фосфатного покрытия перед операцией нанесения лакокрасочного покрытия, перед процессами холодной деформации и в качестве самостоятельной защиты металлов от коррозии.

Известен способ получения цинкнитратфосфатного концентрата (патент РФ №2110476), включающий смешение цинксодержащего сырья с фосфор- и азотсодержащим сырьем, отличающийся тем, что в качестве цинк- и фосфорсодержащего сырья используют водный раствор монофосфата цинка при следующем соотношении компонентов Zn²⁺:P₂O₅=(1-1,25):(3,75-5,0), в качестве цинк- и азотсодержащего сырья используют водный раствор нитрата цинка при следующем соотношении компонентов Zn²⁺:NO₃ ^-=(1,0-1,79):(3,07-3,6), в качестве фосфор- и азотсодержащего сырья используют азотно-кислотную вытяжку апатитового концентрата при следующем соотношении компонентов P₂O₅:NO₃ ^-=(1,0-1,15):(3,0-4,62) при температуре реакционной смеси 40-50°С.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ (патент РФ №2111919) получения цинкнитратфосфатного концентрата путем смешения и обработки цинксодержащего сырья фосфат и нитрат содержащими реагентами. В качестве фосфатсодержащего реагента используется монофосфат цинка при следующем соотношении компонентов: Zn:P₂O₅:H₂O=(0,85-1,0):(5,75-7,67):(1,33-3,4). В качестве нитратсодержащего реагента используют нитрат цинка при следующем соотношении компонентов: Zn:NO₃:H₂O=(0,75-1,25):(4,1-4,8):(3,94-5,15). В качестве модифицирующей добавки используется никель в количестве 0,35-0,75 вес.%.

Недостатком данного способа получения концентрата является:

- низкая производительность;

- высокая себестоимость фосфатирующего концентрата;

- содержание вредных веществ в сточных водах (в частности Ni²⁺);

- температура реакционной смеси 40°С.

Задачей данного изобретения является создание такого способа получения фосконцентратов, при котором сокращается время получения фосконцентратов, снижается температура реакционной смеси, расширяется сырьевая база для производства фосконцентратов, снижается их себестоимость, улучшаются условия труда.

Поставленная задача решается смешением фосфат- и цинкнитратсодержащих реагентов, причем в качестве цинкнитратсодержащего сырья используется водный раствор нитрата цинка при следующем соотношении компонентов Zn²⁺:NO₃ ^-:H₂O=(1-1,27):(2,53-2,98):(3,94-5.02), а в качестве фосфатсодержащего сырья используются фосфаты аммония при следующем соотношении компонентов NH₃:P₂O₅=0,6:2,57 в количестве 70-100% от общего значения Р₂О₅ в концентрате и фосфорная кислота от 0 до 30% от общего значения P₂O₅ в концентрате.

Ниже приводятся примеры, подтверждающие получение цинкнитратфосфатных концентратов Фоскон 35М, Фоскон 35КМ, Фоскон 12АМ заявляемым способом.

Пример 1.

В реактор объемом 10 м³ подают расчетное количество воды (983 л) и нитрата цинка (7208 кг) с соотношением компонентов Zn:NO₃ ^-:Н₂О=1,0:2,53:5,02.

Включают перемешивающее устройство и засыпают 910 кг (100% P₂O₅) фосфата аммония при следующем соотношении компонентов NH₃:P₂O₅=0,6:2,57.

Время приготовления фосконцентрата 1 час.

Производительность 1000 кг концентрата/час м³

Температура реакционной смеси 18-25°С.

Готовый продукт полностью соответствует ТУ 2149-205-10964029-2004 с изм. 1-2 на концентрат фосфатирующий Фоскон 35М.

Пример 2.

В реактор объемом 10 м³ подают расчетное количество нитрата цинка (7056 кг) с соотношением компонентов Zn:NO₃ ^-:Н₂О=1,14:2,74:4,51.

Включают перемешивающее устройство и засыпают 1776 кг (85% P₂O₅) фосфата аммония при следующем соотношении компонентов NH₃:P₂O₅=0,6:2,57, подают 368 кг (15% P₂O₅) фосфорной кислоты.

Время приготовления фосконцентрата 1,25 часа.

Производительность 800 кг концентрата/час м³

Температура реакционной смеси 18-27°С.

Готовый продукт полностью соответствует ТУ 2149-205-10964029-2004 с изм. 1-2 на концентрат фосфатирующий Фоскон 35КМ.

Пример 3.

В реактор объемом 10 м³ подают расчетное количество воды (1432,2 л) и нитрата цинка (5254,5 кг) с соотношением компонентов Zn:NO₃ ^-:Н₂О=1,27:2,98:3,94.

Включают перемешивающее устройство и засыпают 1748,4 кг (70% P₂O₅) фосфата аммония при следующем соотношении компонентов NH₃:P₂O₅=0,6:2,57, подают 864,9 кг (30% P₂O₅) фосфорной кислоты.

Время приготовления фосконцентрата 1,5 часа

Производительность 666,7 кг концентрата/час м³

Температура реакционной смеси 18-27°С.

Готовый продукт полностью соответствует ТУ 2149-109-10964029-2003 с изм.1 на концентрат фосфатирующий Фоскон 12АМ.

Пример по прототипу.

В реактор объемом 10 м³ вводят 3573 л монофосфата цинка при соотношении компонентов Zn:P₂O₅:H₂O=1,0:7,67:1,33. Включают перемешивание и подают в реактор 1458 л нитрата цинка при следующем соотношении компонентов Zn:NO₃:H₂O=1,25:4,81:3,94.

Далее в реактор закачивают оставшееся количество воды (351 л) и оксида цинка (153 кг). Перемешивают 0,5 часа и вводят в реакционную смесь t=40°С модифицирующие добавки, в частности никель в количестве 99 кг и технический хлорат натрия в количестве 553 л.

Время перемешивания до полного приготовления фосконцентрата 1,7 часа.

Производительность 588 кг концентрата/час м³.

Анализ выделяющихся газов показал отсутствие окислов азота.

Предлагаемое изобретение позволяет:

1. Увеличить производительность труда.

2. Снизить себестоимость концентратов.

3. Расширить сырьевую базу.

4. Обеспечить безопасные условия производства и улучшить условия труда.

Способ получения цинкнитратфосфатного концентрата, включающий смешение фосфат- и цинкнитратсодержащих реагентов, отличающийся тем, что в качестве цинкнитратсодержащего сырья используется водный раствор нитрата цинка при соотношении компонентов Zn²⁺:NO₃ ^-:H₂O=(1-1,27):(2,53-2,98):(3,94-5,02), а в качестве фосфатсодержащего сырья используются фосфаты аммония при соотношении компонентов NH₃:P₂O₅=0,6:2,57 в количестве 70-100% от общего значения P₂O₅ в концентрате и фосфорная кислота от 0 до 30% от общего значения P₂O₅ в концентрате.

Изобретение относится к химической поверхностной обработке металлических материалов и формированию на их поверхности металлозащитных покрытий для защиты от коррозии.

Раствор для холодного фосфатирования стальной арматуры // 2370569

Изобретение относится к средству антикоррозионной защиты стальной арматуры, используемой в производстве железобетонных изделий и конструкций. .

Композиция для обработки металлической поверхности // 2299267

Изобретение относится к составам для химической обработки поверхности металла, предотвращающим коррозию металла и предназначенным для подготовки поверхности металла к нанесению лакокрасочных покрытий без предварительного удаления продуктов коррозии.

Композиция для получения защитного фосфатного покрытия и корректирующий состав для нее // 2261291

Изобретение относится к составам для получения защитного фосфатного покрытия, используемым для подготовки поверхностей металлических изделий и конструкций, и может быть использовано перед окраской в металлообрабатывающей и машиностроительной промышленности.

Способ фосфатирования металлической поверхности // 2210624

Изобретение относится к химической обработке поверхности металла, в частности к составам для обработки поверхности металла на основе железа и оцинкованной стали, которые особенно пригодны для обработки изделий, имеющих сложные конфигурации поверхности, такие как кузова автомобилей, перед нанесением лакокрасочных покрытий (ЛКП).

Раствор для одновременного обезжиривания и фосфатирования // 2194799

Изобретение относится к химическим методам обработки металла, в частности к составам, предназначенным для обработки изделий, имеющих сложные конфигурации. .

Способ получения покрытия для защиты от коррозии стальных деталей // 2177055

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам получения покрытий для защиты от коррозии стальных деталей. .

Способ подготовки поверхности проволоки перед сухим волочением // 2170285

Изобретение относится к области подготовки поверхности высокоуглеродистой проволоки перед сухим волочением с применением фосфатирования и может быть использовано в металлургической промышленности, а также машиностроении при производстве проволоки, калиброванного металла и деталей машин.

Композиция для обработки металлической поверхности // 2120495

Состав концентрата для получения водного раствора для нанесения покрытия для обработки металлических поверхностей, водный раствор для нанесения фосфатного покрытия кристаллической структуры на металлическую поверхность, способ фосфатирования металлической поверхности и пополняющий состав для добавления к раствору для нанесения покрытия // 2109845

Металлический лист, способ изготовления металлического листа, водный раствор, применение водного раствора, концентрат для изготовления раствора, применение металлического листа // 2343223

Изобретение относится к изготовлению покрытого смазочным материалом металлического листа для получения посредством деформации металлических тел с пониженным коэффициентом трения и улучшенными трибологическими свойствами.

Состав для фосфатирования металлической поверхности // 2335578

Изобретение относится к химической обработке стальной поверхности, в частности к составам для фосфатирования, и может быть использовано для получения антикоррозионного покрытия изделий в металлургии, машиностроении, коммунальном хозяйстве, на ремонтных предприятиях, например для обработки труб и сортового проката.

Кондиционирование поверхности перед химической конверсионной обработкой стальной детали // 2333292

Изобретение относится к обработке стальных деталей перед фосфатной химической конверсионной обработкой. .

Способ нанесения конверсионного покрытия на детали из алюминия и его сплавов // 2333291

Изобретение относится к способу нанесения конверсионного покрытия на детали из алюминия и его сплавов и может быть использовано в радиотехнической промышленности, приборостроении, авиационной промышленности.

Способ нанесения конверсионного покрытия на детали из алюминия и его сплавов // 2320773

Способ получения фосфатного покрытия на стальной поверхности // 2296183

Изобретение относится к поверхностной обработке металлического материала и может быть использовано в машиностроении, металлургии для получения фосфатного покрытия для защиты металлов от коррозии.

Концентрат для получения защитного марганец-фосфатного покрытия и корректирующий состав для него // 2213803

Изобретение относится к составам, используемым для получения защитных марганец-фосфатных покрытий толщиной не более 5 мкм на стальных и чугунных поверхностях, эксплуатируемых в условиях трения.

Раствор для одновременного травления и фосфатирования углеродистых сталей // 2162487

Изобретение относится к химической обработке металлов, в частности к травлению поверхности углеродистой термообработанной стали с целью удаления окалины и защиты поверхности в металлургической промышленности, метизном производстве, машиностроении и других производствах.

Состав для защиты от коррозии металлических поверхностей из черных металлов // 2160324

Изобретение относится к химии, нефтехимии, защите металлов от коррозии и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях промышленности.

Композиция для получения защитного фосфатного покрытия и корректирующий состав для нее // 2096522

Изобретение относится к составам для получения фосфатного покрытия и позволяет обеспечить стабильность свойств покрытия со структурой фосфофилита, высокую коррозионную стойкость при минимальном расходе химикатов.

Способ переработки отходов селенида цинка // 2376242

Изобретение относится к неорганической химии и касается разработки способа переработки отходов селенида цинка, образующихся при изготовлении материалов в полупроводниковой технике.