RU2322387C1 - Lithium peroxide production process - Google Patents
Lithium peroxide production process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2322387C1 RU2322387C1 RU2006122369/15A RU2006122369A RU2322387C1 RU 2322387 C1 RU2322387 C1 RU 2322387C1 RU 2006122369/15 A RU2006122369/15 A RU 2006122369/15A RU 2006122369 A RU2006122369 A RU 2006122369A RU 2322387 C1 RU2322387 C1 RU 2322387C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lithium
- peroxide
- lioh
- temperature
- hydrogen peroxide
- Prior art date
Links
- HPGPEWYJWRWDTP-UHFFFAOYSA-N lithium peroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][O-] HPGPEWYJWRWDTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 6
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 104
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 18
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 21
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 12
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- PQVSTLUFSYVLTO-UHFFFAOYSA-N ethyl n-ethoxycarbonylcarbamate Chemical compound CCOC(=O)NC(=O)OCC PQVSTLUFSYVLTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- GLXDVVHUTZTUQK-UHFFFAOYSA-M lithium hydroxide monohydrate Substances [Li+].O.[OH-] GLXDVVHUTZTUQK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 229940040692 lithium hydroxide monohydrate Drugs 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 7
- 229910018071 Li 2 O 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- -1 lithium peroxide compound Chemical class 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 150000004808 allyl alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005185 salting out Methods 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения пероксида лития.The invention relates to methods for producing lithium peroxide.
Известны способы получения пероксида лития путем взаимодействия гидроксида лития с водным раствором пероксида водорода в среде органического растворителя [патент США №2292358, НКИ 23-184, 1942 г.; патент США №3147075, НКИ 23-184, 1964 г; патент США №2488485, НКИ 23-184, 1945 г; патент США №3212850, НКИ 23-184, 1965 г.]. В качестве органического растворителя используют метиловый, этиловый, пропиловый или аллиловый спирты, толуол или ксилол. Способы заключаются в приготовлении суспензии гидроксида лития и водного раствора пероксида водорода при определенном соотношении компонентов, высаливании при добавлении органического соединения образовавшегося перекисного соединения лития (обычно это дигидрат пероксогидрата пероксида лития Li2O2·H2O2·3H2O или дипероксогидрат перекиси лития Li2O2·2Н2O2), отделении осадка фильтрованием или центрифугированием, промывке осадка органическим соединением и термической дегидратации осадка под вакуумом. При этом температура вакуумной сушки колеблется в пределах от 80 до 130°С, а длительность процесса доходит до 36 часов [патент США №3212850, НКИ 23-184, 1965 г.].Known methods for producing lithium peroxide by reacting lithium hydroxide with an aqueous solution of hydrogen peroxide in an organic solvent [US patent No. 2292358, NKI 23-184, 1942; US patent No. 3147075, NKI 23-184, 1964; US patent No. 2488485, NKI 23-184, 1945 g; US patent No. 3212850, NKI 23-184, 1965]. The organic solvent used is methyl, ethyl, propyl or allyl alcohols, toluene or xylene. The methods consist in preparing a suspension of lithium hydroxide and an aqueous solution of hydrogen peroxide at a certain ratio of components, salting out with the addition of an organic compound of the resulting lithium peroxide compound (usually it is lithium peroxide dihydrate Li 2 O 2 · H 2 O 2 · 3H 2 O or lithium peroxohydrate Li 2 O 2 · 2H 2 O 2 ), separating the precipitate by filtration or centrifugation, washing the precipitate with an organic compound and thermal dehydration of the precipitate under vacuum. At the same time, the temperature of vacuum drying ranges from 80 to 130 ° C, and the duration of the process reaches 36 hours [US patent No. 3212850, NKI 23-184, 1965].
Все рассмотренные выше способы обладают рядом недостатков. Во-первых, использование водно-органических растворителей, хотя и понижает растворимость соединений лития в маточном растворе, принципиально не позволяет удалить все ионы Li+ из маточного раствора. За счет этого выход по литию в указанных способах не превышает 85%. Во-вторых, во всех этих способах большой расход растворителя на единицу конечного продукта. Так в способе [патент США №2292358, НКИ 23-184, 1942 г.] на получение 380 г перекиси лития расходуется порядка 8,5 л метанола, а в способе [патент США №3147075, НКИ 23-184, 1964 г.] для получения 39 г перекиси лития расходуется 350 мл толуола или ксилола и по 100 мл метанола и пентана. Большой расход органического соединения обусловлен тем, что образующийся на стадии фильтрации фильтрат и промывочный раствор удаляется из технологического процесса в качестве отходов производства (не регенерируется), т.к. фильтрат и промывочный раствор представляют собой трудно разделяемую смесь воды, растворителя и соединений лития. Таким образом, в способах [кроме патента США №3212850, НКИ 23-184, 1965 г.] в окружающую среду выбрасывается около 15% изначально взятых соединений лития и все органические соединения, что не только экономически невыгодно, но и экологически вредно.All the above methods have several disadvantages. First, the use of water-organic solvents, although it reduces the solubility of lithium compounds in the mother liquor, fundamentally does not allow to remove all Li + ions from the mother liquor. Due to this, the lithium yield in these methods does not exceed 85%. Secondly, in all these methods, a large consumption of solvent per unit of the final product. So in the method [US patent No. 2292358, NKI 23-184, 1942] to obtain 380 g of lithium peroxide is consumed about 8.5 liters of methanol, and in the method [US patent No. 3147075, NKI 23-184, 1964] to obtain 39 g of lithium peroxide, 350 ml of toluene or xylene and 100 ml of methanol and pentane are consumed. The high consumption of the organic compound is due to the fact that the filtrate and washing solution formed at the filtration stage are removed from the process as production waste (not regenerated), because the filtrate and wash solution are a difficult to separate mixture of water, solvent and lithium compounds. Thus, in the methods [except for US patent No. 3212850, NKI 23-184, 1965] about 15% of the originally taken lithium compounds and all organic compounds are released into the environment, which is not only economically disadvantageous, but also environmentally harmful.
Кроме того, в способах [патент США №3147075, НКИ 23-184, 1964 г.; патент США №2488485, НКИ 23-184, 1945 г.] исходную смесь гидроксида лития и пероксида водорода добавляют в кипящие органические соединения (ксилол, толуол, пропанол, пиридин), а в способе [Т.А.Добрынина. Перекись лития. - М.: Наука, - 1964. - 52 с.] водно-органическая смесь, содержащая перекисные соединения, кипятилась в течение 2 часов. Такие приемы делают данные способы пожаро- и взрывоопасными.In addition, in the methods of [US patent No. 3147075, NKI 23-184, 1964; US patent No. 2488485, NKI 23-184, 1945] the initial mixture of lithium hydroxide and hydrogen peroxide is added to boiling organic compounds (xylene, toluene, propanol, pyridine), and in the method [T. A. Dobrynin. Lithium peroxide. - M .: Nauka, - 1964. - 52 p.] A water-organic mixture containing peroxide compounds was boiled for 2 hours. Such techniques make these methods fire and explosive.
И, наконец, сушка промежуточного аддукта в течение длительного времени в вакууме при повышенных температурах требует больших энергозатрат.And finally, drying the intermediate adduct for a long time in vacuum at elevated temperatures requires large energy costs.
Известен способ получения пероксида лития без использования органических растворителей [патент США №3134646, НКИ 23-184, 1964 г.]. По известному способу к свежеприготовленному насыщенному раствору гидроксида лития добавляют пероксид водорода концентрацией 27-35% в избытке от стехиометрического соотношения до 20%. Полученный раствор под давлением инжектируют в распылительную сушилку. В качестве сушильного агента используется воздух. Температура на входе в сушилку поддерживается на уровне 230°С. Полученный продукт содержит 85% Li2O2, 9% Li2СО3 и 6% LiOH.A known method of producing lithium peroxide without the use of organic solvents [US patent No. 3134646, NCI 23-184, 1964]. According to the known method, hydrogen peroxide with a concentration of 27-35% in excess from a stoichiometric ratio of up to 20% is added to a freshly prepared saturated solution of lithium hydroxide. The resulting solution is injected under pressure into a spray dryer. Air is used as a drying agent. The temperature at the inlet to the dryer is maintained at 230 ° C. The resulting product contains 85% Li 2 O 2 , 9% Li 2 CO 3 and 6% LiOH.
Однако данный способ получения пероксида лития также обладает рядом недостатков. Во-первых, низкий выход по литию (даже современные батарейные циклоны не улавливают более 90% целевого продукта), во-вторых, невысокое содержание основного вещества в продукте синтеза и, в-третьих, большие энергозатраты, связанные с необходимостью прогревать большие массы воздуха до температуры 230°С.However, this method of producing lithium peroxide also has several disadvantages. Firstly, a low yield of lithium (even modern battery cyclones do not capture more than 90% of the target product), secondly, the low content of the main substance in the synthesis product and, thirdly, high energy costs associated with the need to heat large air masses to temperature 230 ° С.
Известен способ получения пероксида лития [патент США №3446588, НКИ 23-184, 1969 г.], который заключается во взаимодействии раствора пероксида водорода и моногидрата гидроксида лития, нагреве реакционной смеси, отделении продукта реакции фильтрованием с последующей дегидратацией твердого остатка. Способ осуществляют следующим образом. К водному раствору пероксида водорода (процентная концентрация от 30 до 70%) добавляют моногидрат гидроксида лития. Пероксид водорода берут в избытке до 25% от стехиометрического соотношения, при этом соотношение компонентов в реакционной смеси LiOH/H2O2 составляет от 2:1 до 2:1,25. После добавления всего гидроксида лития реакционную смесь нагревают до температуры 70-100°С. Затем твердый остаток отделяют от маточного раствора и сушат в вакууме при остаточном давлении 0,5-1 мм рт. ст. и температуре 110°С. Выход по литию составляет от 83 до 92%. Получаемый таким образом продукт содержит до 98% пероксида лития.A known method of producing lithium peroxide [US patent No. 3446588, NKI 23-184, 1969], which consists in the interaction of a solution of hydrogen peroxide and lithium hydroxide monohydrate, heating the reaction mixture, separating the reaction product by filtration, followed by dehydration of the solid residue. The method is as follows. To an aqueous solution of hydrogen peroxide (percentage concentration from 30 to 70%), lithium hydroxide monohydrate is added. Hydrogen peroxide is taken in excess of up to 25% of the stoichiometric ratio, while the ratio of components in the reaction mixture LiOH / H 2 O 2 is from 2: 1 to 2: 1.25. After adding all of the lithium hydroxide, the reaction mixture is heated to a temperature of 70-100 ° C. Then the solid residue is separated from the mother liquor and dried in vacuum at a residual pressure of 0.5-1 mm RT. Art. and a temperature of 110 ° C. The yield of lithium is from 83 to 92%. The product thus obtained contains up to 98% lithium peroxide.
Хотя в предложенном способе получения пероксида лития и не используются органические растворители, он не избавлен от основного недостатка всех рассмотренных выше способов - низкого выхода по литию. Низкий выход по литию обусловлен тем, что на стадии отделения твердого остатка от маточного раствора с фильтратом из технологического цикла удаляется до 17% начально взятых ионов лития.Although the proposed method for producing lithium peroxide does not use organic solvents, it is not spared the main disadvantage of all the above methods - low yield of lithium. The low yield of lithium is due to the fact that at the stage of separation of the solid residue from the mother liquor with the filtrate, up to 17% of the initial lithium ions are removed from the technological cycle.
Кроме того, нагрев реакционной смеси до температуры 100°С и длительная сушка в вакууме при температуре 110°С требуют дополнительных энергозатрат. Низкий выход по литию, большой расход пероксида водорода на единицу конечного продукта и высокая энергоемкость процесса снижают экономичность процесса.In addition, heating the reaction mixture to a temperature of 100 ° C and prolonged drying in vacuum at a temperature of 110 ° C require additional energy consumption. Low yield of lithium, high consumption of hydrogen peroxide per unit of the final product and high energy intensity of the process reduce the efficiency of the process.
Известен способ получения пероксида лития [патент Великобритании №1084075, НКИ - CIAN 44, 1967 г., см. также патент США №3185546, НКИ 23-184, 1965 г.], который заключается во взаимодействии раствора пероксида водорода и моногидрата гидроксида лития, при этом соотношение компонентов в реакционной смеси LiOH/H2O2 составляет от 2:1 до 3:1, отделении продукта реакции фильтрованием с последующей дегидратацией твердого остатка. При этом для отделения образующегося осадка от маточного раствора и его дальнейшей промывки используются органические соединения (метанол). Дегидратация полученного после фильтрования твердого остатка осуществляется или сушкой в вакууме в течение 2 часов при температуре 30-55°С, либо сушкой сухим декарбонизированным воздухом при температуре от 23 до 115°С.A known method of producing lithium peroxide [UK patent No. 1084075, NCI - CIAN 44, 1967, see also US patent No. 3185546, NCI 23-184, 1965], which consists in the interaction of a solution of hydrogen peroxide and lithium hydroxide monohydrate, the ratio of the components in the reaction mixture LiOH / H 2 O 2 is from 2: 1 to 3: 1, separation of the reaction product by filtration, followed by dehydration of the solid residue. In this case, organic compounds (methanol) are used to separate the precipitate formed from the mother liquor and its further washing. Dehydration of the solid residue obtained after filtration is carried out either by drying in vacuum for 2 hours at a temperature of 30-55 ° C, or by drying with dry decarbonized air at a temperature of from 23 to 115 ° C.
Однако использованные в способе по патенту Великобритании №1084075 технологические приемы, в частности применение органических веществ, наличие стадии отделения твердого остатка от маточного раствора фильтрованием или центрифугированием не позволяют обеспечить высокий выход по ионам лития. В данном способе при дегидратации промежуточных аддуктов при получении пероксида лития (вакуумная сушка, сушка в потоке сушильного агента и т.д.) удаление воды сначала происходит из жидкой фазы. Затем следует образование твердой фазы - сольватов пероксида лития, дегидратация которых происходит следующим образом. На поверхности твердой фазы происходит термическое разрушение сольвата, сопровождаемое образованием пероксида лития и удалением паров воды. При дегидратации следующего слоя сольвата пары воды проходят через слой уже образовавшегося пероксида лития, частично вступая с ним в химическую реакцию. Это приводит к снижению содержания основного вещества (пероксида лития) в продукте синтеза. Кроме того, способ характеризуется высокой энергоемкостью и продолжительностью.However, the technological methods used in the method of Great Britain Patent No. 1084075, in particular the use of organic substances, the presence of the stage of separation of the solid residue from the mother liquor by filtration or centrifugation do not allow for a high yield of lithium ions. In this method, during the dehydration of intermediate adducts upon receipt of lithium peroxide (vacuum drying, drying in a stream of a drying agent, etc.), water is first removed from the liquid phase. Then follows the formation of a solid phase - solvates of lithium peroxide, the dehydration of which occurs as follows. On the surface of the solid phase, thermal destruction of the solvate occurs, accompanied by the formation of lithium peroxide and the removal of water vapor. During dehydration of the next solvate layer, water vapor passes through a layer of lithium peroxide already formed, partially entering into a chemical reaction with it. This leads to a decrease in the content of the main substance (lithium peroxide) in the synthesis product. In addition, the method is characterized by high energy intensity and duration.
Задачей изобретения является повышение экономичности процесса.The objective of the invention is to increase the efficiency of the process.
Технический результат заключается в увеличении выхода по литию и снижении затрат на единицу конечной продукции.The technical result consists in increasing the output of lithium and reducing costs per unit of final product.
Технический результат достигается 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, и температуре в зоне синтеза 25-35°С и последующую дегидратацию продукта реакции, дегидратацию осуществляют путем воздействия излучения сверхвысокой частоты (СВЧ).The technical result is achieved by the fact that in the method for producing lithium peroxide, comprising the interaction of lithium hydroxide with hydrogen peroxide at a molar ratio of lithium hydroxide / hydrogen peroxide equal to LiOH / H 2 O 2 = 1.74 ÷ 2, and the temperature in the synthesis zone 25-35 ° C and subsequent dehydration of the reaction product, dehydration is carried out by exposure to ultra-high frequency (microwave) radiation.
При указанном мольном соотношении исходных реагентов в температурном интервале 25-35°С происходит кристаллизация моногидрата пероксида лития (Li2O2·H2O) - вещества, содержащего минимальное количество кристаллизационной воды, которую следует удалять на стадии дегидратации. Соответственно, с одной стороны, такой режим взаимодействия приводит к отказу от операции отделения маточного раствора от продукта реакции пероксида водорода и гидроксида лития (стадия фильтрации), что позволяет уменьшить технологические потери ионов лития и сократить расход пероксида водорода на единицу конечного продукта. С другой стороны, чем меньшее количество воды необходимо удалить на стадии дегидратации, тем менее вероятно разложение образовавшегося пероксида лития, т.е. конечный продукт будет содержать максимальное количество целевого продукта - пероксида лития. Следует отметить, что при изменении указанного мольного соотношения LiOH/H2O2 и температурного интервала фигуративная точка состава твердой фазы перемещается в область, соответствующую составу Li2O2·H2O2·3H2O, что приводит к увеличению количества воды, подлежащей удалению на стадии дегидратации, и, в конечном счете, к уменьшению содержания основного вещества в продукте синтеза.At the indicated molar ratio of the starting reagents in the temperature range of 25-35 ° С, crystallization of lithium peroxide monohydrate (Li 2 O 2 · H 2 O) occurs - a substance containing the minimum amount of crystallization water, which should be removed at the dehydration stage. Accordingly, on the one hand, this interaction mode leads to the rejection of the operation of separating the mother liquor from the reaction product of hydrogen peroxide and lithium hydroxide (filtration stage), which allows to reduce technological losses of lithium ions and to reduce the consumption of hydrogen peroxide per unit of the final product. On the other hand, the less water needs to be removed at the dehydration stage, the less likely is the decomposition of the formed lithium peroxide, i.e. the final product will contain the maximum amount of the target product - lithium peroxide. It should be noted that when the indicated molar ratio of LiOH / H 2 O 2 and the temperature range change, the figurative point of the composition of the solid phase moves to the region corresponding to the composition of Li 2 O 2 · H 2 O 2 · 3H 2 O, which leads to an increase in the amount of water, to be removed at the stage of dehydration, and, ultimately, to reduce the content of the main substance in the synthesis product.
При дегидратации полученной суспензии путем воздействия СВЧ излучения в суспензии возникают объемные источники тепла, что приводит к увеличению скорости удаления паров воды из зоны сушки при более низких температурах. При этом пары воды равномерно удаляются из всего объема суспензии. Это приводит к тому, что вероятность химического взаимодействия целевого продукта (Li2O2) с парами воды, приводящая к образованию гидроксида лития, существенно понижается, т.е. возрастает содержание пероксида лития в продукте синтеза. Для интенсификации удаления паров воды из зоны сушки возможен обдув образцов током предварительно осушенного инертного газа.During dehydration of the resulting suspension by exposure to microwave radiation, volumetric heat sources appear in the suspension, which leads to an increase in the rate of removal of water vapor from the drying zone at lower temperatures. In this case, water vapor is uniformly removed from the entire volume of the suspension. This leads to the fact that the probability of chemical interaction of the target product (Li 2 O 2 ) with water vapor, leading to the formation of lithium hydroxide, is significantly reduced, i.e. the content of lithium peroxide in the synthesis product increases. To intensify the removal of water vapor from the drying zone, it is possible to blow samples with a current of previously dried inert gas.
Предложенный способ позволяет получать пероксид лития (до 98% основного вещества в продукте синтеза) с выходом по литию более 99% (технологические потери составляют менее 0,5%). Использование для дегидратации СВЧ излучения позволяет повысить производительность процесса по сравнению с вакуумной сушкой до 40 раз и снизить энергозатраты на 60-70%.The proposed method allows to obtain lithium peroxide (up to 98% of the main substance in the synthesis product) with a yield of more than 99% for lithium (technological losses are less than 0.5%). The use of microwave radiation for dehydration can increase the productivity of the process compared to vacuum drying up to 40 times and reduce energy consumption by 60-70%.
Способ осуществляют следующим образом. В реактор с мешалкой и рубашкой, в которую может подаваться либо теплоноситель, либо хладагент, помещают водный раствор пероксида водорода концентрацией 30-85%. После этого при перемешивании добавляют требуемое количество гидроксида лития (можно использовать как безводный LiOH, так и LiOH·H2O) таким образом, чтобы температура в зоне реакции не превышала 35°С. Мольное соотношение гидроксид лития / пероксид водорода составляет LiOH/H2O2=1,74÷2. После добавления всего пероксида водорода полученную суспензию выдерживают в реакторе при температуре 20-35°С и непрерывном перемешивании не менее часа. После этого суспензию подвергают дегидратации.The method is as follows. An aqueous solution of hydrogen peroxide with a concentration of 30-85% is placed in a reactor with a stirrer and a jacket, into which either coolant or coolant can be supplied. After that, the required amount of lithium hydroxide is added with stirring (both anhydrous LiOH and LiOH · H 2 O can be used) so that the temperature in the reaction zone does not exceed 35 ° C. The molar ratio of lithium hydroxide / hydrogen peroxide is LiOH / H 2 O 2 = 1.74 ÷ 2. After adding all of hydrogen peroxide, the resulting suspension is kept in a reactor at a temperature of 20-35 ° C and continuous stirring for at least an hour. After this, the suspension is subjected to dehydration.
Пример 1.Example 1
К 10 мл 50% водного раствора пероксида водорода добавляют при постоянном перемешивании 14,8 г моногидрата гидроксида лития (LiOH·H2O) так, чтобы температура в зоне реакции не превышала 25°С. Мольное соотношение LiOH/H2O2=2. После добавления всего LiOH·H2O полученную смесь выдерживают в реакторе при температуре 25°С в течение 1 часа. 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 7 минут. Конечный продукт содержит 95,0% пероксида лития. Выход по литию составляет 99,6%.To 10 ml of a 50% aqueous hydrogen peroxide solution, 14.8 g of lithium hydroxide monohydrate (LiOH · H 2 O) is added with constant stirring so that the temperature in the reaction zone does not exceed 25 ° C. The molar ratio of LiOH / H 2 O 2 = 2. After adding all LiOH · H 2 O, the resulting mixture was kept in a reactor at a temperature of 25 ° C for 1 hour. Then the resulting suspension is divided into 5 parts and placed in a special bowl in a microwave dryer. Dehydration is carried out at a radiation frequency of 2500 MHz, power 850 W for 7 minutes. The final product contains 95.0% lithium peroxide. The lithium yield is 99.6%.
Пример 2.Example 2
К 11,5 мл 50% водного раствора пероксида водорода добавляют при постоянном перемешивании 14,8 г моногидрата гидроксида лития (LiOH.Н2О) так, чтобы температура в зоне реакции не превышала 25°С. Мольное соотношение LiOH/H2O2=1,74. После добавления всего LiOH·Н2О полученную смесь выдерживают в реакторе при температуре 35°С в течение 1 часа. 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 7 минут. Конечный продукт содержит 96,4% пероксида лития. Выход по литию составляет 99,7%.To 11.5 ml of a 50% aqueous hydrogen peroxide solution, 14.8 g of lithium hydroxide monohydrate (LiOH . H 2 O) is added with constant stirring so that the temperature in the reaction zone does not exceed 25 ° C. The molar ratio of LiOH / H 2 O 2 = 1.74. After adding all of LiOH · H 2 O, the resulting mixture was kept in a reactor at a temperature of 35 ° C for 1 hour. Then the resulting suspension is divided into 5 parts and placed in a special bowl in a microwave dryer. Dehydration is carried out at a radiation frequency of 2500 MHz, power 850 W for 7 minutes. The final product contains 96.4% lithium peroxide. The lithium yield is 99.7%.
Пример 3.Example 3
К 10 мл 50% водного раствора пероксида водорода добавляют при постоянном перемешивании 13,7 г моногидрата гидроксида лития (LiOH.H2O) так, чтобы температура в зоне реакции не превышала 30°С. Мольное соотношение LiOH/H2O2=1,85. После добавления всего LiOH.H2O полученную смесь выдерживают в реакторе при температуре 30°С в течение 1 часа. 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 7 минут. Конечный продукт содержит 97,3% пероксида лития. Выход по литию составляет 99,6%.To 10 ml of a 50% aqueous hydrogen peroxide solution, 13.7 g of lithium hydroxide monohydrate (LiOH . H 2 O) is added with constant stirring so that the temperature in the reaction zone does not exceed 30 ° C. The molar ratio of LiOH / H 2 O 2 = 1.85. After adding all the LiOH . H 2 O the resulting mixture is kept in a reactor at a temperature of 30 ° C for 1 hour. Then the resulting suspension is divided into 5 parts and placed in a special bowl in a microwave dryer. Dehydration is carried out at a radiation frequency of 2500 MHz, power 850 W for 7 minutes. The final product contains 97.3% lithium peroxide. The lithium yield is 99.6%.
Пример 4.Example 4
К 18 мл 30% водного раствора пероксида водорода добавляют при постоянном перемешивании 13,7 г моногидрата гидроксида лития (LiOH.H2O) так, чтобы температура в зоне реакции не превышала 30°С. Мольное соотношение LiOH/Н2O2=1,85. После добавления всего LiOH.H2O полученную смесь выдерживают в реакторе при температуре 30°С в течение 1 часа. 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 7 минут. Конечный продукт содержит 95,4% пероксида лития. Выход по литию составляет 99,5%.To 18 ml of a 30% aqueous solution of hydrogen peroxide, 13.7 g of lithium hydroxide monohydrate (LiOH . H 2 O) was added with constant stirring so that the temperature in the reaction zone did not exceed 30 ° C. The molar ratio of LiOH / H 2 O 2 = 1.85. After adding all the LiOH . H 2 O the resulting mixture is kept in a reactor at a temperature of 30 ° C for 1 hour. Then the resulting suspension is divided into 5 parts and placed in a special bowl in a microwave dryer. Dehydration is carried out at a radiation frequency of 2500 MHz, power 850 W for 7 minutes. The final product contains 95.4% lithium peroxide. The lithium yield is 99.5%.
Пример 5.Example 5
К 5,2 мл 85% водного раствора пероксида водорода добавляют при постоянном перемешивании 13,7 г моногидрата гидроксида лития (LiOH.H2O) так, чтобы температура в зоне реакции не превышала 30°С. Мольное соотношение LiOH/H2O2=1,85. После добавления всего LiOH.Н2О полученную смесь выдерживают в реакторе при температуре 30°С в течение 1 часа. 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 7 минут. Конечный продукт содержит 98,2% пероксида лития. Выход по литию составляет 99,7%.To 5.2 ml of an 85% aqueous hydrogen peroxide solution, 13.7 g of lithium hydroxide monohydrate (LiOH . H 2 O) is added with constant stirring so that the temperature in the reaction zone does not exceed 30 ° C. The molar ratio of LiOH / H 2 O 2 = 1.85. After adding all the LiOH . H 2 About the resulting mixture is kept in a reactor at a temperature of 30 ° C for 1 hour. Then the resulting suspension is divided into 5 parts and placed in a special bowl in a microwave dryer. Dehydration is carried out at a radiation frequency of 2500 MHz, power 850 W for 7 minutes. The final product contains 98.2% lithium peroxide. The lithium yield is 99.7%.
Пример 6.Example 6
К 10 мл 50% водного раствора пероксида водорода добавляют при постоянном перемешивании 7,8 г гидроксида лития (LiOH) так, чтобы температура в зоне реакции не превышала 30°С. Мольное соотношение LiOH/H2O2=1,85. После добавления всего LiOH полученную смесь выдерживают в реакторе при температуре 30°С в течение 1 часа. 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 7 минут. Конечный продукт содержит 98,4% пероксида лития. Выход по литию составляет 99,6%.To 10 ml of a 50% aqueous hydrogen peroxide solution, 7.8 g of lithium hydroxide (LiOH) is added with constant stirring so that the temperature in the reaction zone does not exceed 30 ° C. The molar ratio of LiOH / H 2 O 2 = 1.85. After adding all the LiOH, the resulting mixture was kept in a reactor at a temperature of 30 ° C for 1 hour. Then the resulting suspension is divided into 5 parts and placed in a special bowl in a microwave dryer. Dehydration is carried out at a radiation frequency of 2500 MHz, power 850 W for 7 minutes. The final product contains 98.4% lithium peroxide. The lithium yield is 99.6%.
Предложенный 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. Кроме того, следует особо отметить, что способ получения пероксида лития из пероксида водорода и гидроксида лития экологически безопасен.The proposed method for producing lithium peroxide provides a lithium yield of more than 99.5% by weight with a high content of the main substance in the resulting product (up to 98.4% by weight) and a minimum consumption of the starting components per unit of final product. In addition, it should be noted that the method of producing lithium peroxide from hydrogen peroxide and lithium hydroxide is environmentally friendly.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006122369/15A RU2322387C1 (en) | 2006-06-22 | 2006-06-22 | Lithium peroxide production process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006122369/15A RU2322387C1 (en) | 2006-06-22 | 2006-06-22 | Lithium peroxide production process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006122369A RU2006122369A (en) | 2008-01-10 |
| RU2322387C1 true RU2322387C1 (en) | 2008-04-20 |
Family
ID=39019720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006122369/15A RU2322387C1 (en) | 2006-06-22 | 2006-06-22 | Lithium peroxide production process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2322387C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448039C2 (en) * | 2010-05-27 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Method of producing zinc peroxide |
| RU2465195C2 (en) * | 2010-11-17 | 2012-10-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Method of producing lithium peroxide |
| RU2678026C1 (en) * | 2017-10-09 | 2019-01-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Method of producing lithium peroxide |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3147075A (en) * | 1962-10-22 | 1964-09-01 | Lithium Corp | Process for producing anhydrous lithium peroxide by the use of a substantially water-immiscible organic liquid |
| GB1084075A (en) * | 1965-03-24 | 1967-09-20 | Lithium Corp | Improvements in or relating to the preparation of anhydrous lithium peroxide |
| GB1405063A (en) * | 1972-03-17 | 1975-09-03 | Air Liquide | Process for the preparation of alkali metal superoxide |
| GB2048842A (en) * | 1979-05-05 | 1980-12-17 | Peroxid Chemie Gmbh | Process for the Preparation of Inorganic Peroxides |
| US4399633A (en) * | 1981-04-09 | 1983-08-23 | Interox Chemicals Limited | Production of alkali metal or alkaline earth metal peroxides |
| RU2193522C2 (en) * | 2001-01-19 | 2002-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт" | Method of preparing lithium peroxide |
-
2006
- 2006-06-22 RU RU2006122369/15A patent/RU2322387C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3147075A (en) * | 1962-10-22 | 1964-09-01 | Lithium Corp | Process for producing anhydrous lithium peroxide by the use of a substantially water-immiscible organic liquid |
| GB1084075A (en) * | 1965-03-24 | 1967-09-20 | Lithium Corp | Improvements in or relating to the preparation of anhydrous lithium peroxide |
| GB1405063A (en) * | 1972-03-17 | 1975-09-03 | Air Liquide | Process for the preparation of alkali metal superoxide |
| GB2048842A (en) * | 1979-05-05 | 1980-12-17 | Peroxid Chemie Gmbh | Process for the Preparation of Inorganic Peroxides |
| US4399633A (en) * | 1981-04-09 | 1983-08-23 | Interox Chemicals Limited | Production of alkali metal or alkaline earth metal peroxides |
| RU2193522C2 (en) * | 2001-01-19 | 2002-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт" | Method of preparing lithium peroxide |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448039C2 (en) * | 2010-05-27 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Method of producing zinc peroxide |
| RU2465195C2 (en) * | 2010-11-17 | 2012-10-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Method of producing lithium peroxide |
| RU2678026C1 (en) * | 2017-10-09 | 2019-01-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Method of producing lithium peroxide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006122369A (en) | 2008-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW201904975A (en) | Method for preparing 1,3-benzodioxole heterocyclic compound | |
| CN104262200B (en) | One recycles waste water and prepares N, N ' production method of-dicyclohexylcarbodiimide | |
| RU2322387C1 (en) | Lithium peroxide production process | |
| SU884572A3 (en) | Method of preparing lysergol derivatives | |
| CN113214129A (en) | Method for iodination/sulfonylation reaction of 1, 6-diene compound initiated by sulfonyl free radical | |
| Chen et al. | Switchable Synthesis of Iodoalkynes and Diiodoalkenes from Terminal Alkynes | |
| CN103694186B (en) | A kind of three (2,3-dibromopropyl) isocyanuric acid ester production method | |
| Dillon et al. | Reactions of dichlorocyclobutenones with nucleophiles: a synthesis of some new cyclobutenones and an unusual ring expansion to a butenolide | |
| Liu et al. | Cascade dearomatization of N-substituted tryptophols via Lewis acid-catalyzed Michael reactions | |
| SU1013405A1 (en) | Method of producing lithium tetrafluorborate | |
| UA95781C2 (en) | Process of preparing bromopicrin | |
| Zhang et al. | Stereoselective Synthesis of (Z)‐4‐(2‐Bromovinyl) benzene‐sulfonyl Azide and Its Synthetic Utility for the Transformation to (Z)‐N‐[4‐(2‐Bromovinyl) benzenesulfonyl] imidates | |
| RU2465195C2 (en) | Method of producing lithium peroxide | |
| Schneider et al. | A convenient method for the formation of 16-methylene-17-ketosteroids | |
| RU2193522C2 (en) | Method of preparing lithium peroxide | |
| RU2494087C1 (en) | Method of producing omega-iodo-aliphatic carboxylic acids and esters thereof | |
| SU383373A1 (en) | Method for preparing 3,3-dipropanedisulfonic acid disulfide disodium salt | |
| Dmowski | Synthesis and intramolecular cyclisation of ortho-hydroxy-2, 3, 3, 3-tetrafluoropropiophenone. Formation of 3-fluoro-4-hydroxycoumarin | |
| US4691029A (en) | Process for producing 3-thienylmalonic acid | |
| CN112745286B (en) | Preparation method of spirodiclofen diester derivative | |
| RU2448039C2 (en) | Method of producing zinc peroxide | |
| RU2359956C1 (en) | Method for preparation of manganese oxalate (ii) | |
| SU1643455A1 (en) | Method of production of calcium peroxide peroxyhydrates | |
| US2804459A (en) | Preparation of 4-aminouracil | |
| SU597677A1 (en) | Method of preparing phthalidenacetic acid |