Способ получения фосфата цинка

(51) 01 25/26 (2010.01) 25 1/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Технический результат достигается способом получения фосфата цинка в водных растворах,содержащих фосфат-ионы, но в отличие от известного, фосфат цинка получают электролизом фосфорнокислого раствора при поляризации двух цинковых электродов промышленным переменным током с частотой 50 Гц при плотностях тока 1001500 А/м 2. При поляризации цинковых электродов промышленным переменным током происходит целенаправленное растворение металлических электродов и далее образование фосфата цинка. На процесс растворения цинковых электродов и на процесс формирования фосфата цинка оказывают влияние плотность тока и концентрация фосфорной кислоты. Наиболее оптимальными условиями являются плотность тока, равная 100-500 А/м 2 и концентрация кислоты - 4 моль/л.(72) Баешов Абдуали Баешович Битурсын Сауле Сериковна Баешова Ажар оспановна Сарбаева Гулнар(73) Учреждение Таразский инновационногуманитарный университет(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТА ЦИНКА(57) Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано для получения фосфата цинка. Задачей изобретения является разработка электрохимического способа получения фосфата цинка. Техническим результатом является упрощение и удешевление процесса получения фосфата цинка, а также улучшение условий труда. током с частотой 50 Гц при плотностях тока 1001500 А/м 2. При поляризации цинковых электродов переменным током в фосфатном растворе цинк растворяется в анодном полупериоде с образованием ионов-22(1) Ионы цинка в растворе сразу же взаимодействуют с фосфат-ионами в приэлектродном пространстве, образуя фосфат цинка 323(О 4)2 (2) Фосфат цинка плохо растворяется в воде,произведение растворимости его П(3(О 4)29,110-33,поэтому сразу происходит его формирование в виде осадка. В катодном полупериоде переменного тока на цинковых электродах выделяется водород 2 Н 2 еН 2(3) Обратное восстановление ионов цинка не происходит,т.к. цинк является более электроотрицательным элементом, чем водород(- 0,76 В). Таким образом, при поляризации цинковых электродов промышленным переменным током происходит целенаправленное растворение металлических электродов и далее образование фосфата цинка. Пример Электролиз ведут в электролизере объемом 50 мл без разделения электродных пространств. Электролизер заполняют раствором фосфорной кислоты и погружают два цинковых электрода. Цинковые электроды поляризуют промышленным переменным током с частотой 50 Гц при различных плотностях тока и концентрациях фосфорной кислоты. По окончании опыта определяют скорость растворения цинка по убыли веса электрода. Осадок фосфата цинка фильтруют, промывают и сушат. В таблицах 1 и 2 приведены влияние плотности тока на электродах и концентрации фосфорной кислоты на скорость растворения цинка с образованием фосфата цинка. Таблица 1 Влияние плотности тока на электродах на скорость растворения цинка 20, 0,33 час, Н 3 РО 40,5 моль/л. 100 250 500 1000 1500 2000 Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано для получения фосфата цинка. Известен химический способ получения фосфата цинка /Карякин Ю.В., Ангелов А.А. Чистые химические реактивы. М. Химия, 1974, с.408. Сущность его заключается в следующем в раствор хлорида цинка приливают раствор 2 О 4 до полного осаждения фосфата цинка - 3(О 4)2. При этом протекает реакция 3242 О 43(О 4)2 622 О 4 Далее, не отфильтровывая осадка, в раствор добавляют ледяную уксусную кислоту до полного растворения осадка и полученный раствор кипятят несколько минут. Выпавшие кристаллы отсасывают на воронке Бюхнера, промывают небольшим количеством воды и сушат при 100 С. Известный способ получения фосфата цинка имеет следующие недостатки 1. Исходными продуктами являются хлорид цинка, гидрофосфат натрия и уксусная кислота - это достаточно дорогие и дефицитные реагенты. 2. Реакция протекает при высокой температуре(100 С и выше). 3. Полученный продукт - фосфат цинка загрязняется хлорид-ионами и ионами натрия, а промывка от данных ионов - дополнительная процедура, и она в целом усложняет процесс. 4. При кипении раствора атмосфера загрязняется парами, содержащими химические вещества, т.е. ухудшаются условия труда. Задачей изобретения является разработка электрохимического способа получения фосфата цинка. Техническим результатом является упрощение и удешевление процесса получения фосфата цинка, а также улучшение условий труда. Технический результат достигается способом получения фосфата цинка в водных растворах,содержащих фосфат-ионы, но в отличие от известного, фосфат цинка получают электролизом фосфорнокислого раствора при поляризации двух цинковых электродов промышленным переменным Как видно из таблицы 1, с повышением плотности тока скорость растворения цинка и,соответственно, скорость образования фосфата цинка растет. Но при повышении плотности тока до 2000 А/м 2 и выше, электролит нагревается. В этой связи оптимальной плотностью тока можно считать величину в пределах 100-1500 А/м 2. С увеличением концентрации фосфорной кислоты возрастает скорость растворения цинка Таблица 2 Влияние концентрации фосфорной кислоты на скорость растворения цинка С повышением концентрации закономерно повышается скорость растворения цинка и,соответственно, скорость образования фосфата цинка. Результаты рентгенофазового анализа свидетельствуют об образовании фосфата цинка 3(О 4)242 О. Следует отметить,что цинк,как электроотрицательный металл, растворяется в фосфорной кислоте, однако скорость растворения очень низкая. Например, в 0,5 М растворе фосфорной кислоты цинк растворяется со скоростью 50 г/м 2 час, а при поляризации переменным током при плотности тока 1500 А/м 2 скорость растворения металла составляет 480 г/м 2 час, т.е. скорость растворения цинка и скорость формирования фосфата цинка повышается более,чем в 9 раз. Таким образом, предложенный нами способ получения фосфата цинка по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами 1. Для получения фосфата цинка исходными материалами являются не дефицитные и дорогостоящие материалы, а металлический цинк в виде лома. 2. Реакция формирования фосфата цинка протекает при комнатной температуре, в этой связи процесс удешевляется и загрязнение атмосферы парами электролита не происходит, следовательно,улучшаются условия труда. 3. Электролиз проводят в растворе фосфорной кислоты и в качестве электродов используют металлический цинк, поэтому образуется чистый фосфат цинка и загрязнение его другими ионами не происходит,операция промывания осадка упрощается, улучшаются условия труда. 4. Скорость растворения цинка под действием переменного тока высокая, поэтому процесс в целом интенсифицируется. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения фосфата цинка в водных растворах содержащих фосфат-ионы,отличающийся тем, что фосфат цинка получают электролизом фосфорнокислого раствора при поляризации двух цинковых электродов промышленным переменным током с частотой 50 Гц при плотностях тока 100-1500 А/м 2.