СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УКСУСНОКИСЛОГО КОБАЛЬТА Советский патент 1995 года по МПК C07C53/10 C07C51/41 

Изобретение относится к получению солей карбоновых кислот реактивных квалификаций.

Известен способ получения солей низших алифатических карбоновых кислот путем взаимодействия металла с карбоновой кислотой в присутствии окислителя (озона). Недостатком этого способа является необходимость создания дополнительной установки для получения озона, что усложняет и удорожает производство.

Известен способ получения уксуснокислого кобальта, заключающийся во взаимодействии гидроокиси, окиси, карбоната кобальта с уксусной кислотой при температуре Т 150-220^оС и давлении 5-25 атм. Недостатком этого способа является использование высоких давлений и температур, что требует сложного аппаратурного оформления.

Наиболее близок к предложенному способ получения уксуснокислого кобальта, заключающийся в растворении технического оксида кобальта СоО (II) полупродукта цветной металлургии в уксусной кислоте при соотношении Со²⁺:НАс 1: (2,20-2,29), очистке от примесей смесью диметилглиоксима и нафтеновой кислоты с последующей фильтрацией и кристаллизацией раствора. Способ обеспечивает получение ацетата кобальта реактивной квалификации при низкой себестоимости продукта, однако имеет существенный недостаток: использование органических комплексообразователей раздражающего действия вызывает аллергические реакции и ухудшает условия труда обслуживающего персонала.

Кроме того, способ не обеспечивает стабильных показателей качества продукта по содержанию нерастворимых в воде веществ.

Целью изобретения является исключение токсичных выделений в окружающую среду и улучшение условий труда за счет исключения из производства веществ органического происхождения.

Поставленная цель достигается путем растворения технического оксида кобальта (II) полупродукта металлургии в уксусной кислоте при массовом соотношении компонентов СО²⁺ HAc 1:(1,9-1,95) и нагревания, с последующей очисткой полученного раствора путем обработки его гидроксидом кобальта (II) при одновременном дополнительном введении оксида Со (II) в количестве 0,02 моль СоО (II) на 1 моль СО²⁺ в растворе, фильтрацией и выделением продукта кристаллизацией. Гидроксид кобальта (III) берут из расчета (1-1,2) моль Сo³⁺ на 1 моль примеси железа, содержащегося в растворе.

Предлагаемая совокупность признаков по сравнению с прототипом позволяет исключить применение органических комплексообразователей для очистки и сократить на стадии растворения расход уксусной кислоты.

Существенными отличиями являются: осуществление взаимодействия исходных компонентов при массовом соотношении Со²⁺ уксусная кислота 1:(1-90-1,95); проведение очистки полученного раствора ацетата кобальта путем одновременного введения гидроксида кобальта (III) и оксида Со (II), взятого в количестве 0,02 моль СоО на 1 моль Со²⁺ в растворе. Соотношение исходных реагентов обеспечивает получение раствора ацетата кобальта с рН (4,8-5,5). Введение в такой раствор одновременно оксида кобальта (II) и гидроксида кобальта (III), по-видимому, приводит к сложному взаимодействию ионов Fe²⁺, Ni²⁺, Co³⁺ с образованием основных ацетатов, гидроксидов железа (III), никеля (III) коллоидной степени дисперсности, которые осаждаются на оксиде кобальта (II) как на коллекторе.

Таким образом, обнаружено свойство гидроксида кобальта (III) в сочетании с оксидом кобальта (II) в предложенных условиях осуществлять эффективную очистку раствора от примесей железа, никеля, нерастворимых в воде веществ. Использование только гидроксида кобальта (III) не позволяет достичь нужного результата: образующиеся коллоидные осадки после фильтрации частично остаются в растворе и при кристаллизации связывают CoAc₂ в непрочные комплексы, загрязняя продукт.

Сущность предложенного способа иллюстрируется примерами. В опытах используют технический оксид кобальта полупродукт металлургии в соответствии с ТУ 48-0401-106/0-87, отвечающий следующим требованиям:
Массовая доля Со, не менее 74
Массовая доля Fe, не более 0,10
Массовая доля Ni, не более 0,25
П р и м е р 1. В лабораторный реактор, снабженный обратным холодильником, загружают 80 г оксида кобальта (II) полупродукта металлургии (содержание СО²⁺ составляет 78%), 410 мл дистиллированной воды и 120 г уксусной кислоты. Суспензию при перемешивании нагревают до 75-80^оС. Продолжительность синтеза 3,5 ч. В полученный раствор ацетата кобальта объемом 520 мл, содержащий 115 г/дм³ Со²⁺ и 14,2 г/дм³ свободной уксусной кислоты, добавляют 1 г оксида кобальта (II) и 0,08 г гидроксида кобальта (III) и выдерживают при перемешивании при 75-80^оС в течение 3,5 ч, после чего очищенный раствор отфильтровывают от нерастворимого остатка и подают на кристаллизацию. Масса выделенных кристаллов 98,7 м. Маточный раствор с содержанием Со²⁺, равном 70 г/дм³, возвращают в цикл на растворение.

Методика проведения примеров 2-11 аналогична, изменяется соотношение реагирующих компонентов на стадиях синтеза и очистки. Условия проведения опытов и полученные результаты представлены в таблице.

Оптимальным условием сохранения качества продукта при исключении использования органических комплексообразователей для очистки раствора является: осуществление взаимодействия исходных компонентов при массовом соотношении Со²⁺:уксусная кислота 1:(1,9-1,95); осуществление очистки путем введения гидроксида Со в количестве, близком к стехиометрическому отношению к примеси железа в растворе, молярное соотношение F²⁺:Co³⁺ 1:(1-1,2) и оксида кобальта в расчете 0,02 моль СоО (II) на 1 моль Со²⁺ в растворе.

При содержании уксусной кислоты более 1,95 кг на 1 кг Со количество свободной кислоты становится более 40 г/дм³, что делает невозможным очистку раствора от примеси железа (см. пример 5).

Пpи количестве уксусной кислоты, меньшем предложенного идет гидролиз соли, снижается выход целевого продукта и его качество (примеры 6, 7).

При количестве гидроксида кобальта меньшем чем 1 моль Со³⁺ на 1 моль железа в растворе, не достигается требуемая степень очистки (пример 7, 10). Введение избытка гидроксида кобальта нецелесообразно (пример 9, 11). При введении на стадии очистки оксида кобальта (II) в количестве менее 0,02 моль на 1 моль Со²⁺ в растворе снижается степень очистки от примесей никеля и железа (пример 2), введение большего количества СоО нецелесообразно (пример 3).

Таким образом, настоящий способ позволяет по сравнению с известным снизить расход уксусной кислоты на стадии растворения; исключить применение органических веществ раздражающего действия, предотвратить токсичные выделения и тем самым улучшить условия труда обслуживающего персонала; повысить качество продукта за счет снижения содержания примесей нерастворимых в воде веществ.

Сущность изобретения: продукт уксуснокислый кобальт БФ Co. Выход 95 96% Содержание основного вещества 99,7 100% Реагент 1: уксусная кислота. Реагент 2: технический оксид кобальта (II). Условия реакции: при нагревании, при массовом соотношении реагент 1: реагент 2 (1,9 1,95) 1 в присутствии гидроксида Со (III) и оксида кобальта (II). На 1 моль Fe в растворе берут 1,0
1,2 моль гидроксида Со (III). 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УКСУСНОКИСЛОГО КОБАЛЬТА взаимодействием полупродукта металлургии технического оксида кобальта (II) с уксусной кислотой при нагревании, включающий очистку, фильтрование и выделение целевого продукта кристаллизацией, отличающийся тем, что, с целью исключения токсичных выделений в окружающую среду, взаимодействие ведут при массовом отношении исходных компонентов Со²⁺ уксусная кислота 1 (1,9 1,95), а на стадии очистки в полученный раствор одновременно добавляют гидроксид СО (III), в количестве 1 1,2 моль на 1 моль Fe²⁺ в растворе и оксид кобальта (II) в количестве 0,02 моль СоО на 1 моль Со²⁺ в растворе.