Способ получения металлического кобальта

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КОБАЛЬТА Изобретение относится к способам получения металлического кобальта.Известен способ получения металлического кобальта из растворов карбонилов кобальта путем их термического разложения 11.Недостатком данного способа является то, что термическое разложение карбонилов кобальта иэ органических раст- т 0воров до металлического кобальта происходит при высокой температуре (180220 С), повышенном давлении водорода(100-300 кгс/см.). Для повышения надежности процесса часто используютсяносители - неподвижный (например пемза) или движущийся (кизельгур).Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ получения металлического кобальта, включающий обработку органического растворакарбонилов кобальта водородом приповышенной температуре и давлении споследующей фильтрацией металлического кобальта от раствора. 12 , 25Цель изобретения - упрощение технологии процесса,Поставленная цель достигается тем,что в способе получения металлического кобальта, включающем обработку 30 органического раствора карбонилов кобальта водородом при повышенной температуре и давлении с последующей фильтрацией металлического кобальта от раствора, обработку карбонилов кобальта ведут при 60-130 С в присутствии некарбонильных соединений кобальта в количестве 0,1-2 моль кобальта на 1 моль кобальта исходного карбонила.Кроме того обработку раствора карбонилов кобальта ведут при давлении 5-100 кгс/см .Уменьшение температуры ниже 60 С приводит к уменьшению скорости и степени разложения карбонильчого кобальта до металлического, При увеличении температуры вьхие 130 С (как в прототипе) часть металлического кобальта отлагается на поверхности аппаратуры и требуется специальная операция карбонилообразования для его извлечения оттуда. Параметры давления 5-100 кгс/см 2 являются оптимальными для подобных процессов, ниже .5 кгс/см 2. падает скорость разложения карбонилов кобальта, выше 100 кгс/см - осуществлять технологию нецелесообразно, так как скорость разложения не увеличивается.Получают суспензию 10 г металлического кобальта в 50 г толуола,ксторуюиспользуют в соответствии с назначеВремя реакции 15-60 мин определяется размерами реакционной аппаратуры.Способ осуществляется следующим образом.Водород и органический раствор карбонилов кобальта подаются в реактор прямотоком или противотоком,добавляемое соединение кобальта (масло- растворимое или нерастворимое в органическом растворителе) подается совместно с органическим раствором карбонилов кобальта или в виде отдельного потока. В качестве добавляемого соединения кобальта, ускоряющего разложение карбонилов кобальта, рекомендуется применять окислы кобальта, гидроокись кобальта, нафтенат кобальта, 2-этилгексанат кобальта, кобальтовые соли кислот С - С ИЛИ Со С,1 я биметаллический Ко балы й другие соединения, Все применяемые соединения, по воэможности, должны быть свободны от примесей других металлов, например, соединений железа, никеля и,других,В условиях термического разложения карбонилы кобальта практически количественно (больше 98) превращаются в металлический кобальт. Металлический кобальт отделяется от органического раствора, содержащего иное соединение кобальта, декантацией, Фентрифугированием или на электромагнитном сепараторе, после чего используется в соответствии с конечным назначением. Добавленное соединение кобальта можно рециркулировать в процессе термического разложения.В качеотве органического растворителя могут применяться алифатические и ароматические углеводороды, спирты, сложные эфиры, ацетаты, альде гиды и,цругие, в которых карбонилы кобальта растворимы. В равной степени это относится и к смеси укаэанных растворителей или к катализатам органических реакций (например, к катализатам; гидроформилирования олефинов), которые содержат карбонилы кобальта.П р и м е р 1В реактор емкостью 2 л загружают 980 г раствора карбонилов кобальта в толуоле, содержащего 10 г карбонилов кобальта (в пересчете на кобальт), и 13 г СоО (10 г Со) или 1 моль некарбонильного кобальта на 1 моль карбонильного в 50 г толуола и при 60 ОС и давлении 10 кгс/см в реакционную смесь подают 2310 нм водорода в течение 60 мин. Получают суспензию 23 г смеси кобальта и СоО в 1000 г толуола, которую пропускают через электромагнитный сепаратрр; фильтрат в количестве 1010 г, содержащий 13 г окиси кобальта, рециркулируют после отгонки 950 г толуола. Металлический кобальт смывают с Фильтра толуолом. нием, выход металлического кобальта количественный.П р и м е р 2. Процесс ведут аналогично примеру 1, однако в реактор загружают 1000 г раствора карбониловкобальта, содержащего 20 г карбонилов ческого кобальта (4 г Со) в бутило -65(в пересчете на кобальт), в гептане, 10 10 г нафтената кобальта (в пересчетена кобальт) или 0,5 моль некарбонильного кобальта на 1 моль карбонильного в 200 г гептана и при 80 С и даволенни 60 кгс/см реакционную смесьобрабатывают 30 нм водорода 40 мин.Получают 1260 г суспензии, содержащей 20 г металлического кобальта и10 г растворимого нафтената кобальта(в пересчете на кобальт),в гептане.После фильтрации не центрифуге получают 22 г порошка, содержащего 20 гметаллического кобальта, фильтрат,содержащий 10 г нафтената кобальта,после отгонки гептана рециркулируютв процесс гидрирования, Выход металлического кобальта 100.П р и м е р 3. Процесс ведут аналогично примеру 1, однако в реакцонную смесь суспензию закиси кобальтане добавляют. При тех же самых параметрах процесса после фильтрации получают 6 г кобальта в 50 г толуола или60 кобальта от потенциала.П р и м е р 4, Процесс ведут аналогично примеру 1,однако в.реакционЗ 5 ную смесь добавляют 0,65 г СоО(0,5 г Со) или 0,05 моль некарбонильного кобальта на 1 моль карбонильного. При тех же самых параметрахпроцесса после фильтрации получают 40 8 г кобальта в 50 г толуола или 80кобальта от потенциала.Как видно из примера 4, при уменьшении количества некарбонильных соединений кобальта менее 0,1 моль на 45 моль карбонильного кобальта разложение карбонильного кобальта до металлического неполное. увеличение количества некарбонильных соединений кобальта выше 2 нецелесообразно по экономическим соображениям - увеличиваются размеры аппаратуры для отделенияметаллического кобальта (затрудняется фильтрация) и увеличиваются механические потери ценных соединенийкобальта.П р и м е р 5, Процесс ведут аналогично примеру 1, однако в реакторзагружают 1000 г продуктов гидроформилирования пропилена в среде бутиловых спиртов, содеркащих 400 г масляных альдегидов, 560 г бутиловыхспиртов, 34 г побочных продуктов ре -акции гидроформилирования и 2 г карбонилов кобальта (в пересчете накобальт) и 200 г суспенэии металли971902 Формула изобретения Составитель Л. РякинаТехред Т,Фанта Корректор Г. Решетняк Редактор К. Волощук Заказ 8484/10 Тираж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1130 35, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал П 1 П "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 вых спиртах или 2 моль некарбонильного кобальта на 1 моль карбонильного. Реакционную смесь обрабатывают1,2 нм Напри 110 С и давлении2. о40 кгс/см мин. Получают 1195 гсуспензии, содержащей 6 г металлического кобальта. Суспензию разделяют на электромагнитном сепаратореили центрифуге. Металлический кобальт смывают 29 г бутиловых спиртов. Получают 300 г бутиловых спиртов, содержащих 6 г металлическогокобальта. Часть суспензии возможнорециркулировать в процессе восстановления карбонилов кобальта, остальнаячасть используется в соответствии сцелевым назначением, 1190 г растворапродуктов гидроформилирования пропилена, содержащего 0,001 мас.й Со,также используют в соответствии сназначением. Выход металлическогокобальта 100 от потенциала.П р и м е р 6. Процесс ведут аналогично примеру 1, однако в реакторзагружают 1000 г раствора карбониловкобальта, содержащего 5 г карбонилов(в пересчете на кобальт) в изобутил-.изобутирате, 50 г изобутилизобутирата, содержащего 0,5 г кобальтовойсоли гептановой кислоты (в пересчетена кобальт) или 0,1 моль некарбонильного кобальта на 1 моль карбонильного и при 130 С и давлении 20 кгс/см.в реакционную смесь пропускают 1,5 нмводорода в течение 30 мин, Получают1040 г суспензии, содержащей 5 г металлического кобальта и 0,5 г растворимой кобальтовой соли гептановойкислоты. После фильтрации на центрифуге с фильтра извлекают 4,95 гметаллического кобальта или 99%от потенциала,П р и м е р 7. Процесс веду-.аналогично примеру 1, однако вреактор загружают 1000 г растворакарбонилов кобальта, содержащего15 г карбонилов (в пересчете накобальт), в н-бутиловом спирте,16 гСо (ОН)2 (10 г Со) или 0,66 моль некарбонильного кобальта на 1 молькарбонильного и при 110 С и давлении 5 кгс/см реакционную смесь обрабатывают 46 нм водорода. Суспензию пропускают через электромагнитный сепаратор и извлекают из него 15 г металлического кобальта или100 кобальта от потенциала. Фильтрат после декантации части растворителя вместе с 16 г Со(ОН) рециркуйлируют в процессе гидрирования.Из приведенных примеров видно,что преимущество предлагаемого способа заключается в упрощении технологии - снижении температуры разложения до 60-130 С, кроме того, не 1 наблюдается отложений металла настенках аппарата разложения (веськобальт образуется в объеме жидкости и в дальнейшем легко отделяетсяот органического раствора Способдальнейшего выделения металлическогокобальта связан с типом добавляемогосоединения - при добавлении маслорастворимых солей целесообразны декантация или центрифугирование кобальта, при добавлении нерастворимыхсоединений кобальт лучше всего отделить на электромагнитном сепараторе(кобальт остается на электромагнитной поверхности сепаратора, а нерастворимое соединение отфильтровывается вместе с органическим раствором),1, Способ получения металлического кобальта, включающий обработкуорганического раствора карбониловкобальта водородом при повышеннойтемпературе и давлении с последующей фильтрацией металличе"кого кобальта от раствора, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, обработкукарбонилов кобальта ведут при 60130 С в присутствии некарбонильных48 соединений кобальта в количестве0,1-2 моль кобальта на 1 моль кобальта исходного карбонила.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что обработку раствора карбонилов кобальта ведут придавлении 5-100 кгс/см,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сыркин В.Г. Химия и технолбгнякарбонилов металлов, М., "Химия",1972, с. 69,86, 198.2, Патент ГДР У 63477,кл. С 07 С, С,А, 1.70, 87037 Й,