Способ получения бромидов щелочных и щелочноземельных металлов Советский патент 1981 года по МПК C01B9/04 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к технологии получения бромидов щелочных и щелочноземельных металлов, ислользуемых в химической промышленности, холодильной технике и т.д.

Известен способ получения бромидов металлов путем взаимодействия брома с окислами, гидроокисями или карбонатами соответствующих металлов л присутствии восстановителя и воды, б качестве восстановителя используют вещества, дающие при окислении газы и/или воду 1.

Недостатком этого способа является невысокий выход продукта.

Известен также способ получения бромидов металлов путем взаимодействия бюма с металлическим алюминием, взятым в количестве 1,25-1,35 от стехиометрии, в водном растворе при 50-95 С. Полученный раствор бромида алюминия обрабатывают гидроокисью соответствующего металла. Образующийся осадок гидроокиси алюминия отделяют от раствора, который, упаривают с последующим выделением целевого продукта 21, .

Недостатками известного способа являются невысокнй выход продукта.

а также его сложность ввиду необходимости предварительного нагревания водного раствора до температурил взаимодействия, на что затрачивается до 170 млн Дж на 1 т продукта.

Цель изобретения - .повьаиение выхода продукта и упрощение способа.

Поставленная цель достнгается тем, что процесс взаимодействия бро10ма и алюминия ведут в присутствии бромида галлия.

При этом бромид галлия подают на взаимодействие в количестве 0,005|е 0,00001% от веса реагентов.

При введении бромида галлия в количестве, меньшем чем , положительный эффект не получают, а при введении больше 0,005t снижается выход продукта.

20

Пример 1. В реактор загружают воду, в ней растворяют катализатор - бромид галлия в количестве 0,0001%. В реактор загружают 54 кг гранулированного гшюминия, затем дозируют 400 кг элементарного брома по 85 кг/ч. Температура во время синтеза 15-25 с. Реактор охлаждают водой, подаваемой в рубашку, в конце .. синтеза охлаждение уменьшгиот для

подъема температуры до вО-ЭО С, при которой за 15-10 мин раствор обесцвечивается до полного отсутствия свободного брома. Горячий раствор фильтруют в реактор для нейтрализации.

В реактор-нейтрализатор из сбориика дозируют 1190 кг 10%-ного раствора гидроокиси лития со скоростью 17-19 л/ч при непрерывном перемешивании при 80-90°С. После полной нейтрализации раствора, что определяют по рН 7,0-7,1, выключают мешалку и содержимое реактора выдерживают 1-2 ч для отстаивания гидроокиси алюминия. Осветленный раствор декантируют и фильтруют, осадок переносят на фильтр и отделяют раствор. Осадок на фильтре промывают в 3 приема по 20-30 л дистиллированной водой, а затем отмывают от бромидов до отсутствия их в промывных водах. Отмытый осадок сушат при 90-100с.

Выход гидроокиси алюминия 119 кг с содержанием основного вещества 117,7 кг (90,5% от теоретического). Раствор бромида лития упаривают до температуры кипения 17бс, охлаждают до 20-30°С, отделяют криста-чпы ди - гидрата бромистого лития на центрифуге и сушат. Выход целевого продукта 613 кг с содержанием основного вещества 601,5 кг (97,8% от теоретического) . Маточники и промывные воды возвращают в цикл. Избыток алюминия от теоретического составляет 20%. Потери,%: алюминия 9 брома 2,2; гидроокиси лития 1,4, Расход катализатора на 1000 кг загрузки реактора 1г.

Пример 2.В лабораторный реактор с мешалкой загружают 450 мл воды,- содержащей 1 мг бромида галлия по МРТУ 6-09-3098-66, и 54 г гранулированного алюминия. В реактор дозируют 400 г элементарного брома по 85 г/ч-при температуре синтеза 15-25°С. Реакторохлаждают. В конце синтеза охлаждение уменьшают и температуру в реакторе поднимают до 80-90с. При 80-90 С раствор бромистого алюминия в реакторе за 10-15 мин обесцвечивается. Горячий раствор фильтруют в колбу, куда при перемешивании вводят 1,2 г раствора гидроокиси лития, содержащего 119 г основного вещества. При дост жении рН 7,0-7,1 нейтрализацию заканчивают, горячий раствор фильтруют на нутч-фильтре, три раза промывазот по 20-30 мп воды, а раствор Сромида лития упаривают до температуры кипения 170с, охлаждают до , отделяют кристаллы и сушат.

Получают 615 г дигидрата бромида лития квалификации чистый по МРТУ 6-09-4596-67; содержание основного вещества 602 г выход 97,9% от теоретического.

Осадок гидроокиси алюминия на фильтре отмывают водой до отсутствия бромидов в промывных водах и сушат при . Выход гидроокиси алюминия 120 г; содержание основного вещества 118 г (90,8% от теоретического) ; избыток алюминия - 20% от теоретического расхода. Потери,%: алюминия 8,7; брома 2,2; гидроокиси лития 1,5. Концентрация катализатора в реакционной смеси 0,0001%.

Примерз. Процесс ведут, ка описано в примере 2. Загрузка катализатора 0,001%, алюминия 52 г, брома 400 г со скоростью 88 г/ч при 20С В конце синтеза за 9 мин при 87°С раствор обесцвечивается до отсутствия свободного брома. Нейтрализацию раствора ведут со скоростью 18 г/ч, дозируют 500 г раствора едкого натра содержащего 201 г основного вещества. При рН 7 нейтрализацию заканчивают, раствор фильтруют и упаривают, кристаллы отделяют и сушат. Получают 508 г бромистого натрия, содержащего 504,7 г основного вещества; выход 98% от теоретического; выход гидроокиси алюминия 92% от теоретического или 119,6 г. Потери,%: алюминия 8; брома 2; едкого натра 1,5.

Пример 4. Процесс ведут, ка описано в примере 2. Загрузка катализатора 0,0005%, алюминия 52 г (избыток 15%), брома 400 г со скоростью 87 г/ч при 21°С. Нейтрализацию ведут 2 л раствора, содержащего 743 г гидроокиси цезия,.до рН 7,1. Раствор фильтруют и упаривают, кристаллы отделяют и сушат. Получают 1050 г бромистого цезия с содержанием основного вещества 1040 г; выход 97,7% от теоретического. Выход гидроокиси алюминия 119 г или 91,5% от теоретического. Потери,%: алюминия 8,5, брома 2,3, гидроокиси цезия 1,4.

Пример 5. Процесс ведут,как описано в примере 2. Загрузка воды 450 мя, катализатора 0,00001%, брома 400 г со скоростью 85 г/ч при 18с. Нейтрализацию ведут 600 г раствора, содержащего 281,5 г гидроокиси калия до рН 7,1. Раствор упаривают до температуры кипения 117°С, охлаждают до , кристаллы отделяют и сушат. Получгиот 586 г бромистого калия с содержанием основного вещества 582,5 выход 97,9% от теоретического.

Загрузка алюминия в реактор 54 г; избыток от теоретического 0%; выход гидроокиси алюминия 116,3 г или 91% от теоретического. Потери,: алюминия 9; брома 2,1; гидроокиси калия 1,5.

Пример 6. Процесс ведут,как описано в примере 2. Загрузка в реактор воды 450 мл, катализатора 0,0001% от веса реагентов, брома 400 г со скоростью 8Ь г/ч при . Нейтрализацию ведут со скоростью 17 МП/ч суспензией, содержащей 425 гидроокиси бария в 4 л воды, до рН 7,2. Раствор упаривают и выделяют дигидрат в количестве 820 г с содер нием основного вещества 814,6 г, чт соответствует выходу 97,8%. 3 Ba(OH)j + 6 HjO f 2 ЛИ +3Bi;j 2 леСОНИ + 3 ВаВг,, 2 Н/ ОЗагрузка алюминия в реактор 54 r избыток от теоретических необходи мого 20%; выход гидроокиси алюминия 119,5 г или 92% от теоретического. Потери,%: алюминия 8; брома 2,2; щелочи ( гидроокиси бария) 1,5. П р И м е р 7. Процесс ведут, как описано в примере 2. Загрузка реагента в -реактор, чтО1:и:.в примере б. Нейтрализацию ведут ;суспенз1ней. гидроокиси кальция.. Концентрация : . гидроокиси кальция в суспензии 10%, содержание основного вещества 184 г Получают готовый продукт путем упаривания раствора до содержания воды отвечающего гексагидрату. Затем пла готового продукта охлаждают и дробя Получают 770 г плава, содержащего 754 г основного вещества. Готовый продукт соответствует бромистому кальцию, выход 97,9%.Выход гидроокиси алюминия 119,2 г или 91,7%. Потери,%: алюминия 8,3; брома 2,1; щелочи 1,4. Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить потери брома с 3,1 до 2,0-2,3%, щелочи с 1,6-2,0 до 1,4-1,5%, алюминия с 11-12 до 8-9%; увеличить выход гидроокиси алюминия с 88-89 до 90-92%; сократить избыток применяемого алюминия с 1,25-1,35 до 1,15-1,20 эквивалента по сравнению с теоретическим расходом; повысить производительнсють реактора синтс за по брому с 76-77 до 85-88 кг/ч; уменьшить энергопотребление процесса на 150-170 млн, Дж на1 т целевого продукта. Формула изобретения . ; , , 1. Способ получения бромидов щелочных и щелочноземельных металлов, включающий взаимодействие брома и металлического алюминия в водном растворе, обработку .полученного раствора бромида ал оминия гидроокисью, 99° Х ® ° металла,отделени1е-% е а| Й ; Г4 дроокиси алюминия с прслбду1р1ф1 у1 Упариванием раствора и выделением; .из Него целевого продукта, р: т-л. И;-ч а ю щ и и с я тем, чтр/с целью повышения выхода и упрощения способа за счет исключения предварительного нагревания водного раствора, процесс взаимодействия брома и алюминия ведут « присутствии бромида галлия. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющийся тем, что бромид галлия подают на взаимодействие в количестве 0,005-0,00001% от веса реагентов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент СССР 8215, кл. С 01 В 9/04, 1928, 2.Авторское свидетельство СССР 512992, кл. С 01 В 9/04, 1974.