Способ получения молибдата лития

Изобретение относится к области получения молибдата лития из водных растворов высокой степени чистоты, который может быть использован в качестве люминофоров, кристаллических матриц оптических и квантовых генераторов, магнитов и в высоких нанотехнологиях. При синтезе молибдата лития берется избыток оксида молибдена (VI) в мольных соотношениях, Li2O:MoO3=1:1÷1,85. При этом процесс ведут при комнатной температуре. Изобретение обеспечивает повышение качества молибдата лития за счет повышения степени его чистоты и улучшения технико-экономических показателей: упрощение процесса, снижение себестоимости и повышение качества продукта, за счет того, что заявленный способ предотвращает образование карбоната лития, который в последующем оказывает высаливающее действие на молибдат лития, значительно снижая его растворимость. 1 ил.

 

Изобретение относится к области получения молибдата лития из водных растворов высокой степени чистоты, который может быть использован в качестве люминофоров, кристаллических матриц оптических и квантовых генераторов, магнитов и в высоких нанотехнологиях.

Известен способ получения молибдата лития путем спекания или сплавления соответствующих оксидов лития и молибдена(VI) (К.А.Большаков. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть III. Издание 2-е. М.: Высшая школа, 1978, с.173) или карбоната лития с оксидом молибдена (VI). Процесс идет в условиях, исключающих улетучивание MoO3. При температуре более 1000-1200°С безводный молибдат лития в различной степени испаряется и диссоциирует на оксид лития и оксид молибдена (VI).

2LiOH+MoO3=LiMoO4

Li2СО3+MoO3=Li2MoO4+CO2

Наиболее близким способом получения молибдата лития из водных растворов является взаимодействие гидроксида лития с оксидом молибдена (VI) или молибденовой кислотой (К.А.Большаков. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть III. Издание 2-е. М.: Высшая школа, 1978, с.172), взятых в стехиометрических соотношениях. При этом для предотвращения образования полимолибдатов лития обычно берут некоторый избыток гидроксида лития.

2LiOH+MoO3=Li2MoO42O

2LiOH+Н2MoO4=Li2MoO42O

Недостатком этого способа является то, что избыток гидроксида лития неизбежно приводит к образованию карбоната лития, который загрязняет целевой продукт.

2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O

А также образующийся карбонат лития оказывает на молибдат лития высаливающее действие, что значительно понижает его растворимость.

Целью настоящего изобретения является повышение качества молибдата лития за счет повышения степени его чистоты и улучшения технико-экономических показателей: упрощения процесса, снижения себестоимости и повышения качества продукта, за счет того, что заявленный способ предотвращает образование карбоната лития, который в последующем оказывает высаливающее действие на молибдат лития, значительно снижая его растворимость.

Указанная цель достигается тем, что при синтезе молибдата лития берется избыток оксида молибдена (VI) в мольных соотношениях, Li2O:МоО3 =1:1-1,85.

Если взять оксид лития и оксид молибдена (VI) в мольных соотношениях, равных Li2O:МоО3=1:1-1,85, то при достижении равновесия в системе (Li2O-МоО32O) при любом соотношении оксида лития и оксида молибдена (VI) в твердой фазе в жидкой фазе оно остается постоянным и равным 1:1, т.е. отвечает среднему молибдату лития. При исследовании водно-солевой системы Li2O-МоО32O выяснено, что изополимолибдаты лития растворяются инконгруентно и при этом независимо от мольного соотношения оксида лития и оксида молибдена (VI) в твердой фазе состав жидкой фазы всегда соответствует соотношению Li2O:МоО3 = 1:1.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ. Нами впервые изучена растворимость в системе Li2O-МоО32O при 25°С и выявлены области кристаллизации различных полимолибдатов лития, включая средний молибдат лития - Li2MoO4 (см. чертеж). При этом выявлено, что указанная система имеет ряд существенных отличительных особенностей по сравнению с подобными системами других щелочных металлов. Эти особенности сводятся к следующим:

- Растворимость изополимолибдатов лития выше, чем у полимолибдатов натрия, калия, рубидия, цезия (содержание молибдена в насыщенных растворах в системе с литием гораздо больше).

- Область кристаллизации среднего молибдата лития начинается в поле образования кислых изополимолибдатов лития и ограничивается линиями ОСВЕО.

- Кривая СД отвечает растворам, насыщенным молибдатом лития. По линии ДЕ также образуются насыщенные по отношению к среднему молибдату лития растворы, но в них присутствует всегда избыток гидроксида лития. В точке Е (эвтоническая) растворы насыщены и молибдатом и гидроксидом лития, а по линии Е начинается кристаллизация моногидрата гидроксида лития.

- В треугольнике ОСД находятся ненасыщенные растворы, а кристаллизация безводного молибдата лития начинается в момент достижения фигуративной точкой линии СД.

Эти закономерности и легли в основу предлагаемого способа получения молибдата лития, не содержащего примесей карбоната.

ПРИМЕР 1. Берем 5% Li2O и 40% MoO3, мольное отношение Li2O:MoO3 в этой точке равно 0,166:0,279. т.е. MoO3 находится в избытке. При расчете на 500 г раствора, необходимо взять 25 г Li2O, что в расчете на торговый LiOH·Н2O составляет 70 г. Исходя из массовых % MoO3 в этой точке необходимо взять его 200 г и 230 г воды. Заданную реакционную смесь загружают в сосуд с мешалкой и при температуре 25°С перемешивают до полного растворения, на что уходит 2-3 часа. После этого прозрачный раствор упаривают при температуре 80-90°С. При этом фигуративная точка (см. чертеж) будет двигаться по пунктирной прямой до пересечения с линией СД, где начнут появляться первые кристаллы. Дальнейшее упаривание ведут до полного удаления воды. Одновременно происходит процесс перекристаллизации соли. Полученные кристаллы по результатам химического анализа содержат 7,52% Li2O и 35,8% MoO3 т.е. мольное отношение Li2O:MoO3=0,25:0,2503=1:1, что отвечает среднему молибдату лития.

ПРИМЕР 2. Если взять точку 2 на чертеже, в которой содержание Li2O и MoO3 составляет соответственно 5 и 32 мас.%, их мольное соотношение Li2O:MoO3=0,16:0,233 (MoO3 в избытке). Рассуждая аналогично примеру 1, для приготовления 500 г раствора с таким содержанием компонентов необходимо взять 70 г LiOH·Н2О, 160 г MoO3 и 270 г воды. Реакционная смесь загружается в сосуд с мешалкой, и при температуре 25°С перемешиваем до полного растворения, на что уходит 2-3 часа. После этого прозрачный раствор упаривают при температуре 80-90°С.

ПРИМЕР 3. Если взять точку 3 на чертеже, в которой содержание Li2O и MoO3 составляет соответственно 5 и 24 мас.%, их мольное соотношение Li2O:MoO3=0,166:0,168 (MoO3 в избытке). Рассуждая аналогично примеру 2, для приготовления 500 г раствора с таким содержанием компонентов необходимо взять 70 г LiOH·Н2О, 120 г MoO3 и 310 г воды. Реакционная смесь загружается в сосуд с мешалкой, и при температуре 25°С перемешиваем до полного растворения, на что уходит 2-3 часа. После этого прозрачный раствор упаривают при температуре 80-90°С.

Во всех случаях результаты химического анализа показывают 7,52% Li2O и 35,8% MoO3. Подобная закономерность будет наблюдаться во всех точках, лежащих в пределах составов внутри треугольника ОСД.

ПРИМЕР 4. Если взять любую точку, лежащую в области треугольника ОДЕ, раствор всегда будет содержать избыток LiOH, который неизбежно приведет к образованию Li2СО3. Например, в точке 4 содержание Li2O также равно 5%, а MoO3 20% и их мольные отношения будут равны 0,167:0,139 т.е. LiOH в избытке. Рассуждая аналогично примеру 1, для приготовления 500 г раствора, с таким содержанием компонентов необходимо взять 70 г LiOH·Н2О, 100 г MoO3 и 330 г воды. Реакционная смесь загружается в сосуд с мешалкой, и при температуре 25°С перемешиваем до полного растворения, на что уходит 2-3 часа. После этого прозрачный раствор упаривают при температуре 80-90°С.

Такая закономерность будет наблюдаться во всех точках, лежащих в пределах составов внутри треугольника ОСД.

ДОСТИЖЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕЗУЛЬТАТА.

Таким образом, из изложенного следует, что имеющийся в продаже Li2MoO4 всегда содержит некоторый избыток гидроксида лития, который со временем неизбежно приводит к образованию примесей Li2CO3. И для его очистки необходима неоднократная перекристаллизация (2 - 3-кратная), которая требует значительных затрат времени и электроэнергии. Полученный же предлагаемым способом молибдат лития обладает высокой степенью чистоты, т.к. исключена возможность посторонних примесей.

Способ получения молибдата лития из водных растворов, путем взаимодействия гидроксида лития с оксидом молибдена (VI), отличающийся тем, что реакция должна происходить при избыточном количестве оксида молибдена (VI) при следующих мольных соотношениях реагентов: Li2O:MoO3=1:1÷1,85.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологии получения компонента электролита для литиевых источников тока. .
Изобретение относится к технологии получения компонента электролита для литиевых источников тока. .

Изобретение относится к способу очистки литийсодержащих растворов от ионов натрия и кальция и может найти использование при очистке промышленных технологических растворов, природных литийсодержащих рассолов в химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к химической технологии получения неорганических соединений и может быть использовано для получения карбоната лития высокой степени чистоты из природных хлоридных литийсодержащих рассолов.

Изобретение относится к химической технологии и цветной металлургии, а именно к получению литийсодержащих фтористых солей для электролитического производства алюминия.

Изобретение относится к химической технологии и цветной металлургии, а именно к получению литийсодержащих фтористых солей для электролитического производства алюминия.

Изобретение относится к области техники получения особо чистых солей лития и может найти использование в химической, фармацевтической, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способам получения метаметаллатов (V) щелочных металлов, которые могут быть использованы для производства лазерных, электрооптических, сегнетоэлектрических материалов и специальной керамики.

Изобретение относится к способу получения высокочистого карбоната лития и может найти использование в химической, фармацевтической, металлургической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к способу очистки хлорида лития и получения высокочистой соли хлорида лития, которую используют для получения лития металлического высокого качества

Изобретение относится к химической технологии, в частности к получению особочистой соли гексафторарсената лития в безводной среде, по качеству удовлетворяющей требованиям, предъявляемым к ХИТ

Изобретение относится к способу получения моногидрата гидроксида лития из карбоната лития

Изобретение относится к металлургии лития, в частности к извлечению лития из сподуменовых концентратов и способу получения концентрированных растворов сульфата лития из концентрата -сподумена

Изобретение относится к получению новых соединений - полихлоралюминатов лития в среде диэтилового эфира общей формулы LiCl·nAlCl3·2Et2O, где n=1, 2, которые могут быть использованы в качестве реагентов для очистки нефтепродуктов и природного газа от сероводорода и меркаптанов, катализаторов в процессах хлорметилирования и алкилирования ароматических углеводородов, исходных веществ при получении гидридов металлов

Изобретение относится к получению нового соединения - трихлорцинката лития в среде диэтилового эфира LiCl·ZnCl 2·Et2O, которое может быть использовано в качестве реагента для очистки нефтепродуктов и природного газа от сероводорода и меркаптанов, катализатора в процессах хлорметилирования ароматических углеводородов, исходного вещества при получении гидридов металлов
Изобретение относится к производству фтористых солей, в частности к способу получения гексафторофосфата лития

Изобретение относится к области синтеза нано- и микрочастиц сложных оксидов металлов в сверхкритической воде и может найти применение в получении материалов и соединений высокой чистоты и с уникальными свойствами

Изобретение относится к области получения молибдата лития из водных растворов высокой степени чистоты, который может быть использован в качестве люминофоров, кристаллических матриц оптических и квантовых генераторов, магнитов и в высоких нанотехнологиях

Наверх