[發明專利]一種交流電弧發生控制器及其應用

有效

• 申請號: 201010238850.7
• 申請日: 2010-07-28
• 公開（公告）號: CN102337557A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 呂順豐;張秀英;吳秀香
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C25B9/00
• 分類號: C25B9/00;C25B1/26;B01F1/00
• 代理公司: 北京英特普羅知識產權代理有限公司 11015
• 代理人: 齊永紅;唐彬

技術領域

本發明涉及以高純度貴金屬銠粉為原料直接將其溶解到鹽酸中的交流電弧發生控制器及其應用。

背景技術

三氯化銠(RhCl₃·xH₂O，x＝0～5)是最常見的銠的一種化合物。常作為其它銠化合物合成及催化劑制備的初始原料。含銠化合物和催化劑廣泛應用于石油化工和有機合成領域。例如，低壓羰基合成丁辛醇裝置、甲醇羰基化制醋酸和醋酐裝置都大量使用銠的化合物作為均相催化劑。此外，在催化加氫、燃料電池、汽車尾氣凈化、電鍍和陶瓷等領域，RhCl₃·xH₂O也是不可缺少的重要化工原料。

銠是一種具有相當延展性的銀白色貴重金屬，熔點1960℃。通常，商品銠的形態是粉末狀，即銠粉。其價格在30～100萬元/公斤。制備三氯化銠水合物以及其它銠化合物的關鍵步驟是將銠粉溶解在溶液中。然而，銠是鉑族金屬中化學穩定性最好的金屬之一，不能直接溶于鹽酸、硫酸、硝酸和熱王水等各種常見酸溶液中。

一般溶解銠制備三氯化銠的方法(《無機化合物合成手冊》，第二卷，日本化學會編，化學工業出版社，1986)是將摩爾比為1∶2的銠粉和KCl或NaCl一起研細，然后在Cl₂氣氛中于550℃加熱60分鐘，用水浸泡紅色產物、過濾，濾液中含有K₃[RhCl₆]，加入足夠的KOH溶液沉淀出Rh(OH)₃，反復洗滌沉淀除去K⁺離子后，將沉淀溶于盡量少的鹽酸中，制備成氯銠酸水溶液，進一步蒸發溶液近干，即可得到酒紅色的RhCl₃·xH₂O結晶。另外，也可用堿金屬過氧化物與堿熔融，將銠氧化。被氧化的銠能溶于酸性水溶液中。熔融的酸式硫酸鹽也能溶解銠。將銠溶解后，通過反復沉淀、溶解的辦法去掉其他雜質離子，得到較純的三氯化銠。

上述各種溶解銠制備三氯化銠的方法存在銠收率低，工藝復雜，水洗過程中銠損失大，以及殘余的K⁺或Na⁺雜質離子使制備三氯化銠純度下降等缺點

CN03153292.6公開了一種貴金屬的電化學溶解方法，可將貴金屬制成電極在交流電的作用下，將其溶解。但是僅局限于貴金屬片，如Pt片的溶解。

市場上購買的銠原料大多數為海綿狀細粉末，無法用該方法溶解。將Rh粉1960℃下熔融，制成金屬電極片會增加銠的損失和提高加工成本，且溶解速度也很慢。

CN200610091177.2公開了一種制備三氯化銠水合物的方法，利用交流電溶解原理，不加入任何其他試劑，直接將銠粉溶解于濃鹽酸中。

為實現CN200610091177.2公開的將銠粉經交流電溶解于鹽酸中的技術方案，根據其要求需要獲得電壓為50～70伏，電流為10～40安的交流電。按照現有技術，通常采用單向自耦合調壓器將220伏電壓降至50～70伏。根據40安電流的要求，實現一組電解池的工作需要配備一臺10千伏安的自耦合調壓器。

要實現規模化生產三氯化銠水合物，以日加工3千克銠粉計算，需要將近30組電解池，配備近30臺10千伏安的自耦合調壓器。每臺自耦合調壓器的使用電壓在60伏左右，其線圈利用率不到30％。并且存在設備數量多、占地面積大，容易出現故障、經常需要維修的缺陷。

發明內容

本發明要解決的技術問題：

為了克服現有技術方案使用自耦合變壓設備數量多、占地面積大，容易出現故障、經常需要維修的缺陷，本發明提供一種用于批量銠粉電弧溶解的交流電弧發生控制器，能夠提供27組55～65伏的交流電弧電流，加載到交流電弧電解池上，實現直接將高純度貴金屬銠粉溶解到鹽酸中，制備三氯化銠水合物的目的。

本發明的交流電弧發生控制器以380伏3相4線(A、B、C、N)交流電為電源，由A、B、C三相交流電弧發生控制器組成；

每一相交流電弧發生控制器，以220伏為交流電輸入，采用自耦合抽頭串聯連接方式輸出3路交流電(如圖1所示，分別是A4、A5、A6，B4、B5、B6和C4、C5、C6)，每路輸出電壓為55伏、60伏和65伏3檔可變；

每路電壓(例如如圖2所示A4)可以并聯連接3組電解池(如圖2所示c1、c2、c3)，每相交流電可連接9組交流電弧電解池(如圖2所示c1～c9)；每一路的最大輸出電流為40安培，每相最大輸出電流為120安培。