采用电导率仪测定溶液中盐的含量，配制盐标准溶 浓淡两室溶液交换流量为２００ Ｌ／ｈ时，工作电流在４．５ Ａ以下 液，其电导率与浓度间的关系曲线见图１。 根据进出口溶 电渗析设备运行正常，不会出现极化现象［１０］。
液电导率的变化来确定电渗析的脱盐率。
图２ 料液流量对极限电流的影响
图１ 电导率－ 氯化钠溶液浓度标准曲线图
Removal of Salt from Iminodiacetic Acid Solution with Electrodialysis
SHEN Jiang-nan, JI Wei-rong, XU Yin-chu, GAO Cong-jie
(1.Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China; 2.Hangzhou Superfiltration Membrane Technology Co., Ltd., Hangzhou 310012, China; 3.National Engineering Research Center for Liquid Separation Membrane, Hangzhou 310012, China)
Abstract: On the basis of the regulating isoelectric point of the iminodiacetic acid(IDA) solution, separation of salt from iminodiacetic acid solution with electrodialysis is studied, the effects of operation voltage, feed flow on the electrodialysis desalination process are investigated. As a result, the salts in th IDA solution could be removed effectively by homogeneous ion exchange membrane electrodialysis, and the recovery of the IDA is about 92.4% at the velocity of 300 L/h and voltage of 30 V. Key words: iminodiacetic acid; electrodialysis; desalination; recovery
亚氨基二乙酸又名氨基二乙酸（简称ＩＤＡ），其分子中含 有亚氨基和羧基，化学性质很活泼，是一种重要的化工产 品，广泛应用于农药、电镀、染料、医药、电子等领域［ １ ］ 。 根据使用起始原料的不同生产亚氨基二乙酸有很多种工 艺，但大多数工艺的方法都是首先生成亚氨基二乙酸钠 盐，再用盐酸酸化结晶析出亚氨基二乙酸产品［２－３］。 由于溶 解度原因，酸化母液中尚含有一定量的亚氨基二乙酸，其 质量浓度约为６０ ｇ／Ｌ，其在水溶液中的饱和溶解度见表１。 亚氨基二乙酸分离和纯化方法很多，大致可以分为化学 法、离子交换法和电渗析法［４－７］。 国外将双极膜电渗析法 用于亚氨基二乙酸的分离与纯化，此技术无副产品，但其 关键的双极膜还不成熟［８］。 本文阐述了采用电渗析技术对 亚氨二乙酸母液进行脱盐，然后真空蒸发浓缩，从表１ 可 知：根据亚氨基二乙酸的溶解度随温度变化而变化幅度大 的现象，结合降温结晶工艺，纯化回收亚氨基二乙酸。
第 １０ 期
沈江南，等： 亚氨基二乙酸母液的电渗析脱盐实验
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率越低，回收率就越高。 本实验亚氨基二乙酸母液在电压 ３．４ 电渗析过程中膜污染的控制
为３０ Ｖ时，最适宜亚氨基二乙酸和氯化钠的电渗析分离，反
电渗析装置在运行一段时间之后，就会出现离子交换
应时间较快，亚氨基二乙酸的回收率较高，达到９ １ ％ 。 膜的表面或离子交换膜孔内部被堵塞，引起膜电阻增大，
３．３ 料液流量的影响 图５、６是料液循环流量对电渗析亚氨基二乙酸母液
脱盐的影响，从图中可看出：电渗析达到一定脱盐率的时 间随着循环流量增加而缩短，而亚氨基二乙酸随着循环流 量增加而增加，存在最佳循环流量。 这是由于增大循环流 量，能够促进溶液在离子交换膜周围的湍流，使紧靠膜面 的溶液滞留层减薄，从而防止一些物质沉积于膜表面而产 生浓差极化现象。 而且电渗析除盐过程是离子穿过离子交 换膜，作定向迁移，并由主体溶液中的离子随时补充到离 子交换膜表面的一个连续过程。 若正被离子交换膜交换的 离子来不及补充，必然会在膜表面和主体溶液间产生一个 浓度差，浓度差的存在将带来浓度扩散和浓差极化，这种 极化程度越强，表明阻力越大，越不利于除盐顺利进行。 当流量大时，借助于隔板中丝网，会对液流产生扰动作 用，在此作用下，主体溶液中离子可以随时到达膜的表 面，膜表面因交换损失的离子随时得到补充，有利于除盐 的进行。 但是循环流速过快，可能会导致离子来不及透过 膜面就被冲进循环槽中，反而不利于脱盐。 对于亚氨基二 乙酸回收率来说，流速过小，料液在膜表面停留时间加 长，在电场作用下亚氨基二乙酸根离子容易迁移进入浓缩 室，导致回收率降低；流速过大，单位时间内单位料液接 触电渗析器范围增大，会造成亚氨基二乙酸的仪器损失率 加大。 因此确定最佳循环流速对脱盐过程与亚氨基二乙酸 回收率相当重要。 实验最佳流量为淡室流量３００ Ｌ／ｈ、浓水 流量３００ Ｌ／ｈ、极水流量３００ Ｌ／ｈ，其ＩＤＡ回收率达９２％左右。
骤为：取２ ｍＬ溶液于２５０ ｍＬ烧杯中，加一定量蒸馏水稀释，
用稀盐酸溶液调节溶液的ｐＨ值５．１０，加入２５ ｍＬ ０．２ ｍｏｌ／Ｌ的
硝酸铅溶液，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液ｐＨ 值５．１０，
记下消耗氢氧化钠标准溶液的体积，按下式计算溶液中亚
氨基二乙酸浓度Ｃ（ｍｏｌ／Ｌ） ： Ｃ ＝ ＶＣ１ ２
图４ 不同电压下的ＩＤＡ回收率
从图３、４中可看出：在相对较高的电压下达到较高 脱盐率的时间短，而且其亚氨基二乙酸回收率也相对较 高。 由于氯化钠是强电解质，Ｉ Ｄ Ａ 是弱电解质，在电渗析 过程中，强电解质首先在电渗析器中先行迁移，Ｃ ｌ －、Ｎ ａ ＋从 淡化室中迁至浓缩室里。 当淡化室中Ｃｌ－、Ｎａ＋浓度很低时， 亚氨基二乙酸少量电离离子也随之在电渗析器的电场作用 下通过离子膜向浓缩室里迁移。 电渗析运行电压越高，工 作电流强度越大，电渗析槽中离子所受电场力越大，其氯 化钠从淡化室通过电渗析膜向浓缩室的迁移越快，反应时 间越短，达到一定脱盐率的时间越短，亚氨基二乙酸损失
式 ；隔 板 ：无 回 路 聚 丙 烯 编 织 网 ；膜 类 ：特 种 均 相 阴 、阳 离子交换膜，购 自 日 本 旭 肖 子 公 司 ；电极：钌钛电极。 亚氨基二乙酸母液：取自江苏南通飞天实业公司；其他化 学试剂采用化学纯试剂。
１．２ 电渗析实验方法 电渗析是在直流电场的作用下，离子选择性透过阴、
阳离子交换膜而使电解质离子自溶液中部分分离出来的过 程［９］。 由于亚氨基二乙酸是两性物质，其荷电性与溶液的 ｐ Ｈ 值有关，氨基酸在其等电点下的净电荷为零，所以一 般在其等电点下进行电渗析脱盐。 将经过盐酸调等电点 的亚氨基二乙酸酸化母液于电渗析的淡化室。 在浓缩室 中加入与淡化室相同体积的自来水，在极水室中加入一定 浓度的氯化钠溶液。 开动泵待循环稳定后，开启外加电 流场进行脱盐，在脱盐过程中控制浓、淡室液体的液面保 持平衡。 在一定的时间间隔内测定电渗析进、出口溶液 的电导率，计算电渗析的脱盐率。 待脱盐达到一定值 时，取适量淡化室溶液测定亚氨基二乙酸的浓度，计算亚
摘要：在对亚氨基二乙酸母液（ Ｉ Ｄ Ａ ） 进行调等电点的基础上，采用电渗析技术对该母液进行了脱盐的实验研 究，考察了电渗析运行电压、料液循环流量等工艺参数对电渗析脱盐工艺过程的影响。 结果表明：均相离子 交换膜电渗析技术能有效脱除亚氨基二乙酸母液中的盐，而且具有较高的亚氨基二乙酸回收率，在料液流量 为３００ Ｌ／ｈ、运关 键 词 ：亚 氨 基 二 乙 酸 ；电 渗 析 ；脱 盐 ；回 收 率 中图分类号：ＴＱ０２８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６－０４１３（２００８）１０－０７１５－０３
３．２ 运行电压的影响
２．２ 亚氨基二乙酸分析方法 由于在ｐＨ值为５．１０的水溶液中，１ ｍｏｌ亚氨基二乙酸能
不同运行电压下的脱盐率随时间的变化情况和亚氨基 二乙酸回收率的关系分别见图３ 、４ 。
与１ ｍｏｌ Ｐｂ２ ＋络合而释放出１ ｍｏｌ Ｈ＋。 故通过测定溶液中被
置换出的Ｈ＋量便可确定亚氨基二乙酸的量。 具体分析步
第 ４７ 卷第 １０ 期 ２００８ 年 １０ 月
科研与开发－
农 药 AGROCHEMICALS
Vol. 47, No. 10 Oct. 2008
亚氨基二乙酸母液的电渗析脱盐实验
沈江南１ ，计伟荣１ ，徐寅初２ ，高从堦３
（１． 浙江工业大学 化材学院，杭州 ３ １ ０ ０ １４ ； ２ ． 杭州赛菲膜分离技术有限公司，杭州 ３ １ ０ ０ １ ２ ； ３． 国家液体膜分离工程研究中心，杭州 ３１００１２）
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农 药 AGROCHEMICALS
第 ４７ 卷
氨基二乙酸的回收率。
２ 分析方法 ２．１ 水溶液中盐含量的测定
趋势，而且近乎直线。 很明显，如果从曲线两端分别作曲 线的两条切线，不会相交，由此可见，当工作电压达到８０ Ｖ 时，对应的工作电流为４．５ Ａ，这时工作电流也远远未达到 极限电流。 也就是说，电渗析处理亚氨基二乙酸母液，当
表１ 不同温度下的亚氨基二乙酸在水中的饱和溶解度
溶液温度／℃ ５ ２５ ３０ ３５ ４０ ５０
Ｉ Ｄ Ａ饱和溶解度／ （ ｇ·Ｌ － １） ２４．３０ ２８．９０ ３０．８５ ４１．５５ ５１．８１ ７４．４６
１ 实验部分
１．１ 实验装置与试剂 电渗析器： ２００ ｍｍ×４００ ｍｍ（一级一段），８０对，三格
图３ 不同电压下脱盐率随时间变化而变化的情况