Способ получения бромидов щелочных и щелочноземельных металлов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ он 865,776 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 211179 (21) 2866414/23-26 С 01 В 9/04 с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВИзобретение относится к технологии получения бромидов щелочных ищелочноземельных металлов, используемых в химической промышленности,холодильной технике и т.д.Известен способ получения бромидов металлов путем взаимодействияброма с окислами, гидроокисями иликарбонатами соответствующих металловв присутствии восстановителя и воды.б качестве восстановителя используютвещества, дающие при окислении газыи/илн воду 1).Недостатком этого способа является невысокий выход продукта,Известен также способ получениябромндов металлов путем взаимодействия брома с металлическим алюминием,взятым в количестве 1,25-1,35 от стехиометрни, в водном растворе при50-95 С. Полученный раствор бромидаалюминия обрабатывают гидроокисьюсоответствующего металла, Образующийся осадок гидроокиси алюминия отде"ляют от раствора, который упариваютс последующим выделением целевогопродукта 2.Недостатками известного способаявляются невысокий выход продукта,3 а также его сложность ввиду необходимости предварительного нагреванияводного раствора до температурит вза" 5 имодействия, на что затрачиваетсядомлн Дж на -1 т продукта.Цель изобретения - повышение выхода продукта и упрощение способа.Поставленная цель достигается О тем, что процесс взаимодействия брома и алюминия ведут в присутствиибромида галлия.При этом бромид галлия подают иавзаимодействие в количестве 0,005- 15 0,00001 от веса реагентов.При введении бромида галлия в количестве, меньшем чем 110 , положительный эФФект не получают, апри введении больше 0,005 снижаетсявыход продукта.П р и м е р 1. В реактор загружают воду, в ней растворяют катализатор - бромид галлия в количестве0,0001В реактор загружают 54 кггранулированного алюминия, затем дозируют 400 кг элементарного бромапо 85 кг/ч. температура во времясинтеза 15-25 оС. Реактор охлаждаютводой, подаваемой в рубашку, в концесинтеза охлаждение уменьшают дляподъема температуры до 80-90 С, прикоторой за 15-10 мин раствор обесцвечивается до полного отсутствиясвободного брома. Горячий растворфильтруют в реактор для нейтрализации.В реактор-нейтралиэатор иэ сборника дозируют 1190 кг 10-ного раствора гидроокиси лития со скоростью17-19 л/ч при непрерывном перемешивании при 80-90 С, После полной нейтрализации растнора, что определяютпо рН 7,0-7,1, выключают мешалкуи содержимое реактора выдерживают1-2 ч для отстаивания гидроокисиалюминия. Осветленный раствордекантируют и фильтруют, осадок 13переносят на фильтр и отделяют раствор. Осадок на фильтре промывают в3 приема по 20-30 л дистиллиронаннойводой, а затем отмывают от бромидондо отсутстния их в промывных водах. ЯОтмытый осадок сушат при 90-100 С.Выход гидроокиси алюминия 119 кгс содержанием основного вещества117,7 кг (90,5 от теоретического) .Растнор бромида лития упаривают дотемпературы кипения 170 С, охлаждаютдо 20-30 С, отделяют криста лы дигидрата бромистого лития на центри"Фуге и сушат. Выход целевого продукта 613 кг с содержанием основноговещества 601,5 кг (97,8 от теоретического). Маточники и промывныеводы возвращают н цикл, Избыток алюминия от теоретического составляет20. Потери,%: алюминия 9; брома2,2; гидроокиси литии 1,4. РасходЗйкатализатора на 1000 кг загрузкиреактора 1 г.П р и м е р 2. В лабораторныйреактор с мешалкой загружают 450 млводы, содержащей 1 мг бромида 49галлия по МРТУ 6-09-3098-66, и 54 г.гранулированного алюминия. В реактор дозируют 400 г элементарногоброма по 85 г/ч. при температуресинтеза 15-25 С. Реактор охлаждают,В конце синтеза охлаждение уменьшают и температуру в реактор под"нимают до 80"90 С. При 80-90 С раствор бромистого алюминия н реактореэа 10"15 мин обесцвечивается. Горячий растнор фильтруют в колбу,куда при перемешивании вводят 1,2 граствора гндроокиси лития, содержащего 119 г основного вещества. Придостижении РН 7,0-7,1 нейтрализациюзаканчивают, горячий раствор фильт- Ируют на нутч-фильтре, три раза промывают по 20-30 мл воды, а растворбромида лития упаривают до температуры кипения 170 С, охлаждают до200 С, отделяют кристаллы и сушат. ЯПолучают 615 г дигидрата бромидалития кналификации чистыйф поМРТУ 6-09-4596-67; содержание основного нещестна 602 г 1 выход 97,9от" теоретического. д Осадок гидроокиси алюминия нафильтре отмывают водой до отсутствиябромидов в промывных водах и сушатопри 100 С, Выход гидроокиси алюминия 120 г 1 содержание основного вещества 118 г (90,8 от теоретического) 1 избыток алюминия - 20 оттеоретического расхода. Потери,:алюминия 8,71 брома 2,2; гидроокисилития 1,5. Концентрация катализаторав реакционной смеси 0,0001.П р и м е р 3Процесс ведут, какописано в примере 2, Загрузка катализатора 0,001, алюминия 52 г, брома 400 г со скоростью 88 г/ч при 20 С.В конце синтеза за 9 мин при 87 Сраствор обесцвечивается до отсутствия свободного брома. Нейтрализациюраствора 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. Получают508 г бромистого натрия, содержащего504,7 г основного вещества; выход98 от теоретического; выход гидроокиси алюминия 92 от теоретическогоили 119,6 г. Потери,: алюминия 81брома 2 едкого натра 1,5,П р и м е р 4. Процесс ведут, какописано н примере 2, Загрузка катализатора 0,0005, алюминия 52 г (избыток 15), брома 400 г со скоростью87 г/ч при 21 С. Нейтрализацию ведут2 л раствора, содержащего 743 ггидроокиси цезия, до рН 7,1. РастнорФильтруют и .упаривают, кристаллыотделяют и сушат. Получают 1050 гбромистого цезия с содержанием основного нещестна 1040 г; выход 97,7от теоретического, Выход гидроокисиалюминия 119 г или 91,5 от теоретического, Потери,: алюминия 8,5,брома 2,3, гидроокиси цезия 1,4.П р и м е р 5. Процесс ведут,какописано и примере 2. Загрузка воды450 мл, катализатора 0,00001, брома400 г со скоростью 85 г/ч при 18 С,Нейтрализацию ведут 600 г раствора,содержащего 281,5 г гидроокиси калия,до рН 7,1. Раствор упаривают до температуры кипения 117 С, охлаждаютдо 25 С, кристаллы отделяют и сушат.Получают 586 г бромистого калия ссодержанием 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 г или91 от теоретического. Потери,: алюминия 91 брома 2,1; гидроокиси калия 1,5.П р и м е р 6. Процесс недут,какописано в примере 2. Загрузка и реактор воды 450 мл, катализатора0,0001 от веса реагентов, брома400 г со скоростью 85 г/ч при 20 С.Нейтрализацию ведут со скоростью86 Х 776 формула иэобретенйя 1. Способ получения бромидовщелочных и щелочноземельных металлов,включающий взаимодействие брома иметаллического алюминия в водномрастворе, обработку, полученного ф раствора бромида аЛюмвния гидроокисью, соответствукщего металла,от:деление"овады; гидроокиси алюминия:.с последующим :упариванием раствораи выселенцем.:;иэ него целевого про дукта, о: т:.л. в:"ч а ю щ и й с ятем, что; .с. целью повышения выходаи упрощения способа эа счет исключения предварительного нагревания водного раствора, процесс вэаимодейстэ 5 вия брома и алюминия ведут в присутствии бромида галлия.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что бромид галлияподают на взаимодействие в колнчест-ве 0,005-0,00001 от веса реагентов. Составитель Б. Шаронов Редактор Г. Кацалап Техред И.Асталош Корректор Г. Решетннкевю а ааевтевт еевввТираж 508 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская иаб.д. 4/5 Заказ 7972/32 Филиал ППП фПахану., Х. Ужаррод, ул. Проектная, 4 ппп,патентф эвк. Зяф 3417 мл/ч суспензией, содержащей 425 г 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 г, что соответствует выходу 97,8.3 Ва(ОН)1 + 6 Н 102 Лй +ЗВгу щ 2 А(ОН) + 3 ВаВг 2 НО.Загрузка алюминия в реактор 54 г 1 избыток от теоретических необходи мого 20; выход гидроокнси алюминия 119,5 г или 92 от теоретического. Потери,: алюминия 8) брома 2,21 щелочи ( гидроокиси бария) 1,5П р им е р 7. Процесс ведут, как описано.в примере 2. Загрузка реагента в реактор,;чтои,.в примере 6, Нейтрализацию ведут .суспензией гидроокиси кальция,.Концентрация гидроокиси кальция в суспенэии 10, содержание основного вещества 184 г. Получают готовый продукт: путем упариванвя 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,с 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 алюминвя с 88-89 до 90-92 сокра" тить избыток применяемого алюминия с 1,25-1,35 до 1,15-1 р 20 эквивалентапо сравнению с теоретическим рас"ходом повысить производительностьреактора свит за по брому с 76-77до 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 В 512992, кл. С 01 В 9/04, 1974