Способ получения галогенидов щелочных и щелочноземельных металлов Советский патент 1982 года по МПК C01B9/06 

1

Изобретение относится к технологии минеральных солей и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ получения йодидов щелочных металлов путем взаимодействия в водной среде при нагревании йода, гидроокиси щелочного металла и муравьиной кислоты, в котором для сокращения продолжительности процесса муравьиную кислоту вводят в количестве 95-100% от стехиометрически необходимого количества и дополнительно вводят серную кислоту до рН 1-3 с последующим введением железной стружки, кипячением раствора, обра откой его гидроокисью бария и гидроокисью щелочного металла до рН 9-10, отделением твердой- фазы, упариванием раствора и кристаллизацией целевого продукта с выделением кристаллов LI

Однако этот способ характеризуется недостаточно высокой скоростью процесса.

Наиболее близким к предлагаемому

5 по технической сущности и достигаемому результату является способ получения бромидов щелочных и щелочноземельных металлов, включающий взаимодействие брома, восстановителя 10 алюминия и воды в присутствии катализатора - галогенида галия, взятого в количестве 0,005-0,00001% от массы реагентов, отделение избытка алюминия от раствора, нейтрализацию

15 раствора гидроокисью соответствующего металла, отделение осадка гидроокиси алюминия фильтрацией с последующей промывкой осадка, упариванием раствора и выделением из него про- .

° дукта в кристаллическом виде 2.

Недостатком этого способа является низкая скорость процесса при получении йодидов металлов, время ДО начала реакции (индукционный период; 65 мин, производительность реактора на стадии взаимодействия по иоду 0,09 кг/ч, производительность на стадии нейтрализации по гидроокиси соответствующего металла 0,016 кг/ч, производительность стадии фильтрации с учетом времени про мывки осадка 0,011 кг/ч. Цель изобретения - повышение скорости процесса при получении иод дов металлов. Поставленная цель достигает- . ся тем, что согласно способу получения галогенидов щелочных и щелочноземельных металлов, заключающемуся во взаимодействии галогена, восстановителя - алюминия и воды в присутствии катализатора - галогени да галия, отделении избытка алюмини от раствора, нейтрализации раствора гидроокисью соответствующего металла, отделения осадка гидрюокиси алю миния фильтрацией с последующей промывкой осадка, упариванием раствора и выделением из него продукта в кристаллическом виде, взаимодействие осуществляют с введением иодида соответствующего металла в количестве 2-6% от массы исходных реагентов. Пример 1 (известный). Пол чение иодида лития. В стеклянный реактор с мешалкой загружают 0,6 кг воды и 0,0388 кг Гранулированного алюминия и 2,5 мг иодида галлия, что составляет 0,ОООА от массы загруженных компонентов. Затем в реактор загружают 0,098 кг кристаллического.йода при 22°С. Через 65 мин начинается реакция между йодом и алюминием. При 4 этом температура реакционной массы повышается, поэтому реактор охлаждают водой, чтобы во время синтеза температура не превышала 60°С. Порциями по 0,05 кг в течение ,5 ч загружают еще 0,3 кг йода, затем температуру поднимают до 80-95°С и горячий раствор фильтруют от избытка алюминия в реактор нейтрализации. В реактор нейтрализации дозируют при охлаждении 0,738 кг 10 -ного раствора гидроокиси лития со скоростью 0,016 кг/ч до рН 7,0-7,2 при непрерывном перемешивании. Содержимое реактора выдерживают 1-2 ч для отстаивания гидроокиси алюминия. Осветленный раствор декантируют. Гидроокись алюминия отфильтровывают и промывают в 2-4 приема по 0,010,03 кг дистиллированной водой. Затем осадок промывают до отсутствия, в промывных водах йодидов. Отмытый осадок сушат при 90-100°С в сушильном шкафу. Раствориодида лития упаривают и выделяют йодид лития известными приемами. Получают 0,0б73 кг гидроокиси алюминия с выходом 86,2 и 0,38 кг иодида лития с выходом 95,6. Пример 2 . Процесс ведут как описано в примере 1. После загрузки воды и алюминия в реактор загруж т йодид лития, а затем порциями по 0,05 кг загружают йод. Полученный йодид лития соответствует по МРТУ 6-09-3293-66 квалификации чистый. В табл,1 приведены результаты опытов, показывающие влияние введения в реакционную смесь иодида лития на скорость процесса. Таблица 1

Загружено алюминия,

кг0,0388 0,035 0,0332 0,033 Загружено 100%-ного йода, кг0,398 0,392 Загружено водь, кг 0,6

0,03 0,033 0,389 0,389 0,389 0,389 0,6 0,6

Загружено йодида

галлия, ,5

2,52,5 Подано гидроокиси лития на нейтрализацию, в пересчете 0,0738 0,0735 на , кг

30

20 Получено йодида лития, в пересчете 0,38t 0,390 на 100%-ный, кг Получено гидроокиси алюминия, в пересчете на , кг 0,0673 0,0695

Время до начала реакции (индукци 5онный период), мин 65. Выход йодида лития, %95,6 97,2

Выход гидроокиси

86,2 89,1 91,8 алюминия, % Производительность реактора синтеза 0,11 по йоду, кг/ч Прои звОдител ьност ь на стадии нейтрализации по гидро0,0160,02 окиси лития, кг/ц Производител ьност ь стадии фильтрации с учетом времени промывки осадка, 0,0110,012 кг/ч

Продолжение табл. 1

2,52,5

2,5

20

15

15

15

10

92,5 92,5 92,5 0,0731 0,073 0,0729 0,073 0,39 0,39 0,39 0,393 0,0708 0,0721 0,0721 0,0721 98,0 98,0 98,0 97,9 0,1350,1|0,Й2 0, 0,0250,030,031 0,031 0,ОЙ0,0160,016 0,016

79 32008

Из табл.. 1 видно, -что время син- Пример 3 . Процесс ведут, теза при .введении в реакционную смесь как описано в .примере 3 В реактор иодида лития сокращается, а скорость вводят 0,000«% катализатора и k% процесса возрастает. Введение более иодида металла от массы загруженных 6% иодида лития не вызывает улучше- s реагентов. Нейтрализацию ведут гидния технико-экономических показателей роокисями соответствующих металлов, процесса, а некоторые даже снижает.. взятыми в виде 10%-ных растворов или Введение.менее 2% иодида лития зна- взвесей в воде, чительно снижает скорость процес- В табл. 2 приведены данные для а. 0 синтеза различных йодидов металлов.

Загрузка 100%-ного алюминия, кг 0,033

0,033 Загрузка 100%-ного йода, кг0,389 0,389

Загрузка воды, кг

0,7

0,7 Подано на нейтрализацию гидроокиси металла, в пересчете на 100%-ную, 0,178

Потери реагентов, % Избыток алюминия, % от теоретически необходимого15 Выход, в расчете на про.дукты, кг иодида ме0, таллаО, гидроокиси 0,717 алюминия 0,072 9В 98 92,5 92

iТаблица2

0,033 0,033

0,033 0,033

0,85

0,8

0,6

0,7

98 92

98 92

97 93 0,389 . 0,389 0,389 0,389 0, 0,113 0,089 0,10 0,667 0,588 (),6Й 0, 0,072 0,0715 0,0725 0,0716