一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法
【專利摘要】一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法涉及一種無機鹽的制備方法，其主要步驟如下：（1）在中低溫下進行CoCl2·6H2O的初步脫水，此步驟可以脫掉4分子的結(jié)晶水從而得到CoCl2·2H2O；（2）將CoCl2·2H2O中加入有機溶劑，利用有機溶劑將水分子進行置換；（3）進行共沸精餾脫水，得到溶劑化無水氯化鈷；（4）在氮氣氛圍下，將溶劑化的無水氯化鈷在管式爐中進行干燥，蒸出溶劑，得到無水氯化鈷。所制備的氯化鈷的純度大于99%，回收率超過99%。本發(fā)明工藝簡單，操作方便，工藝參數(shù)容易控制，對設(shè)備無特殊要求，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及無機鹽工業(yè)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]無水氯化鈷是一種重要的精細(xì)化工原料，氯化鈷的應(yīng)用主要包含在儀器制造中用作生產(chǎn)氣壓計、比重計、干濕指示劑等。陶瓷工業(yè)用作著色劑。涂料工業(yè)用于制造油漆催干劑。畜牧業(yè)中用于配置復(fù)合飼料。釀造工業(yè)用作啤酒泡沫穩(wěn)定劑。國防工業(yè)用于制造毒氣罩。化學(xué)反應(yīng)中用作催化劑。分折化學(xué)中用于點滴分析鋅，單倍體育種，此外，還用于制造隱顯墨水、氯化鈷試紙，變色硅膠等。還用作氨的吸收劑。目前國內(nèi)沒有大規(guī)模進行生產(chǎn)，工業(yè)化無水氯化鈷的生產(chǎn)研究一直受到我國化工工業(yè)的重視。
[0003]氯化鈷晶體在室溫下穩(wěn)定，受熱后失去結(jié)晶水變成藍(lán)色，在潮濕的空氣中則又變回紅色。因此無水氯化鈷的制備顯得比較復(fù)雜?，F(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)方法是將六水合氯化鈷直接進行加熱脫水，此方法耗時長，能耗大，同時在加熱過程中氯化鈷會發(fā)生水解進而生成氧化鈷黑色固體。專利CN 102357308 A報道采用將空氣進行加熱，以旋轉(zhuǎn)狀態(tài)進入噴霧干燥室與氯化鈷水溶液進行熱交換來制備無水氯化鈷，此方法所需要的設(shè)備數(shù)目多，并且復(fù)雜，同時需要較高的溫度(230-280°C)。CN 101041473 A報道用氫氣和氯氣燃燒所產(chǎn)生的高溫氣體與氯化鈷進行熱交換，并且需要電磁波的催化，此方法操作復(fù)雜，對設(shè)備性能要求高，操作危險性大，氯氣泄露會對周邊環(huán)境造成污染，對設(shè)備的要求較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種操作過程設(shè)備簡單，安全環(huán)保、能耗低的溶劑置換制備無水氯化鈷的方法。
[0005]為此本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法，
1、將低水合氯化鈷中的水分子進行置換得到溶劑化無水氯化鈷，然后將其在氮氣氣氛中進行干燥得到無水氯化鈷，避免了水存在時造成的氯化鈷的水解。主要步驟包括以下幾
I K
少:
步驟1:50-150°C下進行CoC126H20的初步脫水，此步驟可以脫掉4分子的結(jié)晶水從而得到 CoC122H20 ；
步驟2:將CoC122H20到加入乙醇，異丙醇，正丙醇，正丁醇，異丁醇，叔丁醇，仲丁醇，戊醇，異戊醇，3-戊醇等低碳醇以及乙腈，丙腈等有機溶劑中，機械攪拌進行充分的混合，用有機溶劑將水進行置換；
步驟3:進行共沸精餾脫水，得到溶劑化無水氯化鈷；
步驟4:在氮氣保護下，將溶劑化的無水氯化鈷在管式爐中進行干燥，蒸出溶劑，得到無水氯化鈷；
2、步驟I中加熱溫度為120°C，加熱時間120min；3、步驟2中所述的的有機溶劑為乙醇，異丙醇，正丙醇，正丁醇，異丁醇，叔丁醇，仲丁醇，戊醇，異戊醇，3-戊醇等與低碳醇以及乙腈，丙腈等有機溶劑，將第一步中得到的低水合氯化鈷加入有機溶劑中，進行充分的攪拌混合，使有機溶劑對水進行充分的置換；
4、步驟3中共進行常壓共沸精餾脫水，用有機溶劑作為共沸劑進行共沸精餾脫水，所用的有機溶劑的量為低水合氯化鈷質(zhì)量的1-5倍，精餾回流比為5:1-10:1 ;
5、步驟4中干燥過程中，需要用氮氣進行保護，管式爐的加熱溫度為100°C，干燥時間為120min，氮氣的流速為50mL/min。
[0006]本技術(shù)方案工藝簡單，操作方便，無需高溫操作，工藝參數(shù)容易控制，對設(shè)備無特殊要求，安全無污染，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是無水氯化鈷制備的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0008]實例一:(I)稱取500g六水合氯化鈷CoC126H20，放入烘箱中120°C加熱120min，得到二水合氯化鈷CoC122H20 ；
(2)將第一步得到的二水合氯化鈷加入到無水乙醇中，進行充分的攪拌，用乙醇將低水合氯化鈷中的水分子置換出來，乙醇的用量為二水合氯化鈷質(zhì)量的I倍；
(3)將第二步中得到的物質(zhì)進行共沸精餾，加熱溫度為150°C，回流比為10:1進行采出塔頂液，直到塔頂溫度達(dá)到78.5°C時，停止采出，共沸精餾結(jié)束，然后將多余的乙醇蒸出回收，得到溶劑化無水氯化鈷；
(4)將第三步中得到的溶劑化無水氯化鈷放入管式爐中，在氮氣氣氛中進行100°C加熱120min將乙醇蒸出，得到無水氯化鈷，稱重m=270g，氯化鈷的純度為99.1%。
[0009]實例二:( I)稱取500g六水合氯化鈷，放入烘箱中120°C加熱120min，得到二水合氯化鈷；
(2)將第一步得到的二水合氯化鈷加入到無水正丙醇中，進行充分的攪拌，用正丙醇將低水合氯化鈷中的水分子置換出來，正丙醇的用量為二水合氯化鈷質(zhì)量的3倍；
(3)將第二步中得到的物質(zhì)進行共沸精餾，加熱溫度為150°C，回流比為8:1進行采出塔頂液，直到塔頂溫度達(dá)到97.2°C時，停止采出，共沸精餾結(jié)束，然后將多余的正丙醇蒸出回收，得到溶劑化無水氯化鈷；
(4)將第三步中得到的溶劑化無水氯化鈷放入管式爐中，在氮氣氣氛中100°C加熱120min將正丙醇蒸出，得到無水氯化鈷，稱重m=270.5g，氯化鈷的純度為99.5%。
[0010]實例三:(I)稱取500g六水合氯化鈷，放入烘箱中120°C加熱120min，得到二水合氯化鈷；
(2)將第一步得到的二水合氯化鈷加入到無水異丙醇中，進行充分的攪拌，用異丙醇將低水合氯化鈷中的水分子置換出來，異丙醇的用量為二水合氯化鈷質(zhì)量的4倍；
(3)將第二步中得到的物質(zhì)進行共沸精餾，加熱溫度為1501:，回流比為6:1進行采出塔頂液，直到塔頂溫度達(dá)到82.4°C時，停止采出，共沸精餾結(jié)束，然后將多余的異丙醇蒸出回收，得到溶劑化無水氯化鈷；(4)將第三步中得到的溶劑化無水氯化鈷放入管式爐中，在氮氣氣氛中100°C加熱120min將異丙醇蒸出，得到無水氯化鈷，稱重m=270.0g,氯化鈷的純度為99.6%。
[0011]實例四:(1)稱取500g六水合氯化鈷，放入烘箱中120°C加熱120min，得到二水合氯化鈷；
(2)將第一步得到的二水合氯化鈷加入到乙腈中，進行充分的攪拌，用乙腈將低水合氯化鈷中的水分子置換出來，乙腈的用量為二水合氯化鈷質(zhì)量的5倍；
(3)將第二步中得到的物質(zhì)進行共沸精餾，加熱溫度為1501:，回流比為5:1進行采出塔頂液，直到塔頂溫度達(dá)到76°C時，停止采出，共沸精餾結(jié)束，然后將多余的乙腈蒸出回收，得到溶劑化無水氯化鈷；
(4)將第三步中得到的溶劑化無水氯化鈷放入管式爐中，在氮氣氣氛中進行100°C加熱120min將乙腈蒸出 ，得到無水氯化鈷,稱重m=271.1g,氯化鈷的純度為99.4%。
【權(quán)利要求】
1.一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法，其特征是:通過如下步驟進行: 步驟1:進行CoCl2KH2O的初步脫水，此步驟可以脫掉4分子的晶水從而得到CoC12.2H20 ； 步驟2 ^fCoCl2CH2O加入到低碳醇或者乙腈等有機溶劑中，進行充分的攪拌，進行水的置換； 步驟3:對溶劑置換后的氯化鈷進行共沸精餾脫水，得到溶劑化無水氯化鈷； 步驟4:在氮氣保護下，將溶劑化的無水氯化鈷在管式爐中進行干燥，蒸出溶劑，得到無水氯化鈷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法，其特征在于:步驟I中初步脫水溫度為60°C _150°C，脫水時間為60min-240min。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I或2所述的一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法，其特征在于:步驟I中所用的干燥方式為電熱鼓風(fēng)干燥法或真空干燥法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法，其特征在于:步驟2中所用的有機溶劑為醇類物質(zhì)，主要包括乙醇，異丙醇，正丙醇，正丁醇，異丁醇，叔丁醇，仲丁醇，戊醇，異戊醇，3-戊醇等低碳醇類物質(zhì)以及乙腈，丙腈等,所用的有機溶劑的質(zhì)量為CoCl2CH2O 質(zhì)量的 1-5 倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法，其特征在于:步驟2中所用的攪拌方式為磁力攪拌或者機械攪拌，攪拌的時間為30-90min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法，其特征在于:步驟3中共沸精餾脫水時回流比控制為1:1-10:1，塔頂溫度為50-150°C，塔釜的加熱溫度為100-200。。。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法，其特征在于:步驟3中采用的精餾方式為常壓精餾，精餾柱的高度為l-2m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法，其特征在于:步驟4中采用管式爐進行干燥時，加熱溫度控制在50-200°C，時間為30-150min，保護氣為氮氣或者氬氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的一種溶劑置換法制備無水氯化鈷的方法，其特征在于:步驟4中采用管式爐進行干燥時，氮氣的流速為10-60mL/min。
【文檔編號】C01G51/08GK104129817SQ201410294456
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】孫國新, 孫智猛, 牟曉磊 申請人:濟南大學(xué)