[发明专利]密度分选法提纯尿素氯化铵的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及分离提纯工艺，具体为一种密度分选法提纯尿素氯化铵的工艺。

背景技术

尿素氯化铵作为一种尿素包合物，是一种半有机的非线性光学材料，2012年，V. Chithambaram 在实验室利用缓慢蒸发法合成了尿素氯化铵。尿素包合过程实质上是一个反应结晶过程，尿素作为结构单元可以生成许多新颖的主体晶格，由于尿素具有三角形的平面分子结构，沿C＝O和N-H方向上都可以形成氢键，从而向多个方向延伸，容易形成氢键网络。两个或两个以上的化合物通过次价键或氢键结合在一起，其中一种组分被包括在另一组分的结晶框架之内，从而形成了多种多样的包合形式。

专利CN 106192013 A公开了一种新的、简单的固相法生长尿素氯化铵共晶的方法。这种方法适用大规模地生产尿素氯化铵，具有条件温和、便于操作等优点。固相法生长的尿素氯化铵晶体与V. Chithambaram合成的尿素氯化铵具有不同的晶胞结构，属于Pmna (53)空间群，对称结构，不具有非线性光学性质。固相法生长的晶体比缓慢蒸发法更易于工业化生产。

由于晶体是生长在固相中的，因此，想要得到纯净的尿素氯化铵晶体对它的性质、应用进行研究必须进行提纯过程。可以从生长环境中直接挑选晶体将晶体分离出来，但是这种方法操作繁琐，工作量较大，且得到的晶体表面附有杂质。也可通过风选法，得到晶体粗产物，但是晶体中仍然混有腐殖酸、硫酸钙、尿素、氯化铵等杂质。

发明内容

本发明为了解决固相生长尿素氯化铵缺乏合适的提纯工艺问题，提供了一种密度分选法提纯尿素氯化铵的工艺。

本发明是采用如下技术方案实现的：密度分选法提纯尿素氯化铵的工艺，包括以下步骤，

（1）利用风选法将固相法生长的尿素氯化铵共晶原料初步提纯，得到含有尿素氯化铵共晶的粗产物；

（2）将上述步骤得到的含有尿素氯化铵共晶的粗产物溶解在蒸馏水中，使溶液达到饱和，得到尿素氯化铵饱和溶液，然后进行3~5次过滤，除去不溶性杂质；

（3）将上述步骤得到的滤液加热重结晶得到尿素氯化铵、氯化铵、尿素的混合物；

（4）将上述步骤得到的混合物放置在密度分选介质中，密度分选介质为苯与四氯化碳的混合物，其中苯与四氯化碳的体积比为1:2，振荡并静置一定时间后，尿素漂浮在密度分选介质表面，氯化铵与尿素氯化铵沉在密度分选介质下层，除去密度分选介质表面的尿素，得到氯化铵与尿素氯化铵的混合物；

（5）将上述步骤得到氯化铵与尿素氯化铵的混合物放置在二次密度分选介质中，二次密度分选介质中苯与四氯化碳的体积为1:4.5，振荡并静置一定时间后，尿素氯化铵漂浮在二次密度分选介质的表面，而氯化铵沉在二次密度分选介质的底部，从而得到纯净尿素氯化铵。

本发明是一种专门针对固相法生长尿素氯化铵共晶的提纯工艺，风选法具体为依据尿素氯化铵共晶原料中尿素氯化铵共晶与化肥颗粒的重力不同而被分别吹到不同的位置而达到分离的目的。过滤可以除去不溶性杂质，主要成分有硫酸钙、腐殖酸等。密度分选所用介质为特定配比，通过两次分选过程，可以将密度不同的尿素氯化铵、氯化铵、尿素的混合物分离开。

本发明的有益效果如下：通过风选、过滤、重结晶以及两次分选过程，实现了尿素氯化铵的提纯。本发明操作简便、耗时较短，还可以对固相法生长的其他晶体进行提纯，比如尿素晶体、氯化铵晶体。

具体实施方式

密度分选法提纯尿素氯化铵的工艺，包括以下步骤，

（1）利用风选法将固相法生长的尿素氯化铵共晶原料初步提纯，得到含有尿素氯化铵共晶的粗产物；

（2）将上述步骤得到的含有尿素氯化铵共晶的粗产物溶解在蒸馏水中，使溶液达到饱和，得到尿素氯化铵饱和溶液，然后进行3~5次过滤，除去不溶性杂质；

（3）将上述步骤得到的滤液加热重结晶得到尿素氯化铵、氯化铵、尿素的混合物；

（4）将上述步骤得到的混合物放置在密度分选介质中，密度分选介质为苯与四氯化碳的混合物，其中苯与四氯化碳的体积比为1:2，振荡并静置一定时间后，尿素漂浮在密度分选介质表面，氯化铵与尿素氯化铵沉在密度分选介质下层，除去密度分选介质表面的尿素，得到氯化铵与尿素氯化铵的混合物；

（5）将上述步骤得到氯化铵与尿素氯化铵的混合物放置在二次密度分选介质中，二次密度分选介质中苯与四氯化碳的体积为1:4.5，振荡并静置一定时间后，尿素氯化铵漂浮在二次密度分选介质的表面，而氯化铵沉在二次密度分选介质的底部，从而得到纯净尿素氯化铵。

实施例1

利用风选法将固相法生长的尿素氯化铵共晶原料5.6kg初步提纯，得到含有尿素氯化铵共晶的粗产物1.0kg；将上述步骤得到的粗产物溶解在2.0L蒸馏水中，然后进行过滤，除去不溶性杂质，硫酸钙、腐殖酸等；取上述滤液40.0mL重结晶，得到混合物6.0g。将上述混合物进行密度分选，在苯与四氯化碳的体积比为1:2时进行第一次分选，除去尿素，在苯与四氯化碳的体积为1:4.5时进行二次密度分选，得到尿素氯化铵共晶4.6g，占结晶后混合物质量的76.7%。将获得的尿素氯化铵进行X射线粉末衍射，与标准图谱对比，具有很好的一致性，证明本发明提纯方法获得的产物为纯净尿素氯化铵。