本发明涉及无机化学领域，尤其涉及一种次氯酸锂的制备方法。
背景技术：
次氯酸锂有液态、固态两种常见形态，液态次氯酸锂呈浅黄色透明、微氯味、化学稳定性较差，不利于储存和运输；固态次氯酸锂是一种干燥、松散的白色粉末，微氯味，常温下化学性能较稳定，加热时容易分解，易溶于水，溶液清亮，具有很强的氧化、杀菌能力，优于其他无机次氯酸盐和有机物化合物。
次氯酸锂是一种很有前途的氧化剂、腐蚀剂和消毒剂，低纯度的次氯酸锂可广泛用于纺织、造纸、半导体抛光腐蚀等工业，也可以用于游泳池水、餐具、食品及公共卫生设备的消毒。低纯度的次氯酸锂的主要杂质包括氯酸根、碳酸根、硫酸根以及氯化钠、氯化钾等。高浓度、高纯度的次氯酸锂因为杂质极少，在半导体材料的抛光腐蚀中发挥了其他次氯酸盐所无法达到的效果，因此，如何提高次氯酸锂中有效氯的浓度，降低杂质含量，是生产次氯酸锂需要解决的关键问题。
us1481039a和us1481040a提供了一种次氯酸锂的制备方法，该方法用氯气与氢氧化锂反应制备出低杂质次氯酸锂，并用乙醇萃取，使其形成烷基次氯酸盐，并用过量氢氧化锂与之反应生成次氯酸锂。这种方法的缺点在于制备过程中氢氧化锂的用量较多，而且中间采用了萃取，造成成本居高不下。
us3498924a提供了一种次氯酸盐的制备方法，该方法用稀次氯酸溶液与氢氧化物反应制备产生次氯酸盐。使用该方法可以制备出次氯酸钠、次氯酸钾和铝酸酸锂等多种次氯酸盐产品。但是用这种方法来制备次氯酸锂，则难以得到高浓度、高纯度的次氯酸锂。
所以，有必要设计一种新的次氯酸锂的制备方法以解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种杂质含量低、有效氯浓度高、无需有机萃取的制备次氯酸锂的方法，从而达到降低生产成本、缩短生产周期、提高产品质量的目的。
为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种次氯酸锂的制备方法，其包括如下步骤：
s1、将氯气通入碱金属氢氧化物溶液中反应形成第一溶液，氯气与碱金属氢氧化物的摩尔比不低于20：1；
s2、对第一溶液进行蒸馏；在-5~10℃的温度下，对蒸馏物进行冷凝，得到次氯酸质量浓度不低于35wt%的次氯酸溶液；
s3、将制备的次氯酸溶液与配制好的氢氧化锂悬浊液在0~20℃下混合反应，得到次氯酸锂混合液；
s4、将次氯酸锂混合液在30~60℃下真空蒸发结晶；分离次氯酸锂结晶体与母液；烘干次氯酸锂结晶体得到次氯酸锂。
作为本发明的进一步改进，所述s1中，氯气与碱金属氢氧化物的摩尔比为20：1~200：1。
作为本发明的进一步改进，所述s1中，碱金属氢氧化物包括氢氧化钠或氢氧化钾。
作为本发明的进一步改进，所述s4中，真空蒸发结晶的温度为30~60℃。
作为本发明的进一步改进，所述s3中，次氯酸溶液与氢氧化锂悬浊液混合反应温度为5~10℃。
作为本发明的进一步改进，所述s2中，次氯酸溶液中次氯酸的质量浓度为40~60wt%。
作为本发明的进一步改进，所述s3中，次氯酸锂混合液中，次氯酸锂的质量浓度为15~40wt%。
作为本发明的进一步改进，所述s3中，氢氧化锂和次氯酸的摩尔比为1：1。
作为本发明的进一步改进，所述s4中，次氯酸锂结晶体烘干温度为50~200℃。
作为本发明的进一步改进，所述s1中，碱金属氢氧化物溶液中，碱金属氢氧化物的质量浓度为40~80wt%。
本发明可以最大程度减少各种杂质的浓度，提高产品纯度及产率，降低生产成本，简化生产工艺，是一种环保而经济的次氯酸锂制备方法。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种次氯酸锂的制备方法，其包括如下步骤：
s1、将氯气通入碱金属氢氧化物溶液中反应制备出第一溶液，氯气与碱金属氢氧化物的摩尔比不低于20：1；
s2、对第一溶液进行蒸馏；在-5~10℃的温度下，对蒸馏物进行冷凝，得到次氯酸质量浓度不低于35wt%的次氯酸溶液；
s3、将制备的次氯酸溶液与配制好的氢氧化锂悬浊液在0~20℃下混合反应，得到次氯酸锂混合液；
s4、将次氯酸锂混合液在30~60℃下真空蒸发结晶；分离次氯酸锂结晶体与母液；烘干次氯酸锂结晶体得到次氯酸锂。s4所得到的母液可循环到s1回用。
所述s1中，氯气与碱金属氢氧化物的摩尔比为20：1~200：1，更优选地，氯气与碱金属氢氧化物摩尔比为25：1~100：1，最优选地，氯气与碱金属氢氧化物摩尔比为30：1~50：1。
所述s1中，碱金属氢氧化物包括氢氧化钠或氢氧化钾。
所述s3中，次氯酸溶液与氢氧化锂悬浊液混合反应温度为5~10℃。
所述s4中，真空蒸发结晶的温度为30~60℃，优选地，真空蒸发结晶的温度为40~50℃。
所述s2中，次氯酸溶液中次氯酸的质量浓度为40~60wt%，优选地，次氯酸浓度为45~50wt%。
所述s3中，氢氧化锂和次氯酸的摩尔比为1：1。
步骤s3中，次氯酸锂混合液中，次氯酸锂的浓度为15~40wt%；优选地，所述次氯酸锂的浓度为25~35wt%。
所述s4中，次氯酸锂结晶体烘干温度为50~200℃。
所述s1中，碱金属氢氧化物溶液中，碱金属氢氧化物的质量浓度为40~80wt%，优选地，碱金属氢氧化物的质量浓度为45~60wt%。
实施例1。
采用次氯酸发生器，按照氯气与氢氧化钠摩尔比20:1的比例将14200g氯气通入1000g质量浓度为40wt%的氢氧化钠溶液中充分反应形成第一溶液，将第一溶液加热至100℃进行蒸馏得到气体混合物，在0℃对气体混合物进行冷却，得到40wt%的次氯酸溶液。
称取79glioh·h2o置于146g水中，配置成225g20wt%的氢氧化锂悬浊液，控制反应温度为10℃，将40wt%的次氯酸溶液缓慢加入到氢氧化锂悬浮液中至氢氧化锂完全溶解，氢氧化锂和次氯酸的摩尔比为1：1，形成次氯酸锂溶液。将次氯酸锂溶液在50℃下真空蒸发至含水率为50%后，使用布氏漏斗对该溶液进行过滤分离，母液返回次氯酸发生器，用于制备次氯酸溶液；滤饼使用烘箱在60℃烘干得到次氯酸锂，经检测，所得到的次氯酸锂中的次氯酸锂含量为68.4wt%，有效氯含量为85.7%。
实施例2。
采用次氯酸发生器，按照氯气与氢氧化钠摩尔比30:1的比例将47925g氯气通入2000g质量浓度为45wt%的氢氧化钠溶液中充分反应形成第一溶液，将第一溶液加热至100℃进行蒸馏得到气体混合物，在-3℃下对气体混合物进行冷却，得到49.2wt%的次氯酸溶液。
称取263glioh·h2o置于236.7g水中，配置成499.7g30wt%的氢氧化锂悬浊液，控制反应温度为5℃，将49.2wt%的次氯酸溶液缓慢加入到氢氧化锂悬浮液中至氢氧化锂完全溶解，氢氧化锂和次氯酸的摩尔比为1：1，形成次氯酸锂溶液。将次氯酸锂溶液在45℃下真空蒸发至含水率为50%后，使用布氏漏斗对该溶液进行过滤分离，母液返回次氯酸发生器，用于制备次氯酸溶液；滤饼使用烘箱在80℃烘干得到次氯酸锂，经检测，所得到的次氯酸锂产品中的次氯酸锂含量为79.7wt%，有效氯含量为89.7%。
实施例3。
采用次氯酸发生器，按照氯气与氢氧化钠摩尔比50:1的比例将266250g氯气通入5000g质量浓度为60wt%的氢氧化钠溶液中充分反应，加热溶液至100℃进行蒸馏，在-5℃对气体混合物进行冷却，得到57.3wt%的次氯酸溶液。
称取125glioh·h2o置于62.5g水中，配置成187.5g38wt%的氢氧化锂悬浊液，控制反应温度为2℃，将57.3wt%的次氯酸溶液缓慢加入到氢氧化锂悬浮液中至氢氧化锂完全溶解，氢氧化锂和次氯酸的摩尔比为1：1，形成次氯酸锂溶液。将该溶液在30℃下真空蒸发至含水率为50%后，使用布氏漏斗对该溶液进行过滤分离，母液返回次氯酸发生器，用于制备次氯酸溶液；滤饼使用烘箱在100℃烘干得到次氯酸锂，经检测，所得到的次氯酸锂产品中的次氯酸锂含量为89.5wt%，有效氯含量为93.7%。
实施例4。
采用次氯酸发生器，按照氯气与氢氧化钠摩尔比150:1的比例将372750g氯气通入2000g质量浓度为70wt%的氢氧化钠溶液中充分反应，加热溶液至100℃进行蒸馏，在15℃对气体混合物进行冷却，得到46.9wt%的次氯酸溶液。
称取175glioh·h2o置于224g水中，配置成399g25wt%的氢氧化锂悬浊液，控制反应温度为15℃，将46.9wt%的次氯酸溶液缓慢加入到氢氧化锂悬浮液中至氢氧化锂完全溶解，氢氧化锂和次氯酸的摩尔比为1：1，形成次氯酸锂溶液。将该溶液在60℃下真空蒸发至含水率为50%后，使用布氏漏斗对该溶液进行过滤分离，母液返回次氯酸发生器，用于制备次氯酸溶液；滤饼使用烘箱在170℃烘干得到次氯酸锂，经检测，所得到的次氯酸锂产品中的次氯酸锂含量为75.6wt%，有效氯含量为81.2%。
本发明的有益效果为：由于该方法直接将次氯酸溶液与氢氧化锂反应，可以最大程度减少氯酸根、碳酸根、硫酸根和氯离子等杂质浓度，提高产品纯度及产率，得到的是高纯度高浓度的次氯酸锂，具备很高的经济价值；该方法可以大幅减少氢氧化锂的用量，从而降低生产成本；该方法无需使用有机物进行提纯，简化了生产过程及步骤，有利于产业化生产；该方法可以得到不同含水率的次氯酸锂产品，可以满足不同客户的需求；该方法生产过程无废水产生，产生的母液可以作为次氯酸溶液的原料使用，是一种环保而经济的次氯酸锂制备方法。
本发明可以最大程度减少各种杂质的浓度，提高产品纯度及产率，降低生产成本，简化生产工艺，是一种环保而经济的次氯酸锂制备方法。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。