CN104447276B - 一种精制提纯甲酸钙的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精制提纯甲酸钙的方法，该方法在常温下，将任意浓度的甲酸钙溶液与选定的有机溶剂充分混合、结晶后，通过过滤操作将析出的甲酸钙晶体分离出来，再经干燥处理后得到高纯度的甲酸钙固体产品。在甲酸钙生产中，甲酸钙产品往往是溶液状态，需要通过蒸发结晶才能得到固体产品，通过本方法可以省去蒸发结晶过程，直接获得甲酸钙晶体，从而简化了生产工艺，提高了生产效率、降低了生产能耗。本方法可以生产食品级、饲料级等纯度较高的甲酸钙产品，同时方法还具有产品品质好、生产工艺简单、生产效率高、生产能耗低、易于实现连续化生产等优势，是一项全新的甲酸钙精制提纯技术。

Description

一种精制提纯甲酸钙的方法
技术领域
本发明公开一种精制提纯甲酸钙的方法，特别涉及使用有机溶剂精制提纯甲酸钙的方法，属于无机化工领域和甲酸钙制备方法领域。
背景技术
甲酸钙又名蚁酸钙，外观为白色或微黄色粉末或结晶。无毒、味微苦、不溶于醇、溶于水、水溶液呈中性。它是国内外新开发的一种用途广泛的试剂，可作为制备草酸的中间原料，用作饲料、食品工业添加剂、石油工业钻探助剂、建筑材料助剂等。
近几年来，甲酸钙作为新型饲料添加剂，既能作为酸味剂代替柠檬酸、富马酸，又能替代丙酸钙作为防腐和防霉剂，适用于各类动物饲料中使用，具有防止腹泻、下痢、帮助饲料消化吸收等功能。由于甲酸钙产品性能优良、价格低，目前国内外市场好，销售前景广阔。
目前，国内多使用甲酸与氢氧化钙（碳酸钙）中和的方法来生产甲酸钙，并业逐步在开发CO与Ca(OH)2直接羰基化合成甲酸钙的技术。无论使用中和法生产甲酸钙还是使用CO与Ca(OH)2直接羰基化的方法合成甲酸钙，都需要通过蒸发浓缩结晶处理将甲酸钙溶液制成甲酸钙固体产品，该处理过程不仅能耗较高，同时可能会将溶液中的其他杂质残留在甲酸钙固体中，从而影响产品的纯度。
目前，有较多的专利和文献报道了制备甲酸钙的技术方法，但并未见任何报道记载了关于精制提纯甲酸钙固体产品的技术方法。
发明内容
本发明的目的在于通过利用向甲酸钙溶液中加入有机溶剂能够使溶液中的甲酸钙结晶析出的特性，开发一种精制提纯甲酸钙的技术方法，该方法能够改变通过蒸发浓缩结晶方法制备甲酸钙固体产品的传统技术方法，实现在较低能耗下制备高纯度甲酸钙固体产品。
本发明一种精制提纯甲酸钙的方法特征是：在常温下，将任意浓度的甲酸钙溶液与选定的有机溶剂充分混合，使甲酸钙结晶析出并沉淀下来，然后通过过滤分离得到固体甲酸钙，再经干燥后得到高纯度甲酸钙产品。
所述的有机溶剂为：乙醇、甲醇、丙酮或异丙醇，有机溶剂溶剂与甲酸钙溶液的质量比为1.0:1.0～0.25:1.0。
有机溶剂与甲酸钙溶液搅拌混合时间为0.5～2分钟，析出的甲酸钙晶体沉淀时间为1～3分钟。
将甲酸钙混合结晶溶液过滤分离出甲酸钙晶体，进行干燥得到精制提纯的固体甲酸钙产品，干燥温度为：90～120℃，干燥时间为：30～60分钟。
过滤分离得到的滤液进行有机溶剂精馏回收后循环使用。
本发明方法还具备生产工艺简单、生产效率高、易于实现大规模连续化生产等优点，是一项极具创新性、实用性和竞争优势的新型技术。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不限于实施例。
本发明方法在常温下，将任意浓度的甲酸钙溶液与选定的有机溶剂充分混合，使甲酸钙结晶析出并沉淀下来，然后通过过滤分离得到固体甲酸钙，再经干燥处理后得到高纯度甲酸钙产品。
本发明提供一种精制提纯甲酸钙的方法，其具体方法如下：
a、在常温下，按溶剂与原溶液的质量比为1.0:1.0～0.25:1.0，向任意浓度的甲酸钙溶液中加入与水混溶的有机溶剂，如：乙醇、甲醇、丙酮或异丙醇。
b、在充分搅拌的条件下，让有机溶剂与甲酸钙溶液混合0.5～2分钟，混合后再让析出的甲酸钙晶体沉淀1～3分钟。
c、使用过滤操作将析出的甲酸钙晶体分离出来，并在90～120℃条件下干燥30～60分钟从而获得纯净的甲酸钙固体产品。
d、对过滤分离得到的滤液进行精馏处理，回收有机溶剂进行循环使用。
步骤c中，过滤操作可使用真空抽滤、板框压滤、离心式过滤、袋式压滤等各种常规过滤方法，过滤介质的孔径为70-150μm。
本发明所述的方法通过向甲酸钙溶液中加入与水混溶的有机溶剂来制备高纯度的甲酸钙产品，由于该过程极快，因此，通过分别设置混合和沉淀两个处理装置，并满足一定的物料平均停留时间条件，即可实现连续生产操作。
由于无论使用中和法生产甲酸钙还是使用CO与Ca(OH)2直接羰基化的方法合成甲酸钙，都需要将甲酸钙溶液制成甲酸钙固体产品，而本发明提出的技术方法，可以有效地解决目前普遍采用的蒸发浓缩结晶方法存在的能耗较高、产品纯度较低的问题，从而使本方法具有很强的创新性和实用性。
使用传统的蒸发浓缩结晶法制备甲酸钙固体产品，能耗是非常高的，同时，还会将溶液中存在的其他杂质带入到产品中，降低产品甲酸钙的纯度。与蒸发结晶法相比，本发明提出的一种精制提纯甲酸钙固体产品的技术方法，不仅能耗较低，同时，能够有效的从溶液中分离提纯出甲酸钙，减少溶液中的其他杂质对产品纯度的影响，从而提高了产品品质。
经过文献查阅，目前在国内外还未见有任何公开技术报道是通过使用向甲酸钙溶液中添加有机溶剂析出甲酸钙的方式来精制提纯甲酸钙固体产品的，在国内外公开技术报道上还未见任何与本发明相同的技术方法，该技术在国内外还处于空白状态，本发明提出的技术方法属于国内外首创技术。
实施例1
取浓度为15%的甲酸钙溶液200g，在常温下，向其中加入丙酮200g，充分搅拌混合0.5分钟后，再静置沉淀1分钟，之后使用真空抽滤将析出的固体物质过滤分离出来，在120℃的烘箱中对固体进行烘干60分钟，得到白色固体物质21g，经分析检测，该物质为甲酸钙，其甲酸钙含量99.95%，外观为白色粉末状晶体，重金属含量（以Pb计）＜0.002%，砷含量＜0.002%，水不溶物0.01%，干燥失重0.05%，10%水溶液PH值7.1，产品质量优秀。
实施例2
取浓度为16%的甲酸钙溶液1000g，在常温下，向其中加入乙醇1000g，充分搅拌混合0.5分钟后，再静置沉淀1分钟，之后使用真空抽滤将析出的固体物质过滤分离出来，在120℃的烘箱中对固体进行烘干40分钟，得到白色固体物质106.2g，经分析检测，该物质为甲酸钙，其甲酸钙含量99.90%，外观为白色粉末状晶体，重金属含量（以Pb计）＜0.002%，砷含量＜0.002%，水不溶物0.01%，干燥失重0.03%，10%水溶液PH值7.2，产品质量优秀。
实施例3
取浓度为15%的甲酸钙溶液500g，在常温下，向其中加入甲醇250g，充分搅拌混合1分钟后，再静置沉淀1分钟，之后使用真空抽滤将析出的固体物质过滤分离出来，在110℃的烘箱中对固体进行烘干60分钟，得到白色固体物质18.3g，经分析检测，该物质为甲酸钙，其甲酸钙含量99.90%，外观为白色粉末状晶体，重金属含量（以Pb计）＜0.002%，砷含量＜0.002%，水不溶物0.02%，干燥失重0.05%，10%水溶液PH值7.43，产品质量优秀。
实施例4
取浓度为16%的甲酸钙溶液1000g，在常温下，向其中加入异丙醇800g，充分搅拌混合2分钟后，再静置沉淀1.5分钟，之后使用真空抽滤将析出的固体物质过滤分离出来，在100℃的烘箱中对固体进行烘干60分钟，得到白色固体物质90.3g，经分析检测，该物质为甲酸钙，其甲酸钙含量99.95%，外观为白色粉末状晶体，重金属含量（以Pb计）＜0.002%，砷含量＜0.002%，水不溶物0.01%，干燥失重0.10%，10%水溶液PH值7.23，产品质量优秀。
实施例5
取浓度为16%的甲酸钙溶液2000g，在常温下，向其中加入丙酮2000g，充分搅拌混合1.5分钟后，再静置沉淀2分钟，之后使用真空抽滤将析出的固体物质过滤分离出来，在120℃的烘箱中对固体进行烘干60分钟，得到白色固体物质222.5g，经分析检测，该物质为甲酸钙，其甲酸钙含量99.95%，外观为白色粉末状晶体，重金属含量（以Pb计）＜0.002%，砷含量＜0.002%，水不溶物0.01%，干燥失重0.05%，10%水溶液PH值7.12，产品质量优秀。
实施例6
取浓度为15%的甲酸钙溶液1000g，在常温下，向其中加入乙醇250g，充分搅拌混合1.5分钟后，再静置沉淀1.5分钟，之后使用真空抽滤将析出的固体物质过滤分离出来，在120℃的烘箱中对固体进行烘干60分钟，得到白色固体物质25g，经分析检测，该物质为甲酸钙，其甲酸钙含量99.90%，外观为白色粉末状晶体，重金属含量（以Pb计）＜0.002%，砷含量＜0.002%，水不溶物0.02%，干燥失重0.10%，10%水溶液PH值7.32，产品质量优秀。
实施例7
取浓度为15%的甲酸钙溶液200kg，在常温下，向其中加入丙酮100kg，充分搅拌混合2分钟后，再静置沉淀3分钟，之后使用真空抽滤将析出的固体物质过滤分离出来，在120℃的烘箱中对固体进行烘干60分钟，得到白色固体物质14.18kg，经分析检测，该物质为甲酸钙，其甲酸钙含量99.95%，外观为白色粉末状晶体，重金属含量（以Pb计）＜0.002%，砷含量＜0.002%，水不溶物0.01%，干燥失重0.05%，10%水溶液PH值7.12，产品质量优秀。将滤液回收并进行精馏回收丙酮，回收得到的丙酮质量百分数为98%以上，回收率大于99%。
实施例8
取浓度为15%的甲酸钙溶液200kg，在常温下，向其中加入甲醇200kg，充分搅拌混合2分钟后，再静置沉淀3分钟，之后使用真空抽滤将析出的固体物质过滤分离出来，在110℃的烘箱中对固体进行烘干60分钟，得到白色固体物质15.6kg，经分析检测，该物质为甲酸钙，其甲酸钙含量99.90%，外观为白色粉末状晶体，重金属含量（以Pb计）＜0.002%，砷含量＜0.002%，水不溶物0.02%，干燥失重0.10%，10%水溶液PH值7.4，产品质量优秀。将滤液回收并进行精馏回收甲醇，回收得到的甲醇质量百分数为99%以上，回收率大于99%。

Claims (2)

1.一种精制提纯甲酸钙的方法，其特征在于：在常温下，将任意浓度的甲酸钙溶液与选定的有机溶剂充分混合，使甲酸钙结晶析出并沉淀下来，然后通过过滤分离得到固体甲酸钙，再经干燥后得到高纯度甲酸钙产品；
所述的有机溶剂为：乙醇、甲醇、丙酮或异丙醇，有机溶剂与甲酸钙溶液的质量比为1.0:1.0～0.25:1.0；
所述的将甲酸钙混合结晶溶液过滤分离出甲酸钙晶体，进行干燥得到精制提纯的固体甲酸钙产品，干燥温度为：90～120℃，干燥时间为：30～60分钟；
有机溶剂与甲酸钙溶液搅拌混合时间为0.5～2分钟，析出的甲酸钙晶体沉淀时间为1～3分钟。
2.根据权利要求1所述的一种精制提纯甲酸钙的方法，其特征在于：过滤分离得到的滤液进行有机溶剂精馏回收后循环使用。
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