[發(fā)明專利]一種電子級(jí)檸檬酸的制備方法及其裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711452572.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN109972167B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張新勝;鈕東方;柳俊;荊建芬;王曉東;楊俊雅;張建;馬健;蔡鑫元;宋凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué);安集微電子科技（上海）股份有限公司
• 主分類號(hào): B01D61/48
• 分類號(hào): B01D61/48;C07C51/42;C07C59/265
• 代理公司: 北京大成律師事務(wù)所 11352
• 代理人: 李佳銘;沈汶波

本發(fā)明提供了一種電子級(jí)檸檬酸的制備方法及其裝置，包括以下步驟，步驟一：篩選一陰離子交換膜；步驟二：利用超凈電解法，利用步驟一中篩選得到的所述陰離子交換膜去除初始檸檬酸溶液中的部分金屬離子，得到第一檸檬酸溶液；步驟三：利用超凈電解法，進(jìn)一步循環(huán)電解所述第一檸檬酸溶液，去除所述第一檸檬酸溶液中的第二部分金屬離子，得到所述電子級(jí)檸檬酸。相比于傳統(tǒng)工藝，不僅操作簡單，清潔無污染，適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，制得的電子級(jí)檸檬酸中僅包含20ppb以下的微量金屬離子，所得電子級(jí)檸檬酸純度更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檸檬酸的制備方法，尤其涉及一種電子級(jí)檸檬酸的制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的檸檬酸提純工藝為鈣鹽法，近年來，又研究和發(fā)展了萃取法、離子交換法、樹脂吸附法、膜分離等檸檬酸提純方法。雖然從一定程度上解決了部分生產(chǎn)工藝上存在的污染等問題，但是并沒有從根本上解決傳統(tǒng)工藝的污染和能耗問題，而且制備的檸檬酸中的金屬離子的含量達(dá)不到電子級(jí)的純度。

目前，超純?cè)噭┐蠖嗖捎谜麴s、精餾、膜過濾、離子交換或這些過程的耦合工藝制備。其中，如超純硫酸一般采用工業(yè)硫酸精餾法或三氧化硫氣體直接吸收法(三氧化硫純化制備)來獲得；超凈高純的異丙醇可以工業(yè)異丙醇為原料，以碳酸鹽調(diào)節(jié)pH值，加入脫水劑，進(jìn)行回流反應(yīng)，再經(jīng)過精餾、蒸餾、膜過濾等工藝制備。相應(yīng)地，目前電子級(jí)檸檬酸的制備方法通常是將工業(yè)級(jí)檸檬酸通過裝有特定樹脂的陽離子交換柱、陰離子交換柱，然后依次經(jīng)過濃縮、精密過濾、結(jié)晶、離心、烘干、篩分后獲得。這些工藝的工序繁多，制備過程復(fù)雜，導(dǎo)致電子級(jí)檸檬酸的制備成本較高。

為此需要提供一種電子級(jí)檸檬酸的制備方法，能夠有效去除金屬離子，以制得高純度檸檬酸，且操作簡單，清潔無污染，有效降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電子級(jí)檸檬酸的制備方法。本發(fā)明以超凈電解法將檸檬酸中大部分難以用常規(guī)方法去除的金屬離子和檸檬酸分離，制得電子級(jí)檸檬酸。該電子級(jí)檸檬酸包含檸檬酸和微量金屬離子。其中，檸檬酸含量大于等于40％，微量金屬離子(Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺)含量在20ppb以下。相比于現(xiàn)有技術(shù)，不僅操作簡單，清潔無污染，適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，更主要的是制得的檸檬酸中僅包含微量金屬離子，純度更高。

具體地，本發(fā)明提供了一種電子級(jí)檸檬酸的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

步驟一：篩選一陰離子交換膜；

步驟二：利用超凈電解法，利用步驟一中篩選得到的所述陰離子交換膜去除初始檸檬酸溶液中的部分金屬離子，得到第一檸檬酸溶液；

步驟三：利用超凈電解法，進(jìn)一步循環(huán)電解所述第一檸檬酸溶液，去除所述第一檸檬酸溶液中的第二部分金屬離子，得到所述電子級(jí)檸檬酸。

優(yōu)選地，所述篩選陰離子交換膜的步驟包括，

利用H型電解槽作電解槽，鈦網(wǎng)分別作陰極電極和陽極電極，在所述H型電解槽的兩個(gè)槽之間放置一陰離子交換膜，所述陰離子交換膜也位于所述鈦網(wǎng)電極之間，

向所述H型電解槽的陰極室及陽極室中分別加入外加金屬離子及不外加金屬離子的檸檬酸溶液，

檢測陰極室及陽極室內(nèi)溶液中的所述外加金屬離子的濃度及所述檸檬酸溶液的濃度，根據(jù)對(duì)所述外加金屬離子透過性及對(duì)所述檸檬酸溶液中的檸檬酸根離子透過性篩選出所述陰離子交換膜。

優(yōu)選地，所述陰離子交換膜的篩選標(biāo)準(zhǔn)為對(duì)所述檸檬酸根離子具有透過性，對(duì)所述外加金屬離子具有阻擋性。

優(yōu)選地，在所述步驟二之前，所述制備方法進(jìn)一步包括：對(duì)所述超凈電解裝置進(jìn)行洗滌，所述洗滌包括如下步驟：

首先用雙氧水溶液進(jìn)行循環(huán)沖洗；