Способ получения бромидов щелочных и щелочноземельных металлов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

«<> 865,776

Союз Советских

Социалистических

Республик (63) Дополнительное к авт. сеид-ву(5Ф)М К,З (22) Заявлено 211179 (21) 28бб414/23-2б

С 01 В 9/04 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 230981. Бюллетемь Н9 35

Дата опубликования описания 230981 (53) УДК бб1.4б2 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

О.В. Лебедев, В.К. Фомин, Ю.С. Аксенов, и В.М. Жуков т

Ч

Ю.О. Лебедев (71) Заявитель

« :» (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ

И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕ1АЛЛОВ!

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

Известен способ получения бро» мидов металлов путем взаимодействия брома с окислами, гидроокисями или карбонатами соответствующих металлов в присутствии восстановителя и воды.

6 качестве восстановителя используют вещества, дающие при окислении газы и/илн воду (1) .

Недостатком этого способа является невысокий выход продукта.

Известен также способ получения бромндов металлов путем взаимодействия брома с металлическим алюминием, взятым в количестве 1,25-1,35 от сте хиометрни, в водном растворе при

50-95 С. Полученный раствор бромида алюминия обрабатывают гидроокисью соответствующего металла. Образующийся осадок гидроокиси алюминия отде° ляют от раствора, который упарнвают с последующим выделением целевого продукта (2}.

Недостатками известного способа являются невысокий выход продукта, 3 а также его сложность ввиду необходимости предварительного нагревания водного раствора до температурит взаимодействия, на что затрачивается до-170 млн Дж на -1 т продукта.

Цель изобретения — повышение выхода продукта и упрощение способа.

Поставленная цель достигается тп тем, что процесс взаимодействия брома и алюминия ведут в присутствии бромида галлия.

При этом бромид галлия подают на взаимодействие в количестве р,0051 0 00001% от веса Реагентов.

При введении бромида газ1лия в количестве, меньшем чем 1 ° 10 Ъ, положительный эффект не получают, а при введении больше 0,005% снижается выход продукта.

Пример 1. В реактор загружают воду, в ней растворяют катализатор - бромид галлия в количестве

0,00013. В реактор загружают 54 кг гранулированного алюминия, затем дозируют 400 кг элементарного брома по 85 кг/ч. температура во время синтеза 15-25оС. Реактор охлаждают водой, подаваемой в рубашку, в конце синтеза охлаждение уменьшают для

86%776 подъема температуры до 80-90 С, при которой за 15-10 мин раствор обесцвечивается до полного отсутствия свободного брома. Горячий раствор фильтруют в реактор для нейтрализации.

В реактор-нейтралиэатор иэ сборника дозируют 1190 кг 10%-ного раствора гидроокиси лития со скоростью

17-19 л/ч при непрерывном перемешинании при 80-90 С. После полной нейтрализации растнора, 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 15 переносят на фильтр и отделяют раствор. Осадок на фильтре промывают в

3 приема по 20-30 л дистиллиронанной водой, а затем отмывают от бромидон до отсутстния их в промывных водах. 2©

Отмытый осадок сушат при 90-100 С.

Выход гидроокиси алюминия 119 кг с содержанием основного вещества

117,7 кг (90,5% от теоретического) .

Растнор бромида лития упаривают до температуры кипения 170 С, охлаждают до 20-30 С, отделяют криста:-лы дигидрата бромистого лития на центрифуге и сушат. Выход целевого продукта 613 кг с содержанием оснонного вещества 601,5 кг (97,8% от теоретического). Маточники и промывные воды возвращают н цикл. Избыток алюминия от теоретического составляет

20%. Потери,%: алюминия 9; брома

2,2; гидроокиси литии 1,4. Расход

Зй катализатора на 1000 кг загрузки реактора 1 г.

Пример 2. В лабораторный реактор с мешалкой загружают 450 мл воды,- содержащей 1 мг бромида 49 галлия по МРТУ 6-09-3098-66, и 54 r. гранулированного алюминия. В реактор дозируют 400 г элементарного брома по 85 r/÷- при температуре синтеза 15-25 С. Реактор охлаждают.

В конце синтеза охлаждение уменьшают и температуру в реакторе поднимают до 80-90 С. При 80-90 С раст» вор бромистого алюминия н реакторе эа 10-15 мин обесцвечивается. Горячий растнор фильтруют в колбу, куда при перемешивании вводят 1,2 г раствора гндроокиси лития, содержащего 119 r основного вещества. При достижении рН 7,0-7,1 нейтрализацию заканчивают, горячий раствор фильтруют »а нутч-фильтре, три раза промывают по 20-30 мл воды, а раствор

Ьромида лития упаривают до температуры кипения 170 С, охлаждают до

20 С, отделяют кристаллы и сушат. ф©

Получают 615 r дигидрата бромида лития кналификации чистый по

МРТУ 6-09-4596-67; содержание основного нещестна 602 г; выход 97,9% от" теоретического. g$

Осадок гидроокиси алюминия на фильтре отмывают водой до отсутствия бромидов в промывных водах .и сушат о при 100 С. Выход гидроокиси алюминия 120 г1 содержание основного вещества 118 г (90,8% от теоретического) 1 избыток алюминия — 20% от теоретического расхода. Потери,%: алюминия 8,71 брома 2,2; гидроокиси лития 1,5. Концентрация катализатора в реакционной смеси 0,0001%.

H p и м е р 3. Процесс ведут, как описано н примере 2. Загрузка катализатора 0,001%, алюминия 52 r, 6poма 400 г со скоростью 88 г/ч при 20 С.

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 основногс вещества, При рН 7 нейтрализацию заканчивают, раствор фильтруют и упаривают, кристаллы отделяют и сушат. Получают

508 г бромистого натрия, содержащего

504,7 r основного вещества; выход

98% от теоретического; выход гидроокиси алюминия 92% от теоретического или 119,6 r. Потери,%: алюминия S; брома 2 едкого натра 1,5.

Пример 4. Процесс ведут, как описано н примере 2. Загрузка катализатора 0,0005%, алюминия 52 г (избыток 15%), брома 400 r со скоростью

87 r/÷ при 21 С. Нейтрализацию ведут

2 л раствора, содержащего 743 г гидроокиси цезия, до рН 7,1. Растнор фильтруют и .упаривают, кристаллы отделяют и сушат. Получают 1050 r бромистого цезия с содержанием основного нещестна 1040 r; 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 и примере 2. Загрузка воды

450 мл, катализатора 0,00001%, брома

400 r co скоростью 85 r/÷ при 18 С.

Нейтрализацию ведут 600 г раствора, содержащего 281,5 r гидроокиси калия, до рН 7,1. Раствор упаривают до температуры кипения 117 С, охлаждают до 25 С, кристаллы отделяют и сушат.

Получают 586 r бромистого калия с содержанием основного вещества 582,5 г; выход 97,9% от теоретического.

Загрузка алюминия н реактор 54 г; избыток от теоретического 20%; выход гидроокиси алюминия 116,3 r или

91% от теоретического. Потери,%: алюминия 9> брома 2,1; гидроокиси калия 1,5.

Пример 6. Процесс недут,как описано в примере 2. Загрузка и реактор воды 450 мл, катализатора

0,0001% от веса реагентов, брома

400 r co скоростью 85 г/ч при 20 С.

Нейтрализацию ведут со скоростью

86Х776

Формула изобретения

1. Способ получения бромидов щелочных и щелочноземельных металлов, включающий взаимодействие брома и металлического алюминия в водном растворе, обработку .полученного раствора бромида аЛюмнния гидроокисью, соответствукщего металла,от::-деление"e@ 4 ; гидроокиси алюминия

:.с последуюшим :упариванием раствора и выселенцем:;иэ него целевого про29 дукта, о: г it н:: ч а ю шийся тем, что; .с. целью повышения выхода и упрощения способа эа счет исключения предварительного нагревания водного раствора, процесс вэаимодейст25 вия брома и алюминия ведут в присутствии бромида галлия.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что бромид галлия подают на взаимодействие в колнчест,) ве 0,005-0 0000l% от веса реагентов.

Составитель Б. Шаронов

Редактор Г. Кацалап Техред И.Асталош Корректор Г. Решетннк

Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская иаб., д. 4/5

Заказ 7972/32

Филиал ППП Патент, 1 . 3 a opt ул Проектная, 4

ППП .Патент Эвк. ЗЮ Й

17 мл/ч суспензией, содержащей 425 r гидроокиси бария в 4 л воды, до рН

7,2. Раствор упаривают и выделяют дигидрат в количестве 820 г с содержа нием основного вещества 814,6 r, что соответствует выходу 97,8%.

3 Ва(ОН)1 + 6 Н10 2 At +ЗВгу

2 At(ОН)% + 3 ВаВг 2 Н ОЗагруэка алюминия в реактор 54 г1 избыток от теоретических необходи мого 20%; выход гидроокнси алюминия

119,5 r или 92% от теоретического.

Потери,%: алюминия 8) брома 2,21 щелочи (гидроокиси бария) 1, 5 °

Пример 7. Процесс ведут, как описано:.в примере 2. Загрузка реагента в реактор,;чта:и. s примере

6, Нейтрализацию ведут .суспензией гидроокиси кальция..Концентрация гидроокиси кальция в суспенэии 10%, содержание основного вещества 184 г.

Получают готовый продукт: путем упаривания раствора до содержания воды, отвечающего гексагидрату.- Затем плав готового продукта охлаждают и дробят.

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,%t алюминия 8,31 брома 2,11 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% сокра тить избыток применяемого алюминия с 1,25-1,35 до 1,15-1,"20 эквивалента по сравнению с теоретическим расходому повысить производительность реактора свит за по брому с 76-77 до 85-88 кг/ч(уменьшить энергопотребление процесса на 150-170 млн, Дж на 1 т целевого продукта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР .М 8215, кл. С 01 В 9/04 1928.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 512992, кл. С 01 В 9/04, 1974 °