一种采用电解法制备盐的方法技术

本发明专利技术的一种采用电解法制备盐的方法中所述的盐为一类金属离子或铵根离子与酸根离子结合的化合物，以金属氧化物、氢氧化物或者金属碳酸盐为原料，以金属、非金属或者金属氧化物为阳极，以不锈钢为阴极，采用电渗析槽电解的方法进行电解：在原料室放置碱金属盐的水溶液，阳极室中放置硫酸溶液，阴极室和其相邻的缓冲室中放置碱金属氢氧化物溶液，产品室和其相邻的缓冲室中放置酸溶液，本发明专利技术方法工艺简单，价格便宜，无废渣、废液产生，属清洁生产，适合于大规模工业化生产。

A method of salt preparation by electrolysis

【技术实现步骤摘要】
一种采用电解法制备盐的方法
本专利技术属于盐的制备方法领域，具体涉及一种采用电解法制备盐的方法。
技术介绍
盐是指一类金属离子或铵根离子(NH4+)与酸根离子或非金属离子结合的化合物。如氯化钠，硝酸钙，硫酸亚铁和乙酸铵硫酸钙，氯化铜，醋酸钠等，一般来说盐是复分解反应的生成物，盐与盐反应生成新盐与新盐，盐与碱反应生成新盐与新碱，盐与酸反应生成新盐与新酸，如硫酸与氢氧化钠生成硫酸钠和水，氯化钠与硝酸银反应生成氯化银与硝酸钠等。也有其他的反应可生成盐，例如置换反应。可溶性盐的溶液有导电性，是因为溶液中有可自由游动的离子，故此可作为电解质。目前已报导的金属次磷酸盐制备方法包括复分解法、离子交换法和电解法三类。复分解法比如次磷酸镍，主要利用硫酸镍(NiSO4)和次磷酸钠(NaH2PO2)发生复分解反应，制取次磷酸镍，次磷酸镍的溶解度在三者中最低，通过降温而使其从溶液中析出，得到次磷酸镍晶体——Ni(H2PO2)2·6H2O。但是得到的晶体产品纯度不高，只能适用于传统的化学镀工艺的一般要求，从而使此工艺的应用受到限制。类似方法适应面不广，方法依赖于金属次磷酸盐的溶解性差异，不能通用于所有的金属次磷酸盐，势必导致设备不能通用，成本昂贵，最终无法降低金属次磷酸盐成本，因此也不能得到广泛应用。离子交换法利用强酸型阳离子交换树脂，先使用含有高浓度Ni2+离子的溶液使树脂被其饱和，然后将次磷酸钠溶液通过离子交换树脂柱，使Na+被Ni2+而交换，得到Ni(H2PO2)2溶液，产品再进行结晶或直接以溶液形式出售。此方法需要对离子交换树脂进行饱和、洗脱和再生，该过程操作时间长，步骤烦琐，仅适合小规模生产。该法也不适用于所有金属次磷酸盐，适应面不广，不能通用于所有的金属次磷酸盐，势必导致设备不能通用，成本昂贵，最终无法降低金属次磷酸盐成本，因此也不能得到广泛应用。近年来有采用电渗析法生产次磷酸镍的专利报导，它们公开了以镍作为阳极，以不锈钢、石墨和铂等作为阴极，采用3室，4室或5室6室电渗析槽进行直流电解的方法来制备次磷酸镍。阳极采用镍板，对于次磷酸镍适用，但是对于其他金属盐，比如钙盐，次磷酸钙，就不适用。该法也不适用于所有金属次磷酸盐，适应面不广，不能通用于所有的金属次磷酸盐，势必导致设备不能通用，成本昂贵，最终无法降低金属次磷酸盐成本，因此也不能得到广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用电解法制备盐的方法，本专利技术的方法工艺简单，价格便宜，无废渣、废液产生，属清洁生产，适合于大规模工业化生产。本专利技术的目的在于提供一种采用电解法制备盐的方法，其技术点在于：所述的盐为一类金属离子或铵根离子与酸根离子结合的化合物，以金属氧化物、氢氧化物或者金属碳酸盐为原料，以金属、非金属或者金属氧化物为阳极，以不锈钢为阴极，采用电渗析槽电解的方法进行电解：在原料室放置碱金属盐的水溶液，阳极室中放置硫酸溶液，阴极室和其相邻的缓冲室中放置碱金属氢氧化物溶液，产品室和其相邻的缓冲室中放置酸溶液。在本专利技术的有的实施例中，所述的电解法为六室电渗析槽直流电解的方法或者双极膜电解槽直流电解的方法中的一种。在本专利技术的有的实施例中，所述的为六室电渗析槽直流电解的方法的工作条件为：工作电压2～35V，工作电流为1～500A，阳极电位为1～10V，电解时间为1～100h。在本专利技术的有的实施例中，所述的金属离子为锂离子、钾离子、镁离子、锶离子、铍离子、镍离子、钙离子、锡离子、铅离子、铜离子、钴离子、钯离子、金离子、银离子、铁离子、钌离子、铑离子和钡离子中的一种。在本专利技术的有的实施例中，所述的酸根离子为磷酸根、次磷酸根、亚磷酸根、氯酸根、氯酸根、硫酸根、亚硫酸根、盐酸根和硝酸根中的一种。在本专利技术的有的实施例中，所述的碱金属盐由碱金属离子和酸根离子构成，所述的碱金属离子为锂离子、钠离子和钾离子中的一种。在本专利技术的有的实施例中，所述的碱金属盐的水溶液的质量浓度为100～900g/L。在本专利技术的有的实施例中，所述的硫酸溶液的初始质量浓度为1～100g/L。在本专利技术的有的实施例中，所述的碱金属氢氧化物溶液的初始质量浓度为1～100g/L。在本专利技术的有的实施例中，所述的酸溶液的初始质量浓度为1～100g/L。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种采用电解法制备盐的方法中所述的盐为一类金属离子或铵根离子与酸根离子结合的化合物，以金属氧化物、氢氧化物或者金属碳酸盐为原料，以金属、非金属或者金属氧化物为阳极，以不锈钢为阴极，采用电渗析槽电解的方法进行电解：在原料室放置碱金属盐的水溶液，阳极室中放置硫酸溶液，阴极室和其相邻的缓冲室中放置碱金属氢氧化物溶液，产品室和其相邻的缓冲室中放置酸溶液，本专利技术方法工艺简单，价格便宜，无废渣、废液产生，属清洁生产，适合于大规模工业化生产。具体实施方式下面以次磷酸盐为例说明本专利技术的原理：碱金属次磷酸盐为原料，采用金属氧化物阳极或者其他不溶性阳极作为阳极，以不锈钢作为阴极，应用六室电渗析槽直流电解的方法或者双极膜电解槽来制备次磷酸，同时采用金属氧化物或金属氢氧化物中和次磷酸，制得金属次磷酸盐。所用阴阳离子交换膜可用全氟离子交换膜，碳氢离子交换膜，含氟含碳氢混合离子交换膜。本专利技术的具体实施步骤是：在电解前原料室放置浓度为100～900g/L的次磷酸盐(次磷酸钠或次磷酸钾)水溶液，阳极室中的初始溶液是浓度为1～100g/L的稀硫酸溶液，阴极室和其相邻的缓冲室中的初始溶液是浓度为1～100g/L的稀碱金属氢氧化物溶液，最佳选择为氢氧化钠或氢氧化钾，产品室和其相邻的缓冲室中的初始溶液是浓度为1～100g/L的稀次磷酸溶液。所述的电解工作电压2～35V，工作电流为1～500A，阳极电位为1～10V，电解时间为1～100小时。将电渗析槽通以直流电后，原料室的阴阳离子分别向两极移动，阳离子向阴极移动，而阴离子向阳极移动。阴离子交换膜允许阴离子通过，所以次磷酸根离子(H2PO2-)最终进入产品室；同样阳离子交换膜允许阳离子通过，钠离子(Na+)最终进入阴极室。电解过程中，不溶性阳极比如钛阳极主要发生的是水的电解，电解为氧和氢离子，反应式为：2H2O＝4H++O2↑+4eE0＝+1.229V电解产生的氢离子自阳极室通过阳离子交换膜进入到产品室，受到阴离子交换膜的阻挡停留在产品室，与进入到该室的次磷酸根离子结合生成次磷酸产品。次磷酸与加入的金属氧化物或者氢氧化物，金属碳酸盐，金属碱式碳酸盐反应，生成金属次磷酸盐。对于一价金属，包括铵离子，以及三价金属离子，四价金属离子，也类似如上反应。电解时阴极室主要发生的是水电解产生氢和氢氧根阴离子的反应，反应式为：H2O＝H++OH-2H++2e＝H2↑E0＝+0.0004V电解产生的氢氧根离子与进入到该室中钠离子结合生成氢氧化钠。为了控制产品的浓度，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用电解法制备盐的方法，其特征在于：所述的盐为一类金属离子或铵根离子与酸根离子结合的化合物，以金属氧化物、氢氧化物或者金属碳酸盐为原料，以金属、非金属或者金属氧化物为阳极，以不锈钢为阴极，采用电渗析槽电解的方法进行电解：在原料室放置碱金属盐的水溶液，阳极室中放置硫酸溶液，阴极室和其相邻的缓冲室中放置碱金属氢氧化物溶液，产品室和其相邻的缓冲室中放置酸溶液。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用电解法制备盐的方法，其特征在于：所述的盐为一类金属离子或铵根离子与酸根离子结合的化合物，以金属氧化物、氢氧化物或者金属碳酸盐为原料，以金属、非金属或者金属氧化物为阳极，以不锈钢为阴极，采用电渗析槽电解的方法进行电解：在原料室放置碱金属盐的水溶液，阳极室中放置硫酸溶液，阴极室和其相邻的缓冲室中放置碱金属氢氧化物溶液，产品室和其相邻的缓冲室中放置酸溶液。


2.根据权利要求1所述的一种采用电解法制备盐的方法，其特征在于：所述的电解法为六室电渗析槽直流电解的方法或者双极膜电解槽直流电解的方法中的一种。


3.根据权利要求2所述的一种采用电解法制备盐的方法，其特征在于：所述的为六室电渗析槽直流电解的方法的工作条件为：工作电压2～35V，工作电流为1～500A，阳极电位为1～10V，电解时间为1～100h。


4.根据权利要求1所述的一种采用电解法制备盐的方法，其特征在于：所述的金属离子为锂离子、钾离子、镁离子、锶离子、铍离子、镍离子、钙离子、锡离子、铅离子、铜离子、钴离子、钯离子、金离子、银离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗国华，刘剑锋，
申请(专利权)人：惠州市臻鼎环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44