24.01.2019
219.016.b395

Способ получения пероксида лития

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способам получения пероксида лития. Способ заключается во взаимодействии гидроксида лития с пероксидом водорода при мольном соотношении гидроксид лития/пероксид водорода, равном LiOH/HO=1,74-2,0, и последующей дегидратации полученной тройной системы LiOH-HO-HO путем воздействия излучения сверхвысокой частоты (СВЧ). При этом в раствор пероксида водорода перед добавлением гидроксида лития, которое осуществляют двумя порциями с интервалом не менее 10 мин, вводят ортоборную кислоту (НВО) в количестве, моль вещества/моль пероксида водорода, равном 0,0035-0,008. Температура в зоне синтеза находится в интервале 35-50°С, а экспозиция полученной системы перед дегидратацией составляет не менее 30 мин. Способ получения пероксида лития обеспечивает выход по литию более 99,5 мас.% при высоком содержании основного вещества в получаемом продукте (до 98,5 мас.%) и минимальном времени синтеза при получении единицы конечной продукции. В методике отсутствует охлаждение зоны синтеза, связанное с дополнительными затратами ресурсов.1 табл., 6 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам получения пероксида лития.

Известен способ получения пероксида лития [патент РФ №2322387, МПК С01В 15/043, 2008 г.], заключающийся во взаимодействии гидроксида лития с пероксидом водорода при мольном соотношении гидроксид лития / пероксид водорода (LiOH/H2O2), равном 1,74÷2,0 и температуре в зоне синтеза 25÷35°С с последующей дегидратацией полученной тройной системы LiOH-Н2О22О, состоящей из воды и продуктов взаимодействия пероксида водорода и гидроксида лития. Дегидратацию осуществляют путем воздействия излучения сверхвысокой частоты (СВЧ) без предварительного отделения твердой фазы. Способ получения пероксида лития обеспечивает выход по литию более 99,5% весовых при высоком содержании основного вещества в получаемом продукте (до 98,4% весовых) и минимальном расходе исходных компонентов на единицу конечной продукции.

Однако указанный способ получения пероксида лития имеет ряд недостатков - довольно длительное время синтеза и высокие затраты энергии. Как следует из приведенных примеров, лимитирующей по времени стадией синтеза пероскида лития является экспозиция в течение не менее 1 часа тройной системы LiOH-H2O2-H2O перед ее дегидратацией в поле СВЧ. Время экспозиции обусловлено достижением состояния равновесия между жидкой фазой и кристаллизующейся в указанном температурном и концентрационном интервале из тройной системы LiOH-H2O2-H2O твердой фазой состава Li2O2⋅H2O. Как следует из описания и материалов работ авторов (Ю.А. Ферапонтов, М.А. Ульянова, Т.В. Сажнева. Условия кристаллизации Li2O2⋅H2O в тройной системы LiOH-H2O2-H2O. / ЖНХ. 2008. Т. 53. Вып. 10, С. 1749-1754.) при несоблюдении указанных выше технологических параметров (прежде всего содержание H2O2 в жидкой фазе от 1,6 до 2% и температурный интервал от 21 до 33°С) фигуративная точка состава твердой фазы перемещается в область, соответствующую составу Li2O2⋅H2O2⋅3H2O, что приводит к увеличению количества воды, подлежащей удалению на последней стадии дегидратации. Это приводит к уменьшению содержания основного вещества в продукте синтеза, поскольку получаемый пероксид лития довольно активно взаимодействует с водяным паром.

Причем для поддержания необходимого температурного интервала тройную системе LiOH-Н2О2-H2O необходимо охлаждать, поскольку, как хорошо известно из практики неорганического синтеза, взаимодействие пероксида водорода и гидроксида лития - ярко выраженный экзотермический процесс. Повышение температуры тройной системы LiOH-Н2О2-H2O выше указанного значения приводит к разложению перекисных продуктов, т.е. изменению концентрации Н2О2 в жидкой фазе. При этом, соответственно, меняется состав кристаллизующейся из системы твердой фаза с описанными ранее негативными последствиями.

Задачей изобретения является повышение экономичности процесса.

Задача решается тем, что в способе получения пероксида лития, включающем взаимодействие гидроксида лития с пероксидом водорода при мольном соотношении гидроксид лития / пероксид водорода равном LiOH/H2O2=1,74÷2,0 и последующей дегидратацией полученной системы путем воздействия излучения сверхвысокой частоты (СВЧ), в раствор пероксида водорода перед добавлением гидроксида лития, которой осуществляют двумя порциями с интервалом не менее 10 минут, вводят ортоборную кислоту (Н3ВО3) в следующих количествах, моль вещества/моль пероксида водорода: 0,0008÷0,0035. При этом температура в зоне синтеза находится в интервале 35÷50°С, а экспозиция полученной системы перед дегидратацией составляет не менее 30 минут.

Указанное время экспозиции обусловлено установлением равновесия между жидкой фазой и кристаллизующейся в указанном температурном и концентрационном интервале из тройной системы LiOH-Н2О2-H2O твердой фазой состава Li2O2⋅H2O.

Как отмечалось выше, для получения пероксида лития с максимальным содержанием основного вещества дегидратации необходимо подвергать систему, где в состоянии равновесия с жидкой фазой находятся твердая фаза состава Li2O2⋅H2O. Ее кристаллизация происходит при строго фиксированном содержании пероксида водорода в жидкой фазе, которое из-за разложения перекисных продуктов может уменьшаться. Для предотвращения этого явления в тройную систему LiOH-H2O2-H2O уместно введение ингибиторов разложения перекисных продуктов, что хорошо известно специалистам, работающим в данной области химии. До настоящего времени не существует строго научных основ для выбора ингибиторов разложения различных растворов пероксидных соединений, препятствующих их разложению [Г.А. Серышев. Химия и технология перекиси водорода, - Л.: Химия, - 1984. - С. 182.]. Поэтому их выбор проводят преимущественно эмпирическим путем в зависимости от состава конкретного раствора. Так как тройная система LiOH-H2O2-H2O в дальнейшем используется для синтеза пероксидных соединений щелочных металлов и далее на их основе регенеративных продуктов для средств защиты органов дыхания человека от поражающих факторов химической и биологической природы, на применяемые в качестве ингибиторов вещества накладывается ряд ограничений (по токсичности, химической устойчивости к воздействию атомарного кислорода и др.). Однозначно оценить влияние того или иного иона или их ассоциатов, содержащихся в многокомпонентной системе, на стабильность системы в целом крайне сложно. Но было отмечено, что гидроксид щелочного металла следует добавлять в раствор пероксида водорода только после полного растворения ортоборной кислоты. При этом гидроксид щелочного металла следует вводить двумя порциями, причем вторую порцию вводят в образовавшуюся жидкую фазу не менее чем через 10 минут после добавления первой порции. Такой прием обусловлен тем, что, при нейтрализации ортоборной кислоты щелочами в водных растворах не образуются ортобораты, содержащие ион (ВО3)3-, поскольку ортобораты практически полностью гидролизуются вследствие слишком малой константы образования [В(ОН)4]-. В растворе образуются тетрабораты, метабораты и соли других полиборных кислот (nB2O2⋅mH2O), не существующие в свободном состоянии (и которые по этой причине невозможно ввести в жидкую фазу в виде исходных соединений), что хорошо известно из курса неорганической химии [Карапетьянц М.X. Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия 1994].

При указанном мольном соотношении исходных реагентов в температурном интервале 35÷50°С за 30 минут происходит кристаллизация моногидрата пероксида лития (Li2O2⋅H2O) - вещества, содержащего минимальное количество кристаллизационной воды.

Соответственно, с одной стороны, такие параметры синтеза приводят к отказу от операции охлаждения тройной системы LiOH-H2O2-H2O (температура в зоне синтеза не поднимается выше 50°С), с другой стороны для достижения равновесия между фазами требуется экспозиция не более 30 минут, что приводит к интенсификации процесса в целом.

Предложенный способ позволяет получать пероксид лития (до 98,5% основного вещества в продукте синтеза) с выходом по литию более 99,5% (технологические потери составляют менее 0,5%). Использование указанных технологических приемов позволяет повысить производительность процесса и снизить энергозатраты за счет отказа от охлаждения тройной системы LiOH-H2O2-H2O до температуры 25÷35°С на протяжении всего времени синтеза.

Способ осуществляют следующим образом. В реактор с мешалкой и рубашкой помещают водный раствор пероксида водорода концентрацией 30÷85%. После этого при перемешивании добавляют требуемое количество ортоборной кислоты (мольное соотношение Н3ВО3/H2O2=0,0008÷0,0035.). После чего двумя порциями с интервалом не менее 10 минут добавляют гидроксид лития таким образом, чтобы температура в зоне реакции не превышала 50°С. Мольное соотношение гидроксид лития / пероксид водорода составляет LiOH/H2O2=1,74÷2,0. После добавления всего гидроксида лития полученную систему выдерживают в реакторе при температуре 35÷50°С и непрерывном перемешивании не менее 30 минут. После этого систему подвергают дегидратации в поле СВЧ.

Пример 1.

К 100 мл 50% водного раствора пероксида водорода добавляют при постоянном перемешивании 0,381 г ортоборной кислоты (мольное соотношение Н3ВО32О2=0,0035). Затем в полученный раствор вводят двумя порциями с интервалом в 10 минут 148 г моногидрата гидроксида лития (LiOH⋅H2O). Первая порция гидроксида лития составляет 21 г. Добавление LiOH⋅H2O осуществляют таким образом, чтобы температура в зоне реакции не превышала 50°С. Мольное соотношение LiOH/H2O2=2,0. После добавления всего LiOH⋅H2O полученную смесь выдерживают в реакторе при температуре 50°С в течение 35 минут. Затем полученную суспензию делят на 5 частей и помещают в специальной посуде в СВЧ сушилку. Дегидратацию осуществляют при частоте излучения 2500 МГц, мощности 850 Вт в течение 9 минут. Конечный продукт содержит 95,1% пероксида лития. Выход по литию составляет 99,3%. Время синтеза составляет 52 минуты.

Пример 2.

К 100 мл 50% водного раствора пероксида водорода добавляют при постоянном перемешивании 0,554 г ортоборной кислоты (мольное соотношение Н3ВО3/H2O2=0,005). Затем в полученный раствор вводят двумя порциями с интервалом в 11 минут 136,8 г моногидрата гидроксида лития (LiOH⋅H2O). Первая порция гидроксида лития составляет 21 г. Добавление LiOH⋅H2O осуществляют таким образом, чтобы температура в зоне реакции не превышала 45°С. Мольное соотношение LiOH/H2O2=1,85. После добавления всего LiOH⋅H2O полученную смесь выдерживают в реакторе при температуре 45°С в течение 32 минут. Затем полученную суспензию делят на 5 частей и помещают в специальной посуде в СВЧ сушилку. Дегидратацию осуществляют при частоте излучения 2500 МГц, мощности 850 Вт в течение 8,5 минут. Конечный продукт содержит 95,7% пероксида лития. Выход по литию составляет 99,4%. Время синтеза составляет 47 минут.

Пример 3.

К 100 мл 50% водного раствора пероксида водорода добавляют при постоянном перемешивании 0,776 г ортоборной кислоты (мольное соотношение Н3ВО32О2=0,007). Затем в полученный раствор вводят двумя порциями с интервалом в 12 минут 133,1 г моногидрата гидроксида лития (LiOH⋅H2O). Первая порция гидроксида лития составляет 21 г. Добавление LiOH⋅H2O осуществляют таким образом, чтобы температура в зоне реакции не превышала 40°С. Мольное соотношение LiOH/Н2О2=1,80. После добавления всего LiOH⋅H2O полученную смесь выдерживают в реакторе при температуре 40°С в течение 31 минуты. Затем полученную суспензию делят на 5 частей и помещают в специальной посуде в СВЧ сушилку. Дегидратацию осуществляют при частоте излучения 2500 МГц, мощности 850 Вт в течение 8 минут. Конечный продукт содержит 97,8% пероксида лития. Выход по литию составляет 99,5%. Время синтеза составляет 46 минут.

Пример 4.

К 100 мл 50% водного раствора пероксида водорода добавляют при постоянном перемешивании 0,887 г ортоборной кислоты (мольное соотношение Н3ВО32О2=0,008). Затем в полученный раствор вводят двумя порциями с интервалом в 13 минут 128,6 г моногидрата гидроксида лития (LiOH⋅H2O). Первая порция гидроксида лития составляет 21 г. Добавление LiOH⋅H2O осуществляют таким образом, чтобы температура в зоне реакции не превышала 35°С. Мольное соотношение LiOH/H2O2=1,74. После добавления всего LiOH⋅H2O полученную смесь выдерживают в реакторе при температуре 35°С в течение 31 минуты. Затем полученную суспензию делят на 5 частей и помещают в специальной посуде в СВЧ сушилку. Дегидратацию осуществляют при частоте излучения 2500 МГц, мощности 850 Вт в течение 8 минут. Конечный продукт содержит 97,5% пероксида лития. Выход по литию составляет 99,4%. Время синтеза составляет 45 минут.

Пример 5.

К 100 мл 50% водного раствора пероксида водорода добавляют при постоянном перемешивании 0,5 г ортоборной кислоты (мольное соотношение Н3ВО32О2=0,0045). Затем в полученный раствор вводят двумя порциями с интервалом в 11 минут 140,5 г моногидрата гидроксида лития (LiOH⋅H2O). Первая порция гидроксида лития составляет 21 г. Добавление LiOH⋅H2O осуществляют таким образом, чтобы температура в зоне реакции не превышала 42°С. Мольное соотношение LiOH/H2O2=1,9. После добавления всего LiOH⋅H2O полученную смесь выдерживают в реакторе при температуре 42°С в течение 33 минут. Затем полученную суспензию делят на 5 частей и помещают в специальной посуде в СВЧ сушилку. Дегидратацию осуществляют при частоте излучения 2500 МГц, мощности 850 Вт в течение 8,5 минут. Конечный продукт содержит 98,5% пероксида лития. Выход по литию составляет 99,6%. Время синтеза составляет 48 минут.

Пример 6 (сравнительный).

Пероксид лития получали, соблюдая все технологические операции и мольное соотношение исходных компонентов, изложенные в Примере 4 патента РФ №2322387, МПК С01В 15/043, 2008 г. Конечный продукт содержит 95,4% пероксида лития. Выход по литию составляет 99,5%. Время синтеза составляет 87 минут.

Данные о времени синтеза пероксида лития и температурных параметрах проведения процесса по примерам 1-6 представлены в таблице.

Предложенный способ получения пероксида лития обеспечивает выход по литию более 99,5% весовых при высоком содержании основного вещества в получаемом продукте (до 98,5% весовых) и минимальном времени синтеза при получении единицы конечной продукции. Следует отметить, что в предложенном способе получения пероксида лития из пероксида водорода и гидроксида лития отсутствует охлаждение зоны синтеза, сопряженное с дополнительными затратами ресурсов.

Способ получения пероксида лития, включающий взаимодействие гидроксида лития с пероксидом водорода при мольном соотношении гидроксид лития/пероксид водорода, равном LiOH/HO=1,74-2,0, и последующую дегидратацию полученной системы путем воздействия излучения сверхвысокой частоты (СВЧ), отличающийся тем, что в раствор пероксида водорода перед добавлением гидроксида лития, которое осуществляют двумя порциями с интервалом не менее 10 мин, вводят ортоборную кислоту (НВО) в следующих количествах, моль вещества/моль пероксида водорода: 0,0035-0,008, при этом температура в зоне синтеза находится в интервале 35-50°C, а экспозиция полученной системы перед дегидратацией составляет не менее 30 мин.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 107.
13.01.2017
№217.015.8551

Перекрытие здания, сооружения

Предложение относится к области строительства и может быть использовано при возведении жилых, общественных и административных зданий и сооружений, а также при их восстановлении или реконструкции. Технический результат предложения заключается в сокращении трудо- и материалозатрат и обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603106
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.88f8

Интегратор постоянного напряжения

Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике. Технический результат - способность определять не только интегральное значение входного сигнала, но и скорость его изменения. Интегратор постоянного напряжения содержит генератор 1 импульсов, двоичный счетчик 2,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602675
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.8932

Устройство для регистрации суммарного значения параметра

Изобретение относится к измерительной технике. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение быстродействия и надежности работы устройства. Устройство для регистрации суммарного значения параметра содержит датчик параметра и усилитель, а также последовательно соединенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602673
Дата охранного документа: 20.11.2016
25.08.2017
№217.015.b128

Способ измерения теплофизических свойств анизотропных материалов методом линейного импульсного источника теплоты

Изобретение относится к области исследования теплофизических характеристик анизотропных материалов. Заявлен способ измерения теплофизических свойств анизотропных материалов методом линейного импульсного источника теплоты, заключающийся в том, что образец исследуемого материала изготавливают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613194
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b1d0

Способ определения коэффициента диффузии растворителей в массивных изделиях из капиллярно-пористых материалов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса в капиллярно-пористых материалах для определения коэффициента диффузии растворителей в строительных материалах и конструкциях, а также в пищевой, химической и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613191
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b26b

Способ определения удельной теплоемкости сыпучих материалов

Изобретение относится к области технической физики, в частности к тепловым методам исследования материалов. Способ определения удельной теплоемкости сыпучих материалов заключается в том, что герметизируют объем с образцом известной массы, образец приводят в тепловой контакт по плоскости с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613591
Дата охранного документа: 17.03.2017
25.08.2017
№217.015.b441

Способ охлаждения дыхательной газовой смеси в средствах индивидуальной защиты органов дыхания

Изобретение относится к области спасательной техники, а именно к средствам индивидуальной защиты органов дыхания, преимущественно маятникового типа, работающим на химически связанном кислороде. Дыхательную газовую смесь (ДГС) пропускают между волокнистыми подложками, на которые предварительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614028
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b5ae

Линия приготовления сухой хмелево-тыквенной закваски

Изобретение относится к хлебопекарной промышленности, в частности к производству хлебопекарных заквасок, и может быть использовано в производстве хлеба функционального назначения. Линия предусматривает приготовление двух фаз, фазы порционного приготовления жидкой хмелево-тыквенной закваски и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614364
Дата охранного документа: 24.03.2017
26.08.2017
№217.015.e217

Гидродинамический смеситель

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, гомогенизации, эмульгирования жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических, тепломассообменных процессов в системах "жидкость-жидкость". Смеситель содержит корпус с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625874
Дата охранного документа: 19.07.2017
26.08.2017
№217.015.e4c4

Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для очистки, разделения и концентрирования растворов электрогиперфильтрационным и электронанофильтрационным методами. Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа состоит из двух фланцев и камер корпуса с каналами ввода и вывода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625668
Дата охранного документа: 18.07.2017
Показаны записи 1-8 из 8.
10.08.2014
№216.012.e6e9

Устройство для испытания дыхательного аппарата

Устройство для испытаний дыхательного аппарата содержит побудитель расхода газовоздушная смеси системы дозирования диоксида углерода и воды, измерители содержания диоксида углерода и кислорода, температуры, сопротивления дыханию и влажности, блок поглощения диоксида углерода. Новым является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524906
Дата охранного документа: 10.08.2014
26.08.2017
№217.015.e3c6

Способ дезактивации руд, рудных и техногенных концентратов

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при переработке руд, рудных и техногенных концентратов для их дезактивации от примесей радиоактивных изотопов: Th, U, U, U, Th, Th, Ra, Ra, Ra. Способ включает обработку раствором выщелачивателя с получением пульпы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626264
Дата охранного документа: 25.07.2017
20.01.2018
№218.016.1125

Способ синтеза минералоподобных матриц для изоляции радиоактивных веществ

Изобретение относится к области переработки жидких радиоактивных промышленных отходов, в частности матричной иммобилизации. Способ синтеза минералоподобных матриц для изоляции радиоактивных веществ включает смешивание жидких радиоактивных отходов с керамообразующим материалов и застывание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633817
Дата охранного документа: 19.10.2017
13.02.2018
№218.016.24a5

Способ стабилизации щелочного раствора пероксида водорода

Изобретение относится к неорганической химии. В водный раствор пероксида водорода последовательно добавляют компоненты в следующих количествах (моль вещества/моль пероксида водорода): сульфат магния (MgSO) - 0,0008÷0,0035; ортоборная кислота (HBO) - 0,0008÷0,0035. Ортоборную кислоту вводят в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642571
Дата охранного документа: 25.01.2018
17.02.2018
№218.016.2cfe

Устройство для испытания дыхательного аппарата

Изобретение относится к устройствам для испытаний дыхательных аппаратов. Устройство для испытания дыхательного аппарата содержит блок имитации дыхания 1, блок подачи диоксида углерода и азота 2, блок имитации потребления кислорода 3 и блок управления 4. Блок имитации дыхания 1 содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643670
Дата охранного документа: 05.02.2018
10.05.2018
№218.016.4107

Способ переработки титаномагнетитового рудного сырья

Изобретение относится к технологиям переработки рудного сырья и может быть использовано для переработки титаномагнетитового рудного сырья. Способ переработки титаномагнетитового рудного сырья включает дробление исходной руды с последующим выделением ванадийсодержащего концентрата. Исходную руду...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649208
Дата охранного документа: 30.03.2018
19.10.2018
№218.016.937b

Способ получения продукта для регенерации воздуха

Изобретение относится к способам получения продуктов для регенерации воздуха для систем жизнеобеспечения человека. Для получения продукта для регенерации воздуха осуществляют смешение раствора пероксида водорода с сульфатом магния и гидроксидами лития и калия с последующей дегидратацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669857
Дата охранного документа: 16.10.2018
29.05.2019
№219.017.67f9

Способ получения сложных эфиров из отходов производства капролактама

Изобретение относится к области синтеза сложных эфиров из спиртовой фракции капролактама. Способ получения сложных эфиров из отходов производства капролактама осуществляется путем реакции этерификации органической кислоты и спирта в условиях автокаталитического выделения тепла, поддерживающего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002422434
Дата охранного документа: 27.06.2011

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД