專利名稱：在低堿度環(huán)境下制備混合型鈷堿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在低堿度環(huán)境下制備用作橡膠與金屬粘合增強(qiáng)的混合型鈷堿的
方法。屬有機(jī)化工技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
用作橡膠與金屬粘合增強(qiáng)的各類有機(jī)鈷鹽，如硼?；?、新癸酸鈷、環(huán)烷酸鈷、硬 脂酸鈷等等鈷鹽的生產(chǎn)工藝中，其中間產(chǎn)品鈷堿的制備是極重要的環(huán)節(jié)。目前常用的中間 產(chǎn)品鈷堿有二個(gè)，一個(gè)是氫氧化鈷，其優(yōu)點(diǎn)是與有機(jī)酸反應(yīng)活性大，反應(yīng)比較完全，缺點(diǎn)是 剛生成的氫氧化鈷膠體性很強(qiáng)，因而粘附性也強(qiáng)，結(jié)晶又細(xì)，很難清洗。由于鈷價(jià)格昂貴， 因而在生成氫氧化鈷的復(fù)分解反應(yīng)工藝設(shè)計(jì)中一般采取液堿過量，反應(yīng)物終點(diǎn)pH值往往 大于12，又因其很難清洗，就使二價(jià)鈷離子長(zhǎng)期置于堿性環(huán)境之中，因而易被氧化生成三價(jià) 鈷。而三價(jià)鈷的穩(wěn)定性使其不參加與有機(jī)酸反應(yīng)，以金屬雜質(zhì)形式存在于鈷鹽產(chǎn)品中，與 銅、錳等金屬雜質(zhì)一樣，進(jìn)入橡膠硫化體系的鈷金屬雜質(zhì)同樣會(huì)影響橡膠抗老化性能。另一 個(gè)就是堿式碳酸鈷，其優(yōu)點(diǎn)是生成物晶態(tài)易洗滌，因其反應(yīng)生成環(huán)境堿性相對(duì)較低，因而其 三價(jià)鈷的生成率也較低，其缺點(diǎn)是與有機(jī)酸反應(yīng)活性低，需相應(yīng)提高反應(yīng)溫度，而當(dāng)達(dá)到反 應(yīng)溫度時(shí)，又有大量二氧化碳?xì)怏w逸出，極易發(fā)生沖料事故。若以堿式碳酸鈷為原料制備有 機(jī)鈷鹽，一般均需添加一定數(shù)量的溶劑作為反應(yīng)緩沖液，以避免反應(yīng)溢鍋；但最終產(chǎn)品溶劑 的去除卻會(huì)延長(zhǎng)生產(chǎn)時(shí)間，消耗能源，增加生產(chǎn)成本。 有效利用上述二種鈷堿的優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)，成為研究重點(diǎn)之一。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種能保持反應(yīng)活性，三價(jià)鈷生成少又易 于漂洗的在低堿度環(huán)境下制備混合型鈷堿的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種在低堿度環(huán)境下制備混合型鈷堿的方法，所述
方法包括以下工藝過程 步驟一、復(fù)分解反應(yīng) 將一定量的硫酸鈷或氯化鈷溶解于水，升溫到60°C 士1(TC，攪拌下緩慢加入占該
硫酸鈷或氯化鈷75% 80X反應(yīng)當(dāng)量的液堿，反應(yīng)液pH值基本呈中性。然后再加入預(yù)溶
解好的占該硫酸鈷或氯化鈷19% 24%反應(yīng)當(dāng)量的純堿水溶液，加畢，反應(yīng)液pH值基本上
仍近中性，再滴加純堿水溶液，直至反應(yīng)液pH值穩(wěn)定在8 9為止，其反應(yīng)式是 CoS04+2NaOH — Co (OH) 2 I +Na2S04 2CoS04+2Na2C03+H20 — Co2C03 (OH) 2 I +2Na2S04+C02個(gè) CoCl2+2Na0H — Co (OH) 2 I +2NaCl 2CoCl2+2Na2C03+H20 — Co2C03 (OH) 2 I +4NaCl+C02個(gè) 步驟二、漂洗離心脫水 將步驟一反應(yīng)生成的沉淀物放入漂洗罐中，用清水進(jìn)行多次漂洗，直至以氯化鋇或硝酸銀溶液檢測(cè)漂洗水中硫酸根或氯根離子達(dá)標(biāo)為止，再將沉淀物瀝干后置離心機(jī)甩干 備用。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 1、為保持鈷堿的反應(yīng)活性，在設(shè)計(jì)生成混合型鈷堿的原料配比中，確保其成分中 氫氧化鈷含量達(dá)到75%。當(dāng)混合型鈷堿中氫氧化鈷含量達(dá)到這一數(shù)量，其與有機(jī)酸的反應(yīng) 溫度遞變，最終反應(yīng)溫度的設(shè)定與以純氫氧化鈷為原料基本一樣。鈷堿與有機(jī)酸反應(yīng)生成 物是有機(jī)鈷鹽與水，反應(yīng)生成水的收集可以看作衡量反應(yīng)程度的一個(gè)標(biāo)志，當(dāng)物料反應(yīng)溫
度從10(TC遞變到105°C，以純氫氧化鈷為原料的反應(yīng)出水量可達(dá)理論出水量的45 50%， 而以氫氧化鈷含量達(dá)到75%的混合型鈷堿為原料的反應(yīng)出水量也可達(dá)到理論出水量的 45%左右，略低1 2個(gè)百分點(diǎn)，對(duì)整個(gè)反應(yīng)體系影響很小，可以忽略不計(jì)。當(dāng)反應(yīng)物料溫 度達(dá)到15(TC時(shí)，混合型鈷堿中的堿式碳酸鈷活性被激活，其成鹽反應(yīng)中副產(chǎn)物水汽與二氧 化碳?xì)怏w雖然明顯增多，但因其在混合型鈷堿中的量?jī)H占25^，又因在15(TC的反應(yīng)環(huán)境 下已大量生成的有機(jī)鈷鹽呈液態(tài)，對(duì)反應(yīng)起到稀釋與緩沖作用，使反應(yīng)呈常態(tài)可控。以混合 型鈷堿為原料生產(chǎn)有機(jī)鈷鹽，不需要相關(guān)溶劑用作反應(yīng)緩沖劑，而反應(yīng)終點(diǎn)溫度設(shè)定同以 純氫氧化鈷為原料的鈷堿生產(chǎn)有機(jī)鈷鹽相同。 2、為最大限度減少三價(jià)鈷生成率，應(yīng)始終讓生成混合型鈷堿的復(fù)分解反應(yīng)置于低 堿度環(huán)境之下，其反應(yīng)基本上在中性環(huán)境下進(jìn)行反應(yīng)，其終點(diǎn)pH值也不大于9。由于液堿是 在攪拌下緩慢加入無機(jī)鈷鹽溶液，其加入量又只占無機(jī)鈷鹽可反應(yīng)當(dāng)量的75%，因而液堿 在加入過程中與全部加完后，反應(yīng)體系pH值均呈近中性，接著再加純堿溶液時(shí)反應(yīng)體系亦 基本呈中性，僅僅在最后才以純堿調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值為8 9，這種低堿度環(huán)境，對(duì)避免三
價(jià)鈷的生成是非常有利的。 3、為使產(chǎn)物易于漂洗，一是嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，6(TC左右對(duì)產(chǎn)物結(jié)晶比較有利。二 是嚴(yán)格執(zhí)行先生成氫氧化鈷沉淀，后生成堿式碳酸鈷沉淀的工藝程序。因?yàn)閴A式碳酸鈷沉 淀的生成對(duì)降低前期生成的氫氧化鈷的膠體性和粘附性有明顯作用，使沉淀物的漂洗易于 進(jìn)行，從而節(jié)約了漂洗用水和時(shí)間。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 : 在帶有攪拌器與加熱器的2000ml敞口容器中加水800ml，攪拌中加入硫酸鈷281 克，升溫到60°C ，攪拌下緩慢加入30%重量百分比濃度的氫氧化鈉199. 5克，再加入濃度為 30%重量百分比的碳酸鈉配制液80克，反應(yīng)物控制溫度60°C， pH值近中性，再緩慢滴加上 述碳酸鈉配制液，至反應(yīng)物pH值恒定在8 9為止。然后對(duì)生成物進(jìn)行漂洗，以氯化鋇檢 測(cè)漂洗水中硫酸根離子，符合要求為止，最后濾干生成物備用。
實(shí)施例2 : 在帶有攪拌器與加熱器的2000ml敞口容器中加水800ml，攪拌中加入氯化鈷238 克，升溫到6(TC，攪拌下緩慢加入30^重量百分比濃度的氫氧化鈉199. 5克，再加入濃度為 30%重量百分比的碳酸鈉配制液80克，反應(yīng)物控制溫度60°C， pH值近中性，再緩慢滴加上 述碳酸鈉配制液，至反應(yīng)物pH值恒定在8 9為止。然后對(duì)生成物進(jìn)行漂洗，以硝酸銀檢 測(cè)漂洗水中氯根離子，符合要求為止，最后濾干生成物備用。
權(quán)利要求
一種在低堿度環(huán)境下制備混合型鈷堿的方法，其特征在于所述方法包括以下工藝過程步驟一、復(fù)分解反應(yīng)將一定量的硫酸鈷或氯化鈷溶解于水，升溫到60℃±10℃，攪拌下緩慢加入占該硫酸鈷或氯化鈷75％～80％反應(yīng)當(dāng)量的液堿，然后再加入預(yù)溶解好的占該硫酸鈷或氯化鈷19％～24％反應(yīng)當(dāng)量的純堿水溶液，加畢，再滴加純堿水溶液，直至反應(yīng)液pH值穩(wěn)定在8～9為止，其反應(yīng)式是CoSO4+2NaOH→Co(OH)2↓+Na2SO42CoSO4+2Na2CO3+H2O→Co2CO3(OH)2↓+2Na2SO4+CO2↑CoCl2+2NaOH→Co(OH)2↓+2NaCl2CoCl2+2Na2CO3+H2O→Co2CO3(OH)2↓+4NaCl+CO2↑步驟二、漂洗離心脫水將步驟一反應(yīng)生成的沉淀物放入漂洗罐中，用清水進(jìn)行多次漂洗，直至以氯化鋇或硝酸銀溶液檢測(cè)漂洗水中硫酸根或氯根離子達(dá)標(biāo)為止，再將沉淀物瀝干后置離心機(jī)甩干備用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于輪胎工業(yè)的在低堿度環(huán)境下制備混合型鈷堿的方法，所述方法包括以下工藝過程1.將一定量的硫酸鈷或氯化鈷溶解于水，升溫到60℃±10℃，攪拌下緩慢加入占該硫酸鈷或氯化鈷75％～80％反應(yīng)當(dāng)量的液堿，然后再加入預(yù)溶解好的占該硫酸鈷或氯化鈷19％～24％反應(yīng)當(dāng)量的純堿水溶液，加畢，再滴加純堿水溶液，直至反應(yīng)液pH值穩(wěn)定在8～9為止；2.將步驟一反應(yīng)生成的沉淀物放入漂洗罐中，用清水進(jìn)行多次漂洗，直至以氯化鋇或硝酸銀溶液檢測(cè)漂洗水中硫酸根或氯根離子達(dá)標(biāo)為止，再將沉淀物瀝干后置離心機(jī)甩干備用。本發(fā)明方法制備的混合型鈷堿既保持了中間體反應(yīng)活性高的優(yōu)點(diǎn)，又呈現(xiàn)了較好的晶態(tài)，易洗滌，二價(jià)鈷氧化成三價(jià)鈷的幾率也相應(yīng)減少。
文檔編號(hào)C07F5/02GK101704830SQ20091023510
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者徐京海, 徐勝良, 朱云, 李明偉, 蘇超, 邱利斌, 陶秀軍 申請(qǐng)人:江陰市三良化工有限公司