[發明專利]一種一水硫酸鹽的直接生產方法

有效

• 申請號: 201710124816.9
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106865505B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 李文津;付海闊;吳理覺;陳耀;柴志華
• 申請（專利權）人: 廣東佳納能源科技有限公司;清遠佳致新材料研究院有限公司
• 主分類號: C01B17/96
• 分類號: C01B17/96
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林

本發明公開了一種一水硫酸鹽的直接生產方法，在于：（1）向裝有硫酸鹽溶液的蒸發釜中按比例加入水溶性有機溶劑，攪拌混勻；（2）停止加入有機溶劑，對蒸發釜進行加熱升溫，蒸發濃縮至漿體終點密度為1.2 g/ml~1.6 g/ml趁熱固液分離；（3）固液分離后所得固體即為一水硫酸鹽產品，母液返回蒸發釜。本發明結晶率達到98%以上，一步法可直接生產一水硫酸鹽產品，母液可循環利用，生產工藝短，操作簡單方便。

技術領域

本發明屬于金屬硫酸鹽化合物的制備領域，具體涉及一種在水溶性有機溶劑環境中蒸發濃縮直接生產一水硫酸鹽的方法。

技術背景

多水合硫酸鹽較一水合硫酸鹽相比，含硫、金屬成分較低、售價不高、市場有限，生產一水硫酸鹽可以進一步增加硫酸鹽產品的附加值。利用現有多水合硫酸鹽制取高附加值的一水硫酸鹽成為一個重要的研究課題，現行工業生產中的一水硫酸鹽通常采用兩步法和一步法。兩步法，即首先經蒸發濃縮-冷卻結晶制備多水硫酸鹽，再對多水硫酸鹽進行高溫處理脫出結晶水，該方法存在以下缺點：（1）工藝流程復雜、生產周期長、生產效率低；（2）高溫脫出結晶水過程能耗高，成本高。一步法，即采用高壓高溫條件下，通過蒸發結晶直接生產一水硫酸鹽，該方法需要在高壓釜的高壓環境中進行，設備投入較大且運行成本高。

專利CN104291367A 公開了采用酸析法脫水得到一水硫酸鎂，該方法簡單可行，但是因為采用高濃度的酸溶液作為強制脫水劑，對于設備的要求過高，因此不適合工業化生產，更值得說明的是，本方法生產的產品夾帶硫酸導致產品pH較低，不能滿足市場需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在水溶性有機溶劑環境中蒸發濃縮直接生產一水硫酸鈷的方法，克服上述一水硫酸鹽生產過程中難題。

本發明上述目的通過以下技術方案予以實現：一種一水硫酸鹽的直接生產方法，其按下述步驟進行：

（1）向裝有硫酸鹽溶液的蒸發釜中按比例加入水溶性有機溶劑，攪拌混勻硫酸鹽溶液和水溶性有機溶劑；

（2）對蒸發釜進行加熱升溫，蒸發濃縮；

（3）當料液終點密度達到1.2 g/ml~1.6 g/ml時，停止加熱并趁熱固液分離，分離后所得固體即為一水硫酸鹽產品，母液返回蒸發釜。

其中，步驟（1）所述水溶性有機溶劑為可與水互溶但不溶解硫酸鹽的有機溶劑，其沸點高于一水硫酸鹽生成的溫度且高于水的沸點5°C以上。

作為一種優選的技術方案，步驟（1）中，所述硫酸鹽為硫酸鈷、硫酸鋅、硫酸鎂、硫酸鎳或硫酸銅中的一種。

作為一種優選的技術方案，步驟（1）中，所述水溶性有機溶劑包括但不限于乙二醇、丙三醇、1,3-丁二醇、丙酸、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基亞砜或離子液體中的一種或兩種的混合物。

更進一步地，步驟（1）中，所述水溶性有機溶劑為乙二醇或丙三醇等恒沸時氣相中高沸點組分溶劑。

作為一種優選的技術方案，步驟（1）中，水溶性有機溶劑與硫酸鹽溶液體積比例為1:1~1:10。

作為一種優選的技術方案，步驟（2）中所述蒸發濃縮溫度應保持在一水硫酸鹽形成的溫度以上，優選為沸騰蒸發。

作為一種優選的技術方案，步驟（3）中所述料液終點密度為1.2 g/ml~1.6 g/ml，優選為1.3 g/ml~1.5 g/ml。

作為一種優選的技術方案，步驟（3）所述固液分離方式采用熱過濾，熱過濾過程保持環境溫度不低于目標一水硫酸鹽產品生成溫度5°C以上。

與現有技術相比，本發明具有下列特點和效果：

（1）與兩步法相比，本發明只需一步直接經過蒸發濃縮脫水反應得到一水硫酸鹽，步驟簡單、操作簡便。