147991. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ortofoszfát fényporok előállítására
Megjelent: 1961. február 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.991. SZÁM 22. f. OSZTÁLY — EE-646. ALAPSZÁM ^S7AG03 MOsz^ J lJ l A . * / SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Eljárás ortofoszfát fényporok előállítására Egyesült Izzólámpa és Villamossági B. T. Budapest Feltalálók: Lendvai Ödön vegyész, a Műszaki Fizikai Kutatóintézet tud. munkatársa és dr. Szabó János mérnök a Híradástechnikai Kutatóintézet munkatársa, budapesti lakosok A bejelentés napja: 1959. március 25. Találmányunk ortofoszfát fényporok előállítására vonatkozik. K. Butler 1953-ban ismertetett egy, a Ca^PO^ • Sn,. foszfor (fénypor) előállítására szolgáló módszert, melyben kiindulási anyagként szekunder foszfátot és karbonátot alkalmaz SnO aktiválással. (J. Elektrochem. Soc. 100 250. 1953.) Az előállítás során egy előizzítást (1040— 1200 C°) és egy aktiváló izzítást hajt végre (925— 1200 C°) nitrogén-hidrogén keverékben. Találmányunk a kalciumortofosztfát előállításának egy újfajta megoldását adja. Ezen megoldás lényege a kétértékű ónaktivátor beépítésének az eddigiektől eltérő módja. Találmányunk értelmében ugyanis a matrix kialakításának hőmérsékletén feloxidálódó ón iont nem formáló gázkeverékkel redukáljuk vissza, hanem olyan saját atmoszférát alakítunk ki, mely elvégzi a redukciót. Kísérleteink arra mutattak, hogy az ón négyértékű formában épül be a mátrixba, kétértékű formája nem lép be. Az aktivátort úgy választottuk meg, hogy annak termikus bomlása során ón (IV) vegyület keletkezzen, alacsonyabb hőfokon, míg a martix kialakulása után a magasabb hőmérsékleten keletkező bomlástermékek a már beépült ónt kétértékűvé redukálják. Erre a célra legmegfelelőbbnek a metilónsav (CH3S11OOH) mutatkozott. Bomláspontja alacsony hőmérsékleten van. (300—350°.) Termikus bomlása során SnO 2 keletkezik, mely könnyen beépül az alaprácsba. Megfelelő sebességgel emelve a hőmérsékletet szén, CO, és H2 szabadul fel, mely a beépült Sn (IV)-t Sn (Il)-ig redukálja, így a termikus adatok helyes megválasztásával külön gázatmoszféra nélkül is megoldottuk a szelektív redukciót. Eljárásunk lényegesen lecsökkenti az izzítás időtartamát (két kettő, illetve egy órás izzítás helyett egyetlen harminc perces hőkezelés) és kiküszöböli a formálógáz alkalmazását, mely a Butlerféle eljárást nehézkessé teszi. Az eredeti eljárásban ugyanis a redukció igen érzékeny a nitrogén H2 tartalmára. Az összetétel megváltozása vagy túlredukálást eredményez, (fém ónig) vagy csökkentve a hidrogéntartalmat, eredménytelenné teszi az aktiváló izzítást. Az előállított foszfor összetétele grammatomsúlyban kifejezve Ca 2,88 P (P04 ~ben) 2.00 Sn 0,005 A kiindulási anyagok más arányú megválasztásával azonban más összetételű foszforok is előállíthatók. Hasonlóképpen előállíthatók egyéb ortofoszfátok pl. kálciumcink- vagy stronciumcinkortofoszfátok is. A találmányunk szerinti eljárás példaképpeni változatait három példa kapcsán mutatjuk be, melyekre természetesen nem korlátozzuk magunkat. Az egyes példák a különböző kiindulási anyagok esetén követendő eljárást mutatják be. A példáknál az egyszerűség kedvéért mindenütt ónnal aktivált kálciumortofoszfát fénypor előállítását ismertetjük, de hasonlóképpen kell eljárni stronciumortofoszfát vagy földalkáli-cink-ortofoszfát előállításánál is. 1. példa: Kiindulási alapanyagként CaO-t, CaHP04-t, illetve CH3 SnOOH-t használtunk. 153 g előzetesen tisztított CaHP04 -t, 26,4 g tisztított CaO-t és 3,4 g CHaSnOOH-t homogenizálunk, majd 3 órán keresztül 100°-on szárítjuk. Szárítás után lefedett kvarctégelyben 900—1000 C°-ra előmelegített kályhába helyezzük és a hőmérsékletet 1500°-ra emelve félóráig ezen a hőmérsékleten tartjuk. 2. példa: Abban az esetben, ha CaC03-t használtunk kiindulási anyagként, a keletkező széndioxid eltávo-
