CN114507879B - 一种电解合成丁二酸铅离子控制系统 - Google Patents
一种电解合成丁二酸铅离子控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114507879B CN114507879B CN202210124987.2A CN202210124987A CN114507879B CN 114507879 B CN114507879 B CN 114507879B CN 202210124987 A CN202210124987 A CN 202210124987A CN 114507879 B CN114507879 B CN 114507879B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lead
- mother liquor
- electrolytic
- ion
- succinic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 39
- CEYLPYBDQDCTPB-UHFFFAOYSA-L butanedioate;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-]C(=O)CCC([O-])=O CEYLPYBDQDCTPB-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 16
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims abstract description 112
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 99
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 claims abstract description 48
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 11
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- -1 lead succinate ions Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- RVPVRDXYQKGNMQ-UHFFFAOYSA-N lead(2+) Chemical compound [Pb+2] RVPVRDXYQKGNMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 29
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 27
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 18
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 12
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 4
- ZACYQVZHFIYKMW-UHFFFAOYSA-N iridium titanium Chemical compound [Ti].[Ir] ZACYQVZHFIYKMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 26
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 description 11
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N dioxolead Chemical compound O=[Pb]=O YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L lead sulfate Chemical compound [PbH4+2].[O-]S([O-])(=O)=O PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 3
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 2
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 2
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 2
- 229910001245 Sb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPNRRQFZIBQRMK-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Ta+5].[Ir+3].[O-2].[O-2].[O-2] Chemical compound [O-2].[Ta+5].[Ir+3].[O-2].[O-2].[O-2] BPNRRQFZIBQRMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002140 antimony alloy Substances 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000002306 biochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000007805 chemical reaction reactant Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229920006238 degradable plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007974 sodium acetate buffer Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ORZHVTYKPFFVMG-UHFFFAOYSA-N xylenol orange Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC1=C(O)C(C)=CC(C2(C3=CC=CC=C3S(=O)(=O)O2)C=2C=C(CN(CC(O)=O)CC(O)=O)C(O)=C(C)C=2)=C1 ORZHVTYKPFFVMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
- C25B15/02—Process control or regulation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B3/00—Electrolytic production of organic compounds
- C25B3/01—Products
- C25B3/07—Oxygen containing compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
本发明属于电解工程领域，具体涉及一种电解合成丁二酸铅离子控制系统。本发明所述控制系统是在电解合成丁二酸液路系统中，并联电解除铅旁路系统，采用低电流密度沉积铅离子的方法，以铱钛涂层电极为阳极，钛网为阴极，电流密度为5‑40A/m2连续电沉积母液中铅离子；旁路系统流量为主回路流量的10％。并联该除铅系统，可保持电解合成丁二酸母液中铅离子浓度保持低于70mg/L，产品丁二酸中铅离子含量低于0.5mg/kg。
Description
技术领域
本发明属于电解工程领域，涉及一种工业化生产丁二酸杂质金属离子控制系统，尤其涉及一种电解合成聚丁二酸丁二醇酯(PBS)溶液及产品中铅离子含量控制技术。
背景技术
丁二酸俗称琥珀酸，是一种重要的合成医药和精细化工的合成中间体，广泛应用于合成塑料、橡胶、医药、防护涂料和其他行业中。丁二酸与1,4-丁二醇进行缩聚反应合成聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，PBS可单独作为生物可降解塑料，也可以和对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)共混生产可降解塑料。随着国家禁塑令的推行，近期，丁二酸国内市场规模有望突破年产20万吨以上。
工业制备丁二酸的主要方法有顺丁烯二酸(酯)催化加氢还原法、生化法和电解还原法。其中，电解法被国内外厂家广泛采用，是目前国内外工业化生产丁二酸的主要方法。工业电解生产丁二酸一般阳极材料为铱钛贵金属涂层电极或铅合金电极，阴极为铅合金电极或钛，采用顺酐或马来酸为原料，以8-10wt％的硫酸为电解液，控制电流密度为200-800A/m2，电解液温度50-65℃，恒电流或变电流电解。电解液经过结晶和离心分离等工序得到丁二酸产品。结晶分离后母液，添加原料可反复套用；但随着电解时间的延长和母液套用次数增加，阳极铅合金和阴极铅合金在6-10wt％硫酸溶液中，均存在不同程度的腐蚀，电极中的铅以硫酸铅的形式进入电解液中。电解液中过高的铅离子含量将产生以下负面影响：(1)因硫酸铅溶解度小，结晶过程中作为凝结核进入丁二酸产品，影响产品质量；(2)在阴极上沉积形成铅泥，影响电极反应反应物吸附和产物脱附动力学过程；(3)在阳极上氧化形成二氧化铅，影响铱钛贵金属涂层电极使用寿命；(4)产品中铅离子影响PBS合成和性能。
因此，电解合成丁二酸过程中铅离子的控制，是工业化电解合成高质量丁二酸产品的核心关键技术之一，不仅影响产品生产和质量，并波及可降解塑料PBS合成和可降解塑料推广国家战略实施。本发明提出一种工业化电解生产丁二酸铅离子控制技术，可以调控电解液中铅离子含量，获取低铅离子含量PBS用高纯丁二酸产品。
发明内容
本发明主要目的在于解决现有工业化电解合成丁二酸工艺中铅离子的控制问题，提供一种工业化电解生产丁二酸母液回路系统和产品铅离子含量调控技术，特别适用于规模化电解合成PBS用高纯丁二酸。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种电解合成丁二酸铅离子控制系统，所述的电解合成丁二酸铅离子控制系统包括电解合成丁二酸母液主回路，和电沉积控制铅离子母液旁路，其中，电沉积控制铅离子母液旁路采用低电流密度沉积铅离子的方法控制电解合成丁二酸的母液中的铅离子含量。
优选的，所述的电解合成丁二酸母液主回路包括依次连通的配料釜、电解槽、结晶装置、过滤装置及母液储罐；电解合成丁二酸母液主回路依次由母液储罐、配料釜、电解槽、结晶装置、过滤装置回至母液储罐构成回路。所述的电解合成丁二酸母液主回路中，配料釜中各原料进行配料得到混合料液，混合料液流入电解槽中进行电解后流入结晶装置进行结晶，随后进入过滤装置过滤得到丁二酸粗产品和母液，母液收集至母液储罐，并再次进入配料釜继续进行循环构成回路。
优选的，所述的电沉积控制铅离子母液旁路包括依次连通的母液储罐和电沉积铅电解槽；电沉积控制铅离子母液旁路依次由母液储罐、电沉积铅电解槽回至母液储罐构成回路。所述的电沉积控制铅离子母液旁路中，母液自母液储罐流向电沉积铅电解槽中进行电解除铅，电解后的母液回流至母液储罐，参与主回路的电解反应。
更优选的电沉积铅电解槽包括电解槽本体，电解槽本体内部为空腔，空腔内设置有电极，所述电极包括阴极和阳极；电解槽本体的上部设置旁路电解液出口，电解槽本体的下部设置有沉积槽，沉积槽的下部设置有旁路电解液进口，沉积槽的底部设置有铅泥出口。母液从旁路电解液进口进入沉积槽并进入电解槽本体的空腔内，与空腔内的电极充分接触，进行电解，电解后的母液从旁路电解液出口流出，电解后的铅泥在重力作用下沉积至电解槽，并从铅泥出口流出。更优选的，电解槽本体和沉积槽的连接部位还设置有多孔板。
优选的，所述的电沉积控制铅离子母液旁路与电解合成丁二酸母液主回路呈并联关系；更优选的电沉积控制铅离子母液旁路中母液流量为电解合成丁二酸母液主回路流量的5-15％，更优选为10％。在该流量比下能够保证在主回路连续生产的同时，控制母液中铅离子含量不高于70mg/L。但实际生产过程中，可以根据主回路流量速度、生产间歇时间等实际生产条件选择增大或减小电沉积控制铅离子母液旁路中的母液流量，以控制主回路母液中铅离子含量符合具体生产目标。
优选的，所述的电沉积铅电解槽为复极式电解装置，以钛网为阴极，铱钽氧化物涂层电极为阳极；更优选的IrO2-Ta2O5/Ti网状电极作阳极；更优选的电极间距为10-20mm。
优选的，所述的电沉积铅电解槽中电流密度为5-40A/m2，更优选为10-20A/m2。
优选的，所述的低电流密度沉积铅离子的方法是在电沉积铅电解槽中以5-40A/m2恒电流连续电解沉积72小时，再以100A/m2电流密度电解析气剥离铅泥15分钟。在所述技术方案的具体参数下，电解更加彻底，并且能够将铅泥彻底剥离。但在实际生产过程中，可以根据具体实际情况对电流密度、电解时间进行相应的增大或减小，以实现效果和经济效益的平衡。
更优选的，恒电流连续电解沉积72小时时段，来自母液储罐的母液从设置在电沉积铅电解槽下部的旁路电解液进口进入，由设置在电沉积铅电解槽上部的旁路电解液出口回流至母液储罐。
优选的，所述的电沉积控制铅离子母液旁路还包括铅泥过滤器，电沉积铅电解槽中电解后的铅泥流至铅泥过滤器中进行过滤，滤液回流至母液储罐，参与主回路的电解反应。更优选的，铅泥经过电解析气剥离后，经设置在电沉积铅电解槽底部的铅泥出口流至铅泥过滤器，经过滤后的滤液流至母液储罐。
优选的，所述的一种电解合成丁二酸铅离子控制系统中，附加电沉积控制铅离子母液旁路后，母液储罐中铅离子浓度控制不高于75mg/L；更优选的电解合成丁二酸主回路母液套用N批次后(N＝10-1000)铅离子浓度依然保持<70mg/L，丁二酸产品中铅含量<0.5mg/kg。
优选的，所述的电解合成丁二酸母液主回路为电解合成丁二酸的现有工艺；更优选的电解合成丁二酸母液主回路的电解槽中，阳极为铅合金、二氧化铅、铱钛涂层电极的至少一种，阴极为钛、铅、铅合金电极的至少一种；更优选的阳极为IrO2-Ta2O5/Ti，阴极为铅合金。
优选的，所述的电解合成丁二酸母液主回路的配料釜中将原料进行配料得到混合料液，混合料液中丁二酸浓度范围为0.5-3wt％，硫酸浓度为6-10wt％，顺丁烯二酸浓度为0.5-10wt％。
优选的，所述的电解合成丁二酸母液主回路的电解槽中电流密度为100-800A/m2，电解温度为50-65℃。
采用本电解合成丁二酸铅离子控制系统，与现有技术相比，主要的有益效果表现在：(1)调控电解液中铅离子浓度，防止阳极生产二氧化铅和阴极形成铅泥，大幅度提高电极的使用寿命；(2)简化后续提纯工艺，免除电极维护工序，显著降低丁二酸产品中铅含量；(3)合成PBS级丁二酸，降低金属离子特别是铅离子对合成PBS性能的影响。
附图说明
图1是一种电解合成丁二酸铅离子控制系统示意图；
图1中，1-配料釜，2-电解槽，3-结晶装置，4-过滤装置，5-母液储罐，6-主回路母液计量泵，7-旁路母液计量泵，8-电沉积铅电解槽，9-铅泥过滤器。
图2是一种电解合成丁二酸铅离子控制系统电沉积铅电解槽的结构示意图：
图2中，10-阳极，11-阴极，12-旁路电解液出口，13-旁路电解液进口，14-多孔板。
图3是实施例1中电解合成丁二酸铅离子含量与电解批次变化图；
图4是实施例2中电解合成丁二酸铅离子含量与电解批次变化图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
参照图1一种工业应用的电解合成丁二酸铅离子控制系统的电解合成丁二酸母液主回路，包括：配料釜1，电解槽2，结晶装置3，过滤装置4，母液储罐5，主回路母液计量泵6。电解槽2由100只单元电解槽组成，以IrO2-Ta2O5/Ti电极(750mm*600mm)为阳极，阴极为铅锑合金(含锑3.0wt％，750mm*600mm)，阴极置于阳极的两侧，电极间距为15mm；以阴极和阳极电流密度均为500A/m2(电流值为450A)恒电流电解。主回路中：配料釜1(10吨搪瓷釜)加入结晶后母液，组成为9wt％硫酸+2.5wt％丁二酸；配料釜持续加入液态顺酐，加料流量为70kg/h，加热溶解，得到主回路母液；配料釜1母液由电磁阀输送至电解槽2，流量为840kg/h，母液经过电解槽2各单元槽依次电解后溢流至结晶装置3结晶釜(10吨搪瓷釜，共2台)，结晶8h后(每天3批次)，由过滤装置4离心机分离，得到丁二酸粗产品；离心后母液自流至母液储罐5；母液经过主回路母液计量泵6输送至配料釜1；主回路母液流量为840kg/h。按此工艺生产1年，取不同批次母液储罐5的母液，采用分光光度法测定铅离子含量，并采用原子吸收法测定粗品中铅含量，结果如图3。
母液中铅离子测定方法：利用紫外分光光度计，采用特定波长的光线通过待测样品，测得样品溶液的吸光度，从而计算出样品溶液中铅离子的含量。具体操作步骤如下：取经过M次(M＝10-1000)套用的电解母液作为待测样品，取样品母液1ml移入试管中，用配制好的0.5mol/L的NaOH溶液滴定中和至pH＝5.5-6；取中和后的样品1ml转移至25ml的容量瓶中，按顺序依次加入1.5g/L的邻菲洛琳溶液4.5ml，2ml的乙酸乙酸钠缓冲溶液pH＝6以及2g/L的二甲酚橙溶液1.5ml；将容量瓶中的溶液摇匀，静置显色10min后加去离子水定容刻度；设置紫外分光光度计的吸收波长为575nm，将待测样品移入比色皿中，以试剂空白作为参比，测定样品的吸光度。为保证数据准确性需经过多此取样多次测定，根据所得出的数据可计算出待测样品中的铅离子含量。
图3电解合成丁二酸铅离子含量与电解批次变化图结果表明，随着电解批次增加，铅合金电极存在一定程度的腐蚀，当电解批次达到500次左右时，母液中铅离子达到饱和，浓度约为90-100mg/L。而母液中铅离子浓度达到70mg/L时候，丁二酸产品中铅含量急剧升高，表明结晶过程中硫酸铅因饱和析出进入到产品中，因此需要控制母液中的铅离子浓度低于70mg/L。
实施例2
按实施例1的方法，参照图1，在主回路系统中并联电沉积控制铅离子母液旁路系统(主回路母液已套用1年)，包括：母液储罐5，旁路母液计量泵7，电沉积铅电解槽8，铅泥过滤器9。电沉积铅电解槽8由10只单元电解槽组成，IrO2-Ta2O5/Ti阳极10(500mm*400mm)，阴极为钛网11(500mm*400mm)，阴极置于阳极的两侧，电极间距为15mm；以阴极和阳极电流密度均为20A/m2(电流值为8A)恒电流电解。旁路中：母液来自母液储罐5中的已在主回路套用1年的母液(来自企业)，组成为9wt％硫酸+2.5wt％丁二酸；由旁路母液计量泵7输送至电沉积铅电解槽8，流量为84kg/h，经过电沉积铅电解槽8后溢流至母液储罐5。以4A连续电沉积72h后，采用40A电解析气剥离铅泥15分钟，并开启电沉积铅电解槽8底阀，将铅泥输送至铅泥过滤器9，过滤后滤液并入母液储罐5。取此工艺生产1年不同批次母液储罐5的母液，采用分光光度法测定铅离子含量，并采用原子吸收法测定粗品中铅含量，结果如图4。
图4结果表明，在主回路设置并联电沉积控制铅离子母液旁路系统，可以有效控制母液铅离子浓度在40-65mg/L之间，控制粗品丁二酸中铅含量低于0.5mg/kg。
实施例3-9
按实施例2的方法，以不同电解工艺不同批次电解合成丁二酸，母液为电解液，电沉积铅电解槽8由10只单元电解槽组成，IrO2-Ta2O5/Ti阳极10(100mm*80mm)，阴极为钛网11(100mm*80mm)，阴极置于阳极的两侧，电极间距为15mm；采用不同的阴极和阳极电流密度恒电流沉积铅离子，电解时间72小时。采用实施例1的方法测定电解后母液中铅离子含量，结果如下表。
由表中数据可以得知，在主回路系统中并联电沉积控制铅离子母液旁路系统后，能够有效去除电解后母液中铅离子，从而能够控制母液中铅离子含量，防止主回路中阳极生产二氧化铅和阴极形成铅泥，大幅度提高电极的使用寿命；并且能够简化后续提纯工艺，免除电极维护工序，显著降低丁二酸产品中铅含量；同时合成PBS级丁二酸，降低金属离子特别是铅离子对合成PBS性能的影响。
Claims (7)
1.一种电解合成丁二酸铅离子控制系统，其特征在于，所述电解合成丁二酸铅离子控制系统包括电解合成丁二酸母液主回路，和电沉积控制铅离子母液旁路，其中，电沉积控制铅离子母液旁路采用低电流密度沉积铅离子的方法控制电解合成丁二酸的母液中的铅离子含量；
所述的电解合成丁二酸母液主回路包括依次连通的配料釜、电解槽、结晶装置、过滤装置及母液储罐；
所述的电沉积控制铅离子母液旁路包括依次连通的母液储罐和电沉积铅电解槽；
所述的电沉积控制铅离子母液旁路与电解合成丁二酸母液主回路其母液分配为并联设置；
所述的低电流密度沉积铅离子的方法是以5-40A/m2恒电流连续电解沉积72小时，再以100A/m2电流密度电解析气剥离铅泥15分钟。
2.根据权利要求1所述一种电解合成丁二酸铅离子控制系统，其特征在于，所述的电沉积铅电解槽的阴极为钛网，阳极为IrO2-Ta2O5/Ti网状电极。
3.根据权利要求1所述一种电解合成丁二酸铅离子控制系统，其特征在于，所述的电沉积控制铅离子母液旁路中母液流量为电解合成丁二酸母液主回路母液流量的5-15%。
4.根据权利要求1所述一种电解合成丁二酸铅离子控制系统，其特征在于，恒电流连续电解沉积72小时时段，来自母液储罐的母液从设置在电沉积铅电解槽下部的旁路电解液进口进入，由设置在电沉积铅电解槽上部的旁路电解液出口回流至母液储罐。
5.根据权利要求4所述一种电解合成丁二酸铅离子控制系统，其特征在于，所述的电沉积控制铅离子母液旁路还包括铅泥过滤器。
6.根据权利要求5所述一种电解合成丁二酸铅离子控制系统，其特征在于，铅泥经过电解析气剥离后，经设置在电沉积铅电解槽底部的铅泥出口流至铅泥过滤器，经过滤后的滤液流至母液储罐。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的电解合成丁二酸铅离子控制系统，其特征在于，所述的母液储罐的母液中铅离子浓度控制不高于70mg/L。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210124987.2A CN114507879B (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 一种电解合成丁二酸铅离子控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210124987.2A CN114507879B (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 一种电解合成丁二酸铅离子控制系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114507879A CN114507879A (zh) | 2022-05-17 |
| CN114507879B true CN114507879B (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=81552026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210124987.2A Active CN114507879B (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 一种电解合成丁二酸铅离子控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114507879B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0920989A (ja) * | 1995-06-30 | 1997-01-21 | Dowa Mining Co Ltd | Ｐｂ自動分析計を用いて電気亜鉛中のＰｂ品位を管理する亜鉛電解法 |
-
2022
- 2022-02-10 CN CN202210124987.2A patent/CN114507879B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0920989A (ja) * | 1995-06-30 | 1997-01-21 | Dowa Mining Co Ltd | Ｐｂ自動分析計を用いて電気亜鉛中のＰｂ品位を管理する亜鉛電解法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114507879A (zh) | 2022-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109763143B (zh) | 一种废铅酸电池的资源化回收处理方法 | |
| KR101301275B1 (ko) | 여과막을 가지는 알칼리 전기도금조 | |
| EP2528704B1 (en) | Method and arrangement for producing metal powder | |
| CN109485023B (zh) | 一种从含铜碲废液中回收碲的方法 | |
| US4859293A (en) | Process for refining gold and apparatus employed therefor | |
| CN114507879B (zh) | 一种电解合成丁二酸铅离子控制系统 | |
| CN100582307C (zh) | 一种新型无隔膜间歇式绿色电合成丁二酸的方法 | |
| CN103074642A (zh) | 废旧铅酸蓄电池膏体中回收铅的工艺 | |
| CN108018582A (zh) | 一种电子级氨基磺酸亚锡的制备方法 | |
| CN110616327A (zh) | 一种从含镍废水中回收单质镍的方法及装置 | |
| KR20090041305A (ko) | 스코로다이트의 제조 방법 및 세정 방법 | |
| RU2020192C1 (ru) | Способ рафинирования золота | |
| EP3699324B1 (en) | Electro-deposition method for producing metallic silver | |
| US4734175A (en) | Process for regenerating an electroless copper plating bath | |
| JPS62125859A (ja) | 触媒製造法 | |
| US3432410A (en) | Method of producing pure nickel by electrolytic refining | |
| CN110219020A (zh) | 一种提高铅电解液导电性能的方法 | |
| CN109809502A (zh) | 一种利用电积镍阳极液生产硫酸镍的方法 | |
| CN1034958C (zh) | 硫化锌矿电解制取锌的方法及其电解槽 | |
| CN1699628A (zh) | 氰化金钾的制备方法 | |
| EP0028158A1 (en) | Methods and systems of removal of metals from solution and of purification of metals and purified solutions and metals so obtained | |
| CN110453246A (zh) | 一种从铜电解液中原位合成铜砷合金的方法 | |
| CN106315774B (zh) | 一种多级电化学氧化装置 | |
| RU2361967C1 (ru) | Способ электроизвлечения компактного никеля | |
| CN114411183B (zh) | 一种甲基磺酸银的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |