碱性木糖醇浸出二氧化铅工艺
玉米芯制取木糖醇新工艺。
玉米芯制取木糖醇新工艺。
木糖醇是一种易溶于水的白色粉晶状新糖料，其甜度与蔗糖相当，是轻工、化工等多种工业产品的重要原料，既可用于制作饮料、糖果、罐头等食品，又可代替甘油用于造纸、卷烟、炸药、牙膏等生产。
还可用来制作石油破乳剂、防冻剂等，发展前景广阔。
其操作要点如下：一、选料：玉米芯分红、白两种。
红色玉米芯会加深木糖醇的色泽，增加脱色炭的消耗，加大成原料。
同时搞好原料的保管除杂工作，严防雨淋、霉烂，尽量减少风沙尘土等污染。
在投入水解之前，要经过筛分，如能采取水洗处理则更好。
二、水解：玉米芯含多缩戌糖为主组成的纤维素，在酸的催化下裂解并与水结合成的过程。
木糖水解液的纯净程度关系到以后的各道工序，所以产生上要求采取两步处理，即水处理和酸处理。
预处理时先将玉米芯投入水解釜内，然后加水升温蒸煮，在100℃温度下蒸煮90分钟把水排掉，再用0.1%稀酸处理，控制条件与水解处理相同。
水解一般有两种方法：一种是稀酸常压水解，二是稀酸低压水解，工业生产上多采用低压水解法。
其硫酸浓度为1%，水解温度120℃，水解时间为4小时，包括预处理一般水解周期为12小时。
玉米芯的水解产糖率可达33%以上。
三、中和：中和处理的目的是除去水解液中的无机酸。
中和一般采用加碳酸钙法，也有用离子交换脱酸法。
水解液含硫酸约0.6~0.8，pH值为1左右。
加碳酸钙脱酸法，首先把水解液注入中和罐，然后加温，当温度升到75~80℃时，边搅拌边加入波美15度的碳酸钙乳液，直到pH值为2.8~3.0为中和终点。
控制适当中和终点是本工序的关键所在。
为使中和后生成的硫酸钙充分沉淀，需保温养晶1小时，最后通过压滤机滤除硫酸钙渣。
四、蒸发：中和脱酸后的糖液浓度为5%，需通过减压蒸发，使糖液浓度提高到30~35%，即将6立方米的中和液浓缩为1立方米的糖浆，同时还可再析出硫酸钙。
五、脱色：浓缩后的糖浆色泽较深，需要进行脱色处理，采用活性炭脱色法，其用量一般为糖液的10%，脱色时先把糖浆温度提高到75~80℃，pH值控制在2.5左右，然后加活性炭。
木糖醇的生物合成
木糖醇的结构
生产厂家
国际上最大的木糖醇生产商丹尼斯克 卡尔特 国际上最大的木糖醇生产商丹尼斯克--卡尔特 丹尼斯克 公司。该公司从上世纪70年代初开始生产木 公司。该公司从上世纪 年代初开始生产木 糖醇，工厂设在芬兰的科特卡， 糖醇，工厂设在芬兰的科特卡，其木糖醇的发 展应用实验室在英国伦敦。 展应用实验室在英国伦敦。该公司的木糖醇产 品质量和应用研究均高于我国同类企业， 品质量和应用研究均高于我国同类企业，不但 生产木糖醇，还生产果糖、乳糖醇等其他糖醇， 生产木糖醇，还生产果糖、乳糖醇等其他糖醇， 产品品种非常多 。
生产工艺
化学合成法 水解→ 浓缩→ 脱色→ 原料 → 水解 中和 → 浓缩 脱色 离子交 浓缩→ 浓缩→ 结晶→ 分离→ 换→ 浓缩 加氢 → 浓缩 结晶 分离 包 装 原料→ 水解→ 脱色→ 离子交换→ 浓缩→ 原料 水解 脱色 离子交换 浓缩 离 子交换→ 离子交换→ 浓缩→ 子交换 加氢 → 离子交换 浓缩 结晶 → 分离→ 分离 包装
B
外源导入或过量表达的酶；
m-ArDH：膜结合阿拉伯糖醇脱氢酶； XDH：木糖醇脱氢酶； XPDH：磷酸木糖醇脱氢酶； Ptase：磷酸糖磷酸酶。
一步法发酵葡萄糖生产木糖醇工艺路线图 A: Danisco公司构建的基因工程菌 subtilis中木糖醇的代谢途径；B: Danisco公司和 公司构建的基因工程菌B. 中木糖醇的代谢途径； 公司构建的基因工程菌 中木糖醇的代谢途径 公司和 VTT研究中心构建的 cerevisiae中木糖醇的代谢途径； 研究中心构建的S. 中木糖醇的代谢途径； 研究中心构建的 中木糖醇的代谢途径
2% 核糖醇 木酮糖 2.7%
XPDH
A
核糖醇-5P 4.5% 核酮糖
纸浆提取木糖醇的原理
纸浆提取木糖醇的原理纸浆提取木糖醇的原理主要包括以下几个步骤：第一步：原料处理首先，将纸浆样品进行粉碎处理，使其颗粒尺寸均匀细小，有利于后续的提取工艺。
同时，可以通过加入适量的酶解剂促进纸浆中木糖醇的转化。
第二步：酶解将经过处理的纸浆样品加入酶解剂，根据木糖醇含量和纸浆质量的比例进行调整，将酶解剂充分混合均匀后，进行酶解反应。
酶解一般在适宜的温度和酸碱条件下进行，以保证酶的活性和纸浆的稳定性。
酶解的目的是将纸浆中的木聚糖分解成为单糖，其中包括木糖。
在酶解的过程中，酶能够选择性地切断纸浆中的β-1,4-木聚糖键，将其分解为木糖分子。
第三步：滤液处理经过酶解反应后，得到含有单糖和酶解副产物的酶解液。
此时，需要进行滤液处理以分离木糖醇。
在滤液处理中，可以通过一系列方法进行固液分离，如静置、离心、膜过滤等。
这些方法可以将酶解液中的悬浮固体颗粒和杂质分离出来，得到相对清澈的滤液。
第四步：脱色处理得到的滤液中还存在着一些色素和杂质，为了提高木糖醇的纯度和质量，需要进行脱色处理。
脱色处理一般采用活性炭吸附和离心沉淀等方法。
活性炭吸附是通过将活性炭加入滤液中，并进行搅拌和过滤操作，使活性炭吸附滤液中的色素和杂质，从而使滤液变得透明。
离心沉淀是将滤液进行离心，利用不同的离心速度和时间，使色素和杂质沉淀到底部，从而得到相对纯净的滤液。
第五步：浓缩和晶体分离经过脱色处理后的滤液需要进行浓缩，以提高木糖醇的浓度和减少体积。
浓缩一般通过蒸发器或真空浓缩器进行。
这些设备能够利用加热和减压的原理，将滤液中的溶剂蒸发掉，使溶质浓缩。
最后，对浓缩后的溶液进行晶体分离。
晶体分离一般采用结晶或晶体沉淀等方法。
通过控制温度和溶液浓度，使其中的木糖醇结晶出来，并通过离心、过滤等手段，分离出纯净的木糖醇晶体。
总结：纸浆提取木糖醇的原理主要包括原料处理、酶解、滤液处理、脱色处理、浓缩和晶体分离等过程。
这些步骤能够有效地分离提取纸浆中的木糖醇，进而进行精炼和纯化，得到高纯度的木糖醇产物。
木糖醇的制备方法
1.提取法
早在1890年，德国科学家Fisher、Stahe和法国科学家Betiand就发现了木糖醇，然而在自然界植物中首次发现木糖醇却是在1943年。
木糖醇广泛存在于各种果蔬食物中，其含量(以每100g干物质或每100mL汁液中木糖醇的毫克数计)分别为(mg)：香蕉21.0、青梅925.0、草莓362.0、苹果汁120.0、菠萝21.0、南瓜96.5、菠菜107.0、莴苣131.0、卷心菜94.0、茴香92.0、花椰菜300.0、胡萝卜86.5、洋葱89.0、白蘑菇128.0等。
提取法制备木糖醇，就是用固液萃取的方法将木糖醇从果蔬食物中提取出来。
虽然木糖醇广泛存在于各种果蔬食物中，但含量都较低。
花椰菜中木糖醇含量相对较高，但也只有干质量的0.3%，大量生产较困难且不经济。
芬兰、俄罗斯等欧洲国家拥有及其丰富的白桦树资源，因此成为木糖醇生产大国。
直至今日，这些国家仍沿用传统的桦木蒸煮法来生产木糖醇，即用白桦木片经水蒸气蒸煮后得到粗糖液，再经精制即可得到结晶木糖醇产品。
不过，该法不仅要消耗大量森林资源，而且产品收率低。
2. 化学合成法
1）传统化学合成法在稀酸催化剂的作用下，植物纤维原料(如稻草、玉米芯等)中的木聚糖经水解可制得木糖，木糖在一定压力下，以镍为触媒，加氢制得木糖醇。
传统的生产技术路线为：
主要反应式为：
这是现今工业化应用最普遍的方法，但此法需高温(115～135℃)、高压(约6.5MPa)、易燃易爆的高压氢气及对溶液纯度要求很高的镍催化剂、繁杂的分离和净化工序。
该法基本建设投资和操作费用高，污染较严重，而且很难生产出高纯度的成品。
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PbO2在碱性木糖醇溶液中的浸出工艺的研究摘要传统火法回收铅的工艺中会产生大量的含铅烟尘和二氧化硫烟气，对环境污染有专门大的污染，而且面临着工序长，铅回收率低的问题。
而采纳湿法工艺能够有效的幸免二氧化硫产生，不需要烧结车间和硫酸制备车间，可专门好的解决环保问题，不产生处置本钱很高的炉渣烟尘的副产品，而且工作环境平安，无烟尘粉尘。
可是现时期浸出工艺多采纳酸性体系的浸出液，仍会产生大量气味难闻的酸雾，而且还会分解出部份污染环境的有毒气体。
针对以上问题，本文提出了采纳碱性木糖醇体系浸出二氧化铅制备浸出液。
木糖醇是一种环境友好的有机物，普遍存在于自然界的果蔬中，来源丰硕且价钱廉价。
在碱性条件下木糖醇可与金属氧化物发生反映，生成一种金属有机化合物，而且在必然的碱浓度下维持稳固不变，利用木糖醇这一性质浸出二氧化铅，取得的浸出液可进行铅的提取。
本文采纳单因素实验方式对二氧化铅在碱性木糖醇体系中的浸出进程进行研究。
通过研究氢氧化钠浓度(60～140g/L)、木糖醇浓度(60～140g/L)、时刻(30～90min)及温度(50～80℃)能够确信最正确的条件。
通过以上实验对木糖醇浸出二氧化铅进行了工艺优化，取得该体系最正确的浸出条件是：氢氧化钠120g/L，木糖醇100g/L，温度50～60℃，时刻60分钟。
关键词：木糖醇，氢氧化钠，二氧化铅，浸出The study on the leaching process of PbO2 in the basicxylitol solutionABSTRACTThe traditional pyrometallurgical process will produce large amounts of lead dust and SO2 fume which can result in environmental pollution and facing a long progress and the problem of low recovery.While the hydrometallurgical process can effectively avoid SO2, and it d oes not need the sintering plant and the acid plant, so it can well solve environmental problems. It won't produce the high cost of processing the slag byproduct of smoke and dust, and safe working environment, there is no smoke dust. The leaching solutions of the most present process are acidic solution which not only produces a large number of smelly mists, but will also release the poisonous gas of environmental pollution. According to these problems, this paper proposes using the basic xylitol system to leach PbO2. Xylitol is an environment friendly organics exist widely in nature of the fruits and vegetables. Its source is rich and very cheap. Xylitol can react with metal oxides and generate a metal organic compound in basic conditions. It can keep constant in a certain concentration of basic. We can use this characteristic of xylitol leaching PbO2，and the leaching solution can be used as the next process. This paper adopts single factor experiment method. Optimal synthesis conditions were determined by investigating the effect of concentration of NaOH and xylitol (60～140g/L), time (30～90min), temperature (50～80℃). The optimal condition for leaching a mol of PbO2 was found to be: 120g/L of NaOH; 100g/L of the xylitol; 50～80℃ and 60min of reaction time.KEY WORDS:xylitol, NaOH, PbO2, leaching目录第一章绪论 (1)§1.1 世界铅资源储量、产量及消费量 (1)§1.2 废旧铅酸电池的再生工艺 (1)§1.2.1 废旧铅酸电池铅的火法处置工艺[3] (2)§1.2.2 湿法处置技术 (2)§1.3 木糖醇的性质用途 (10)§1.3.1 木糖醇性质 (10)§1.3.2 木糖醇的用途 (10)§1.4 本课题研究的意义及内容 (11)第二章实验方案 (12)§2.1 实验试剂及仪器 (12)§2.1.1 实验试剂 (12)§2.1.2 实验仪器 (12)§2.2 实验原理 (13)§2.3 实验方式 (13)§2.3.1 PbO2在碱性木糖醇体系中的溶解行为的研究 (13)§2.3.2 PbO2在碱性木糖醇体系中浸出动力学研究 (13)§2.4 分析与计算 (14)§2.4.1 铅的分析：EDTA滴定法 (14)§2.4.2 EDTA的标定：铅标准溶液滴定法 (14)第三章结果与讨论 (15)§3.1 木糖醇溶液浸出二氧化铅的条件优化 (15)§3.1.1 氢氧化钠浓度对木糖醇浸出二氧化铅的阻碍 (15)§3.1.2 木糖醇对二氧化铅浸出的阻碍 (16)§3.1.3 时刻对木糖醇浸出二氧化铅的阻碍 (17)§3.1.4 温度对木糖醇浸出二氧化铅的阻碍 (18)§3.2 二氧化铅在木糖醇溶液中浸出动力学研究 (19)§3.2.1 40℃浸出动力学实验 (19)§3.2.2 50℃浸出动力学实验 (20)§3.2.3 60℃浸出动力学实验 (21)§3.2.5 80℃浸出动力学实验 (23)第四章结论 (25)参考文献 (26)第一章绪论§1.1 世界铅资源储量、产量及消费量世界铅资源丰硕，地域散布较为集中。
依照美国地质调查局统计数据，[1]。
目前世界上有40多个国家从事铅的开采工作，2020年铅矿山产量为317.9万吨，比2003年增加了4%。
世界矿山铅的生产大国有澳大利亚、中国、美国、秘鲁、墨西哥等，年产量均在10万吨以上，这些国家或地域铅矿生产的进展对世界铅矿业有着重要阻碍。
我国是世界上铅资源比较丰硕的国家之一，要紧散布在湖南、广西、广东、江西、江苏、云南、青海、甘肃、陕西等省区。
闻名的矿山有水口山、凡口、桃林等。
2020年我国铅资源储量为1100万吨，占世界总储量的16.4%，居世界第二位；储量基础为3600万吨，占世界的25.7%，居世界第一名。
可是，我国的大型矿床少、中低品位资源占50%以上，以开发利用的查明资源储量占近55%，可供设计和计划利用的查明资源储量比重低，未利用的储量大多集中在建设条件和资源条件不行的地域[2]。
铅的要紧工业用途是制作铅蓄电池，随着汽车通信工业的迅速进展，铅蓄电池的需求在不断增加。
目前世界精铅消费的70%为铅蓄电池的生产。
纵观全世界，铅用于蓄电池仍然是铅用途的主导趋势。
蓄电池用铅在前消费的份额中不断增加。
一方面铅蓄电池对现代工业文明产生了极大的推动作用；另一方面由于铅属于有毒重金属这一特性，废旧铅蓄电池产生的环境问题正亟待取得解决。
因此再生铅技术在以后具有专门大的进展前景。
§1.2 废旧铅酸电池的再生工艺随着我国经济的快速进展，对铅资源的需求不断增加，也使得铅矿日趋资源紧张，进展再生铅技术具有专门大的进展前景，而且回收再生铅的能耗不到原生铅的三成，同时还能够减轻对环境和人体的危害，因此回收再生铅已经成为工业可持续进展的必经之路。
在西方国家，再生铅的产量超过了原生铅，我国再生铅产量仅为原生铅产量的35％。
再生铅生产的原料主若是废旧铅酸电池、废铅电缆、铅合金及铅加工废料等。
目前，我国的铅平均回收率约为70％，西方发达国家已达到85％以上。
汽车用铅酸电池是再生铅的要紧来源。
2020年，我国的电动自行车已有2700多万辆，要紧利用铅酸电池。
电动自行车用铅酸电池正成为我国铅回收的重要来源[3]。
进展高效、清洁的废铅蓄电池综合回收技术具有超级重要的意义。
现时期的废旧铅酸电池的再生工艺要紧分为火法、湿法、火法-湿法联合处置等方式。
§1.2.1 废旧铅酸电池铅的火法处置工艺[3]火法处置废旧铅酸电池要紧采纳还原熔炼。
熔炼中除加入还原剂之外，还可加入熔剂，如铁屑、Na2CO3纯碱、石灰石、石英和萤石等。
熔炼设备有反射炉、鼓风炉、电炉、长回转窑、短回转窑和新型熔炼炉，如卡尔多炉、SB炉、BBU炉和艾萨炉等。
国内大多数工厂采纳反射炉单独处置再生料，或将再生料与原生矿料混合处置。
这是因为含铅废料的反射炉熔炼可生产粗铅和铅合金，操作简单、投资少且适应性强，还可借助炉内的氧化性气氛或所含氧化物进行铅的精炼；假设往炉内加入煤或碳，可进行还原进程。
反射炉熔炼的生产效率和热效率较低，且是间歇操作。
西方发达国家大多采纳短回转窑、长回转窑和长短回转窑联合法，并已慢慢取代反射炉或鼓风炉熔炼。
火法熔炼在高温下进行，化学反映速度快，处置量大，生产效率高，且对原料的适应性强。