способ получения цинкнитратфосфатного концентрата

Формула изобретения

Способ получения цинкнитратфосфатного концентрата, включающий подачу водной суспензии оксида цинка в соотношении ZnO : H₂O = 1 : 1 - 3 в смесь фосфорной и азотной кислот, отличающийся тем, что суспензию технического оксида цинка подают со скоростью 20 - 110 кг ZnO/ч м³, и полученный продукт выдерживают в течение 1 - 3 ч и отделяют от примесей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению концентрата фосфатирования, применяемого в автомобильной, машиностроительной, метизно-металлургической и других отраслях промышленности для нанесения фосфатного слоя перед операциями окраски, лакирования, волочением и в качестве самостоятельной защиты металлов от коррозии.

Известен способ получения фосфатирующего концентрата (1), включающий в себя смешение термообработанного цинксодержащего отхода вискозного производства с фторидом аммония при массовом соотношении 1:0,633 - 0,693, вторичную термообработку при 450 - 540^oC, разложение его сначала в фосфорной кислоте с последующим отделением осадка путем фильтрации, затем обработку фильтрата азотной кислотой в количестве, обеспечивающем соотношение 1:0,13 - 0,16.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения цинкнитратфосфатного концентрата, заключающийся в растворении водной суспензии окиси цинка в смеси фосфорной и азотной кислот.

Способ осуществляется следующим образом: осуществляют приготовление смеси фосфорной и азотной кислот, приготовление водной суспензии окиси цинка с соотношением ZnO:H₂O = 1:1 - 3, при этом скорость ввода суспензии окиси цинка в смесь кислот 104 - 150 кг ZnO/м³ч, температура процесса 50 - 60^oC регулируется скоростью подачи суспензии.

Недостатком известного способа получения цинкнитратфосфатного концентрата являются потери нитратов при использовании технической окиси цинка, содержащей примеси.

Целью изобретения является предотвращение потерь нитратов.

Цель достигается описываемым способом получения цинкнитратфосфатного концентрата, включающим растворение водной суспензии технической окиси цинка с соотношением ZnO:H₂O = 1:1 - 3 в смеси фосфорной и азотной кислот.

Отличиями способа являются изменение скорости подачи суспензии окиси цинка 20 - 110 кг ZnO/м³ч, выдержка продукции при перемешивании в течение 1 - 3 ч и фильтрация.

Сущность способа состоит в том, что изменение скорости ввода и выдержка продукта при перемешивании позволяет предотвратить потери нитратов при получении фосфатирующих концентратов на технической окиси цинка. Фильтрация позволяет отделить примеси, содержащиеся в окиси цинка.

Пример 20 (см. таблицу). В смесь фосфорной и азотной кислот, содержащую 2760 кг 75%-ной H₃PO₄ и 1093 кг 56%-ной HNO₃, находящуюся в реакторе емкостью 6 м³ при 55^oC и механическом перемешивании подают водную суспензию окиси цинка в весовом соотношении ZnO:H₂O = 1:2,52 (содержание ZnO 1026 кг, воды 2577 кг) со скоростью 80 кг ZnO/м³ч. Смесь выдерживают при перемешивании в течение 2 ч и фильтруют.

Получают цинкнитратфосфатный концентрат следующего состава, мас.%:

Цинк в пересчете на Zn²⁺ - 11

Фосфаты в пересчете на P₂O₅ - 20

Нитраты в пересчете на NO₃ - 8

Продукт соответствует требованиям ТУ 113-08-620-87 на фосфатирующий концентрат КФ-1.

В таблице приведено обоснование выбранных интервалов параметров процесса для получения цинкнитратфосфатных концентратов.

При увеличении соотношения ZnO:H₂O в суспензии (пример 4) увеличивается ее вязкость, что делает ее нетехнологичной, при этом ухудшается качество продукта и возникают потери нитратов в количестве 10 - 20%.

При уменьшении соотношения ZnO:H₂O в суспензии (пример 8) снижается концентрация основных компонентов и ухудшается качество продукта.

Увеличение скорости ввода суспензии окиси цинка выше предлагаемых пределов (пример 13) и уменьшение выдержки продукта (пример 14) приводят к потерям нитратов в количестве 20 - 30% и ухудшению качества продукта.

Уменьшение скорости подачи суспензии окиси цинка (пример 9) и увеличение выдержки продукта (пример 18) за предлагаемые пределы уменьшают экономичность процесса из-за увеличения его продолжительности.

Предлагаемый способ получения цинкнитратфосфатных концентратов позволяет предотвратить потери нитратов при использовании в производстве фосфатирующих концентратов технической окиси цинка, содержащей примеси, до 5%.