Способ получения дигидрата оксалата никеля(ii)

Авторы патента:

C07C51/41 - получение солей карбоновых кислот конверсией кислот или их солей в соли с тем же остатком карбоновой кислоты (получение мыла C11D)

Владельцы патента RU 2362763:

Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения оксалата никеля (II) NiС₂O₄·2Н₂О, включающему приготовление реакционного водного раствора, содержащего никель (II), осаждение оксалата никеля, отделение осадка от раствора и его высушивание, в котором в качестве источника никеля используют растворы хлорида, нитрата, сульфата никеля, а в качестве реагента-осадителя используют анионит АВ-17-8 в оксалатной форме. Полученный продукт может применяться в промышленности для производства катализаторов, металлических пленок, полиметаллических сплавов, металлокерамических и ферромагнитных веществ, а также в производстве электровакуумных приборов. Способ позволяет получить целевой продукт высокой степени чистоты, не содержащий примесные анионы и катионы, что освобождает от необходимости длительной промывки полученного осадка. 6 табл.

Изобретение относится к области технологии производства неорганических соединений металлов, в частности солей никеля. Полученный продукт может применяться в промышленности для производства катализаторов, металлических пленок, полиметаллических сплавов, металлокерамических и ферромагнитных веществ, а также в производстве электровакуумных приборов.

Известны способы получения оксалата никеля (II) NiС₂O₄, основанные на реакциях гидроксида, карбоната или растворимой соли никеля с водным раствором щавелевой кислоты с последующей кристаллизацией продукта и его высушиванием при температуре 100°С (Реми Г. Курс неорганической химии, Т.2. - М.: Мир, 1974, с.315).

Недостатком способа является необходимость дополнительных затрат, связанных с отмывкой полученного продукта от примесных анионов (Cl^-, SO4^2-, и др.) и катионов (NH₄ ⁺, Na⁺ и др.), содержащихся в исходных растворах.

Известен способ получения оксалата никеля, включающий приготовление реакционного раствора, содержащего ионы никеля (II) и оксалат-ионы, кристаллизацию продукта, отделение осадка от раствора (Корниенко В.П. // Украинский химический журнал, 1957, Т.23, №2, с.159). Реакционный раствор готовят путем смешивания водного раствора сульфата никеля и водного раствора щавелевой кислоты при температуре 60-70°С, причем реагенты смешивают в количестве, обеспечивающем в реакционном растворе мольное соотношение никель (II):оксалат, равное 1,0:2,0. Способ основан на следующей реакции:

Недостатком способа является также необходимость дополнительных затрат, связанных с отмывкой продукта от примесных анионов и катионов.

Известен способ получения оксалата никеля (II) из отработанного раствора химического никелирования, включающий приготовление реакционно-водного раствора, содержащего ионы-никеля (II) и оксалат-ионы, кристаллизацию продукта из раствора, отделение осадка от раствора и высушивание осадка (Афонин Е.Г. Патент РФ №2256647, C07C 51/41, 55/07, опубликовано 20.07.2005).

К недостаткам способа можно отнести значительный расход реагентов (минеральных кислот и оснований), добавление которых необходимо для поддержания заданного значения рН в реакционном водном растворе, длительность процесса (до 30 суток), высокую температуру его осуществления, небольшой выход и загрязнение целевого продукта. Кроме того, условия осаждения оксалата никеля зависят от состава электролита и требуют постоянной корректировки.

Наиболее близким к заявленному является способ получения оксалата никеля (II), включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего ионы никеля (II) и оксалат-ион, кристаллизацию целевого продукта из раствора, отделение осадка от раствора фильтрованием (Deyrieux R., Berro Ch., Puneloux A. // Bulletin de la Sociutu Chimique de France, 1973, №1, Р.25). Реакционный раствор готовят путем смешивания нагретого до кипения водного раствора соли никеля (II) (сульфата, нитрата или хлорида) и водного раствора щавелевой кислоты.

Недостатком способа является необходимость дополнительных затрат на нагревание реакционного раствора и отмывку продукта от примесных анионов и катионов, а также невысокий выход целевого продукта.

Технический результат предлагаемого способа - получение целевого продукта высокой степени чистоты, не содержащего примесные анионы (хлорид, нитрат, сульфат) и катионы (натрия, калия), что освобождает от необходимости длительной промывки полученного осадка. При создании заявленного изобретения ставилась задача разработать ионообменный способ получения оксалата никеля (II). Решение этой задачи включает выбор анинита, перевод анионита АВ-17-8 (сильноосновной анионит с полистирольной матрицей, содержащий четвертичные аммониевые основания - N⁺ (СН₃)₃ (ГОСТ 20301-74)) в оксалатную форму, контакт ионита с раствором соли Ni (II), отделение продукта и регенерацию анионита. Новым в этом способе является то, что в качестве реагента-осадителя используют анионит в оксалатной форме и в связи с этим полученный продукт не загрязняется катионами-осадителя и анионами раствора.

При создании заявленного изобретения были использованы гелевые и пористые, слабоосновные и сильноосновные аниониты в C₂O₄-форме. Полученные данные свидетельствуют, что использование пористых (слабоосновных и сильноосновных), а также гелевых слабоосновных анионитов нецелесообразно, так как значительная доля никеля (более 50%) удерживается анионитом вследствие его осаждения в виде оксалата никеля (II) в порах сорбента или комплексообразования ионов никеля (II) с азотом функциональных групп. Поэтому выбор сильноосновного анионита, содержащего функциональные группы четвертичных аммониевых оснований типа АВ-17-8 или аналогов, является предпочтительным.

Перевод анионита в С₂O₄-форму проводили, заливая исходный АВ-17-8 в хлоридной форме 3 раза 1,8 М раствором K₂C₂O₄ (m:ж=1:3), выдерживая каждую порцию раствора в течение часа (последнюю порцию - в течение суток). После чего анионит промывали водой до отсутствия аналитической реакции на оксалат-ион с 1M SrCl₂ (предел чувствительности реакции 10^-5 М). Полученный анионит был высушен при температуре около 60°С и после определения содержания в нем ионов оксалата использовался в экспериментах.

Процесс можно описать следующим уравнением:

(надстрочная черта определяет фазу анионита).

Массу анионита (m) для синтеза рассчитывали по формуле

где C_NiАn - концентрация исходного раствора никеля (ммоль/мл), V_Ni - объем раствора никеля (мл), СО - содержание оксалат-ионов в анионите, ммоль-экв·г^-1.

Навеску анионита приводили в контакт с 10 мл раствора соли Ni (II) (концентрация варьировалась в интервале 0,1-0,5 М) при фиксированной температуре на определенное время при перемешивании на шейкере. Фазы разделяли, пропуская их последовательно через сито c диаметром отверстий 0,25 мм (для отделения анионита) и фильтр «синяя лента» или центрифугированием (для отделения осадка). Далее анионит отмывали водой от осадка. Промывные воды собирали и определяли концентрацию и количество никеля в них и в контактном растворе.

Осадок NiС₂О₄·2Н₂О после промывания водой сушили при температуре 60-80°С. Анионит после синтеза соли никеля (II) промывали 10 мл 1М НNО₃ при перемешивании на шейкере в течение часа. Процедуру повторяли трижды, полученные растворы собирали в колбу на 50 мл, доводили до метки дистиллированной водой и определяли количество никеля в водном растворе.

Затем рассчитывали молярную долю никеля по уравнению

где n_Co - количество никеля в анализируемой фазе (ммоль), n⁰ _Co - общее количество никеля в системе (ммоль), b - молярная доля никеля (%).

Ниже приведены примеры предлагаемого способа.

Пример 1. Получение оксалата никеля из сульфатного раствора никеля. К 10 мл 0,35 М раствора NiSO₄ добавляют анионит АВ-17-8 в оксалатной форме. Раствор перемешивают в течение (15 мин) на шейкере при температуре (20±1)°С, затем фазы разделяют, определяют молярную долю Ni(b) в различных фазах (ионит, осадок, контактный раствор, промывные воды). Полученные данные как среднее 3-х параллельных опытов приведены в табл.1.

Таблица 1 Распределение никеля (b) по фазам
b(Ni) в фазах, %
контактного раствора	осадка	ионита	промывных водах
4,8	58,4	33,6	3,2

Полученный осадок анализировали методами термогравиметрии, комплексонометрии и перманганатометрии. В осадке не обнаружено анионов исходной соли никеля в пределах чувствительности качественных реакций. Результаты представлены в табл.2. Выход 58,4%.

Таблица 2 Элементный состав (ω - массовая доля) полученного продукта
ω (Ni²⁺), %	ω (C₂O₄ ^2-), %	ω (H₂O), %
расчет	найдено	расчет	найдено	расчет	найдено
32,2	31,8	48,1	47,7	19,7	20,6

Из данных табл.2 видно, что состав продукта соответствует формуле NiC₂O₄·2H₂O.

Пример 2. Получение оксалата никеля из нитратного раствора никеля. К 10 мл 0,35 М раствора Ni(NO₃)₂ добавляют анионит АВ-17-8 в оксалатной форме. Раствор перемешивают в течение (15 мин) на шейкере при температуре (20±1)°С, затем фазы разделяют, определяют молярную долю Ni(b) в различных фазах (ионит, осадок, контактный раствор, промывные воды). Полученные данные как среднее 3-х параллельных опытов приведены в табл.3.

Таблица 3 Распределение никеля (b) по фазам
b(Ni) в фазах, %
контактного раствора	осадка	ионита	промывных водах
4,6	65,6	26,9	2,9

Полученный осадок анализировали методами комплексонометрии и перманганатометрии. В осадке не обнаружено анионов исходной соли никеля в пределах чувствительности качественных реакций. Результаты представлены в табл.4. Выход 65,6%.

Таблица 4 Элементный состав (ω) полученного продукта
ω (Ni²⁺), %	ω (C₂O₄ ^2-), %	ω (H₂O), %
расчет	найдено	расчет	найдено	расчет	найдено
32,2	31,8	48,1	48,4	19,7	19,8

Из данных табл.4 видно, что состав продукта соответствует формуле NiC₂O₄·2H₂O.

Пример 3. Получение оксалата никеля из хлоридного раствора никеля. К 10 мл 0,35 М раствору NiCl₂ добавляют анионит АВ-17-8 оксалатной форме. Раствор перемешивают в течение (15 мин) на шейкере при температуре (20±1)°С, затем фазы разделяют, определяют молярную долю Ni(b) в различных фазах (ионит, осадок, контактный раствор, промывные воды). Полученные данные как среднее 3-х параллельных опытов приведены в табл.5.

Таблица 5 Распределение никеля (b) по фазам
b(Ni) в фазах, %
контактного раствора	осадка	ионита	промывных водах
3,8	65,4	27,6	3,2

Таблица 6 Элементный состав (ω) полученного продукта
ω (Ni²⁺), %	ω (C₂O₄ ^2-), %	ω (H₂O), %
расчет	найдено	расчет	найдено	расчет	найдено
32,2	31,6	48,1	47,6	19,7	20,8

Из данных табл.4 видно, что состав продукта соответствует формуле NiC₂O₄·2H₂O.

Предлагаемый способ достаточно прост, не предполагает использования агрессивных сред, высоких температур и давлений. Используя его, можно добиться получения продукта высокой степени чистоты, не содержащего примесные анионы (хлорид, нитрат, сульфат) и катионы (натрия, калия), что освобождает в дальнейшем от необходимости длительной промывки полученного осадка.

Способ получения оксалата никеля (II) NiC₂O₄·2H₂O, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего никель(II), осаждение оксалата никеля, отделение осадка от раствора и его высушивание, отличающийся тем, что в качестве источника никеля используют растворы хлорида, нитрата, сульфата никеля, а в качестве реагента-осадителя используют анионит АВ-17-8 в оксалатной форме.

Изобретение относится к новым частицам основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, представленным следующей общей формулой (I): Ma[Al1-xM' x]bAzBy(OH)n·mH 2O (в которой М представляет собой, по меньшей мере, один катион, выбранный из группы, состоящей из Na+, K +, NH4 + и Н3O+; и М' представляет собой, по меньшей мере, один катион металла, выбранный из группы, состоящей из Cu2+, Zn2+, Ni2+ , Zr4+, Fe2+, Fe3+ и Ti 4+; А представляет собой, по меньшей мере, один анион органической кислоты, выбранный из группы, состоящей из аниона щавелевой кислоты, аниона лимонной кислоты, аниона яблочной кислоты, аниона винной кислоты, аниона глицериновой кислоты, аниона галловой кислоты и аниона молочной кислоты; В представляет собой, по меньшей мере, один анион неорганической кислоты, выбранный из группы, состоящей из сульфатного иона (SO4 2-), фосфатного иона (PO4 3-), нитратного иона (NO3 1-); и а, b, m, n, х, y и z удовлетворяют условиям 0,7 а 1,35; 2,7 b 3,3; 0 m 5; 4 n 7; 0 x 0,6; 1,7 y 2,4 и 0,001 z 0,5, соответственно).

Способ получения оксалата марганца (ii) // 2359956

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения оксалата марганца (II) путем прямого взаимодействия металла с кислотой в бисерной мельнице в присутствии жидкой фазы, в котором марганец и щавелевую кислоту загружают в бисерную мельницу в стехиометрическом соотношении в количестве 0,75-2,4 моль/кг загрузки при массовом соотношении загрузки и стеклянного бисера 1:1,2, в качестве растворителя жидкой фазы используют воду или органическое вещество либо смесь органических веществ; загрузку ведут в последовательности растворитель жидкой фазы, кислота, затем металл; процесс начинают при комнатной температуре и проводят в условиях принудительного охлаждения в диапазоне температур 18-39°С при контроле за ходом протекания методом отбора проб до практически полного израсходования загруженных реагентов на образование продукта, после чего перемешивание и охлаждение прекращают, суспензию реакционной смеси отделяют от стеклянного бисера и фильтруют, осадок соли направляют на очистку продукта от следов непрореагировавшего металла, а фильтрат возвращают в повторный процесс.

Комплексы оксалата димеди (i) в качестве веществ-предшественников для нанесения металлической меди // 2322447

Изобретение относится к комплексам оксалата димеди (I), стабилизированным с помощью компонентов нейтрального основания Льюиса. .

Способ получения диоксалатокупрата(ii) этилендиаммония // 2304574

Изобретение относится к химической технологии органических соединений, в частности к способу получения диоксалатокупрата(II) этилендиаммония, и может быть использовано для переработки отработанных электролитов этилендиаминового меднения.

Способ получения дигидрата оксалата кобальта (ii) // 2295514

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения дигидрата оксалата кобальта (II) и может быть использовано для извлечения кобальта из отходов производства кобальтовых покрытий.

Способ получения дигидрата оксалата цинка // 2259347

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения дигидрата оксалата цинка. .

Способ получения оксалата никеля // 2256647

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения оксалата никеля, который может быть использован для приготовления катализаторов, керамических материалов, в производстве электровакуумных приборов.

Способ получения дигидрата диоксалатокупрата (ii) аммония // 2243206

Изобретение относится к области химической технологии комплексных соединений, в частности, к способу получения дигидрата диоксалатокупрата(II) аммония состава (NH4)2Cu(C2O 4)2· 2H2O, который может быть использован для антибактериальной обработки воды, в производстве высокотемпературных сверхпроводников, для приготовления электролитов меднения, в качестве фунгицида и медного микроудобрения в сельском хозяйстве, для получения медных катализаторов.

Способ получения оксалата меди (ii) // 2234494

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения оксалата меди (II), который может быть использован в качестве голубого пигмента, в производстве высокотемпературных сверхпроводников, для получения медных катализаторов.

Способ получения оксалата цинка // 1100824

Способ получения оксалата марганца (ii) // 2359956

Способ получения детергентов для смазок // 2345058

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения салицилатов щелочноземельных металлов для применения в качестве детергентов для смазочных материалов.

Способ получения натриевой соли монохлоруксусной кислоты // 2344118

Изобретение относится к органической химии, к области технологии получения хлорорганических соединений, а именно к усовершенствованному способу получения натриевой соли монохлоруксусной кислоты, позволяющему получать продукцию высокого качества при минимальных энергозатратах.

Способ получения ацетата палладия // 2344117

Изобретение относится к области синтеза солей платиновых металлов, в частности солей палладия, а именно ацетата палладия(II), применяемого в качестве катализатора или для получения исходной соли для производства других солей палладия.

Способ получения муравьинокислых формиатов // 2339610

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения муравьинокислых формиатов, используемых для консервирования и/или подкисления растительных и/или животных материалов, для обработки биологических отходов, а также в качестве добавки в корма для животных или в качестве стимуляторов роста животных.

Способ получения ацетата палладия // 2333196

Способ получения ацетата палладия // 2333195

Способ получения карбоксилатов циркония // 2332398

Изобретение относится к химии производных переходных металлов и может найти применение в химической промышленности при получении карбоксилатов переходных металлов, а также относится к усовершенствованному способу получения карбоксилатов циркония взаимодействием четыреххлористого циркония с карбоксильными производными общей формулы RCOOM, где R - линейный или разветвленный алифатический радикал C nH2n+1 или остаток ненасыщенной кислоты, где n=0-16, a M - протон или катион щелочного металла, в котором в качестве соединений RCOOM используют щелочные соли алифатических или ненасыщенных кислот, взаимодействие четыреххлористого циркония с указанными соединениями проводят в твердой фазе в отсутствие растворителя при механической активации при мольном соотношении ZrCl4:RCOOM в пределах 1<m<4.5, где m - целое или дробное число, с последующей экстракцией образовавшегося карбоксилата циркония органическим растворителем.

Способ получения салицилата марганца (ii) // 2331629

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения салицилата марганца (II), который может быть использован в качестве реагентов и катализаторов химических превращений в лаборатории и в промышленной практике.

Способ получения бензоата железа (iii) // 2326861

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения бензоата железа (III) из магнетита и раздробленного чугуна при их взаимодействии с бензойной кислотой.

Продукт взаимодействия двуокиси селена с алифатическими галоидкарбоновыми кислотами, способ получения продукта, раствор продукта и способ лечения доброкачественных, вирусных, предзлокачественных и злокачественных неметастазирующих поражений кожи, диспластических поражений видимых слизистых оболочек и иных поражений кожи // 2366648

Изобретение относится к новому продукту в виде раствора для лечения доброкачественных, вирусных, предзлокачественных и злокачественных неметастазирующих поражений кожи, диспластических поражений видимых слизистых оболочек, грибковых заболеваний кожи, коррекции морщин и старческих пигментных пятен, представляющему собой соединение общей формулы Н2SеО3·х·[R-СХY-(СН 2)m-СООН], где х=2-6, полученное взаимодействием двуоксиси селена с галоидкарбоновыми кислотами общей формулы R-CXY-(CH2)m-СООН, где R = фенил, алкил общей формулы CnH2n+1; n=1-5, Х=Н или Y, Y=F, Cl, Br или J, m=0-10