去除硫酸根新技术的应用效果
氯碱工艺中脱除硫酸根方法的研究
盐 水 氯碱工艺中脱除硫酸根方法的研究 吴家全*,衣守志 (天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津300457) [关键词]盐水精制;硫酸根;溶解度;钙法 [摘 要]在试验温度为5~50!的条件下测定了硫酸钠在3种不同氯化钠浓度溶液中的溶解度,确定了氯化钙和氧化钙+盐酸为原料的钙法脱除硫酸根的适宜原料加入量,探讨了用某工厂含钙废渣代替氯化钙来脱除硫酸根的方法。 [中图分类号]TQ114.261 [文献标志码]B [文章编号]1008-133X(2010)11-0007-03 Studies on s ulfate radical re m ovi n g i n chlor alkali process WU J iaquan,YI Shouzhi (College o fM aterial Sc i e nce&Che m ical Eng ineeri n g, T ian jin Un iversity of Science&Techno logy,T ian ji n300457,Ch i n a) K ey word s:brine refining;su lfate radica;l so l u b ility;ca lci u m m et h od Abstrac t:The so l u b ility o f sod i u m sulfate in three kinds o f different oncentration of sodi u m chloride solution is tested i n the range o f5~50!.The su itab le ra w m aterial additi o n for re m ov ing su lfate radica l by calc i u m m ethod wh ich takes ca lci u m ch l o r i d e,calcium ox i d e and hydr och l o ric ac i d as ra w m ateria l is deter m i n ed.And the m e t h od of re m ov i n g su lfate rad i c al by w aste resi d ues conta i n i n g ca lci u m fro m certa i n facto r y is d iscussed instead of calc i u m chloride. Foundati m ite m:supported by national natural sc i e nce f u nd progra m o f China(20676101) 硫酸根是氯碱生产过程中存在于盐水中的杂质,如果大量存在于电解后的淡盐水中而重新被送往化盐工序,就会造成硫酸根在盐水中的积累,并会在电解槽的离子膜或隔膜中产生硫酸钠沉积,致使隔膜电流效率下降,离子膜强度降低,缩短使用寿命[1];但是,硫酸根含量过低也不利于硫酸根有效阻止盐水中的离子对离子膜的入侵,所以硫酸根的质量浓度应控制在5g/L以下[2],多余的硫酸根必须从系统中除去。传统除SO2-4的方法有钡法、钙法和冷冻法。钡法脱除硫酸根主要是用B a2+与盐水中的SO2-4发生化学反应生成BaSO4沉淀,将硫酸根以硫酸钡的形式除去。该法去除硫酸根效果较好,目前国内大部分氯碱企业采用该方法去除盐水中的硫酸根[3]。钡法又分为氯化钡法和碳酸钡法。虽然氯化钡法去除硫酸根的效果好、反应率高,但是氯化钡有较强的毒性,储存条件要求高,操作不当会造成盐水中产生乳白色返混,还会引起Ba2+含量超标,影响盐水质量,对离子膜造成伤害。并且,氯化钡用量大,处理费用高。碳酸钡的溶解度较小,在实际使用中经常堵塞管道;硫酸钡沉淀中含有一定比例的碳酸钡,需要对沉淀进行处理后方可排放,操作复杂,并需要增加设备,且该工艺尚不成熟。上述问题需要在生产中进一步摸索解决。钙法除硝可以满足工艺指标要求,但在工艺设置上需将形成的C aSO4沉淀尽量除去,避免在后续精制工序中C aSO4与精制剂碱反应重新生成Na2SO4。虽然氯化钙法去除硫酸根的效果差,但是可以满足精盐水中 (SO2-4)?5g/L的要求,且成本低于氯化钡法。应用氯化钙法处理硫酸根是降低处理硫酸根成本的有效方法,具有很强的可操作性。冷冻法脱除硫酸 7 第46卷第11期2010年11月 氯碱工业 Ch l o r A l k ali I ndustry Vo.l46,No.11 N ov.,2010 *[作者简介]吴家全(1972#),男,讲师,博士,现从事物性估算、水处理的研究工作。 [收稿日期]2009-04-18 [基金项目]国家自然科学基金资助项目:20676101
为什么检验硫酸根要用这两种方法
【为什么检验硫酸根要用这两种方法？】 【为什么检验硫酸根要用这两种方法？】 1.硝酸钡溶液和稀硝酸。 2.先滴加稀盐酸再滴入氯化钡 加入硝酸钡后生成沉淀可能是钡盐的不溶物,钡盐的不溶物中只有硫酸钡不溶于稀硝酸,就可以排除是其他的不溶物,所以如果沉淀不溶解说明有硫酸根 滴加稀盐酸如果没有生成沉淀说明没有银离子,因为氯盐中只有氯化银不溶,再加入氯化钡生成的沉淀就只可能是硫酸钡了,因为初中化学上就只认为氯化银和硫酸钡这两种盐不溶于酸,因为它本来就有盐酸再生成沉淀又不溶解就只可能是硫酸钡了,从而检验出硫酸根 能用盐酸酸化的硝酸钡溶液检验硫酸根离子吗？ 对于硫酸根离子的检验我们都知道不能采用硝酸酸化的氯化钡溶液或硝酸钡溶液，原因防止亚硫酸根等带来的干扰。 在教学中学生认为能用盐酸和硝酸钡来检验，学生认为加入盐酸后CO32-、SO32-转化为CO2、SO2气体从体系中逸出排除了干扰。可以用盐酸酸
化的硝酸钡溶液检验。为此师生做了如下实验： ①用试管取适量的饱和Na2SO3溶液，加入适量的盐酸酸化的氯化钡溶液，溶液中不产生白色沉淀。 ②用试管取适量的饱和Na2SO3溶液，加入适量盐酸酸化后，然后加入硝酸钡溶液，看到有白色沉淀。这时候学生产生疑惑，一部分学生认为亚硫酸根和H+、NO3-反应生成SO42-，部分学生认为亚硫酸根生成SO2后没有逸出转化为SO32-？。 ③用试管取适量的饱和Na2SO3溶液，加入适量盐酸酸化，然后加热看不到气泡冒出，在滴加Ba（NO3）2溶液，产生白色沉淀。 说明亚硫酸根生成SO2后没有逸出转化为SO32-，进而转化为SO42-，生成白色沉淀。说明不能用盐酸酸化的硝酸钡溶液检验硫酸根离子，同时也说明实验室制SO2酸的浓度要足够大，不然SO2不会从体系中逸出。 为什么检测Cl-离子时首先要加入硝酸溶液？ 检测Cl-I-离子时，先加入硝酸，再加入硝酸银溶液。为什么呢？加入硝酸的目的是什么？ 因为溶液中可能会有碳酸根和氢氧根，碳酸银与氢氧化银都是白色沉淀，虽然氢氧化银极易分解成氧化银（黑色沉淀）和水，是会对氯离子的检验造成干扰。所以要加入硝酸去除以上两种离子，而又不引进新杂质。其实，
硫酸根去除法
目前，比较成熟的分离去除硫酸根的技术方法主要有6种，即氯化钡法、氯化钙法、冷冻法、碳酸钡法、离子交换法和膜分离法。 2 s* v, w- u7 U# K 1、氯化钡法7 f& a, i k4 Q* |& V 氯化钡法是用与盐水中的发生反应生成沉淀，由于化合物溶度积很小,所以采用该法去除效果较好,2000年前国内大部分氯碱企业采用该方法去除硫酸根。但是，使用该方法时应注意要防止过量，因为过量的会与电槽中的NaOH 反应生成沉淀，堵塞电槽隔膜。尤其重金属离子钡将会沉积在金属阳极表面，形成不导电的化合物，使阳极涂层活性降低，电压升高。同样钡离子对离子膜也有严重的影响。法去除虽然效果好，反应率高，但是本身有较强的毒性，贮存条件要求高，操作不当还会引起Ba超标现象，对离子膜造成伤害；其最大的缺点是使用成本高，以100kt/a离子膜烧碱装置为例，每年处理的成本达1100多万元。该法可副产硫酸钡。 4 [% w" k" |: z9 F; a5 N8 y 氯化钡用量相应增加，运行成本高，且该物质属于剧毒物质，副产物及氯化钡的包装袋回收较困难，给生产和现场管理带来较大难度。0 I% K* c+ }3 `) U$ q) X 2、氯化钙法 1 z5 b( @6 @" D+ N5 u, `! R# m 该法是用与反应生成沉淀，由于溶度积较大,尤其在盐水中的溶解度要增大三四倍，故该法去除不如法彻底，但是如果卤水使用量不大，经该法处理后的盐水中的质量浓度也可达7 g/L以下的要求,一般情况下达不到5 g/L以下。该法去除工艺与法相似氯化钙法去除硫酸根投资省，又因氯化钙价格相对便宜，因此有一定的竞争力，其缺点是由于硫酸钙的溶度积较大，由于生成的是微溶沉淀,由于盐效应,在饱和盐水中溶解度高于水溶液中2～3倍.去除硫酸根的效率不高，又增加了盐水中的钙离子，盐泥量增加并且很难处理,不符合国家的减排政策，效果较氯化钡法差。! V: J2 N6 h' t" ~9 m/ V3 M 为了适应的结晶与反溶问题，xx公司设计了一种均相流反应器，该反应器是反应与预澄清合二为一的装置，有效地解决了结晶的粒径。又使澄清达到较为理想的效果。均相反应器的预澄清脱硝盐水进入HVM膜过滤器，过滤后的脱硝盐水中SS的质量分数小于l ，实现了结晶与盐水的彻底分离。这一工艺设备已被国内多家氯碱、纯碱厂家使用。据了解该均相流反应器已申请了专利。均相流反应器是膜钙法除硝的专用设备。钙法除硝比钡法除硝的经济性表现在盐（卤）水中的含量越高越经济。由于的价格偏低，采用HVM膜的一次性投资比钡法低10万碱项目，如果每吨烧碱需处理的为24 kg，其HVM膜投资费用不到半年即可回收.另外，苏恒熙研究了多组分无机盐复合体系，添加以脱除硫酸根离子，并对用量、反应温度、反应时间等因素进行了研究，实验室数据表明可以达到企业对脱除硫酸根离子的要求。 文震等人研究了利用废盐泥来脱除卤水中的工艺。其实质利用盐泥的钙离子，本质仍然属于氯化钙法。 3、碳酸钡法+ t0 p6 _+ t: h+ M% C4 ] 碳酸钡法是利用碳酸钡与硫酸钡的溶度积差而实现分离硫酸根的目的.xx 化工股份有限公司xx等人发明了一种用碳酸钡去除盐水中的硫酸根的方法，其特征是：在碳酸钡混合槽里所装入65～80℃的离子膜烧碱装置的淡盐水或石棉隔膜烧碱装置的回收盐水中，盐水浓度在150～250g/L，加入适量的碳酸钡，在搅拌下使碳酸钡与盐水充分混合，制成碳酸钡悬浊液；将碳酸钡悬浊液从上部加入到含有硫酸根及钙离子盐水的反应槽中，使盐水中的硫酸根与碳酸钡进行反
硫酸盐的去除原理及方法
硫酸盐的去除原理及方法 1、硫酸盐在污水处理中的危害： 厌氧过程中的硫酸盐还原菌竞争产甲烷菌所需要的二氧化碳，影响甲烷的产生，同时硫酸盐还原菌不仅具有转化有机酸和乙酸的功能，同时，将硫酸盐还原为硫化物，对产甲烷菌造成危害。 工业有机废水中由于硫酸盐的存在而产生的主要问题包括： 含硫酸盐的工业废水，如果不经处理就直接被排入水体中，会产生具有腐蚀性和恶臭味的硫化氢气体，不仅如此，硫化氢还具较强的毒性，会直接危害人体健康和影响生态平衡。 含高浓度硫酸盐的工业有机废水，在应用厌氧处理工艺时，高浓度的硫酸盐对产甲烷菌(MPB)产生强烈的抑制，将会致使消化过程难以进行。 硫酸盐的还原是在SRB(硫酸盐还原菌)的作用下完成。 SRB是属专性厌氧菌，属于在厌氧消化过程起主要作用的4种微生物种群中的产氢产乙酸菌。 在不存在硫酸盐的厌氧环境中，SRB则呈现产氢产乙酸菌的功能；当厌氧消化中存在硫酸盐时，则SRB不仅具有了产氢产乙酸菌转化有机酸和乙酸的功能，而且具有还原硫酸盐为H2S的特性。 存在硫酸盐的厌氧消化过程中，本可能被MPB(产甲烷菌)利用还原二氧化碳生成甲烷的一切分子氢均被SRB所竞争利用，从而使还原二氧化碳生成甲烷的反应受阻。硫酸盐在SRB的作用下还原成硫化物，是污泥驯化的过程，硫化物浓度超过100mg/L时，对甲烷菌细胞的功能产生直接抑制作用。 相关的实验研究和工程实践表明，当原水SO42-含量≥400mg/L时就有可能转化为较高浓度的硫化物，并且是不可避免的。 2、硫酸盐的去除和转化： 利用水解酸化池的厌氧环境，硫酸盐还原菌 工艺的流程如下图所示： 微电解反应器管道混合器曝气池沉淀池水解池 该工艺是将水解池和微电解组合，微电解反应器通过微电解反应将产生大量的Fe2+，水解池中的硫酸盐还原菌(SRB)将硫酸盐还原成硫化物，含有大量硫化
硫酸根离子精确检测方法
2.重量法 2.1.原理概要 样品溶液调至弱酸性，加入氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀，沉淀经过滤、洗涤、烘干、称重，计算硫酸根含量。 2.2.主要试剂和仪器 2.2.1.主要试剂 氯化钡：0.02mol／L溶液； 配制：称取2.40g氯化钡，溶于500mL水中，室温放置24h，使用前过滤； 盐酸：2mol／L溶液； 甲基红：0.2％溶液。 2.2.2.仪器 一般实验室仪器。 2.3.过程简述 吸取一定量样品溶液〔见附录A（补充件）〕，置于400mL烧杯中，加水至150mL，加2滴甲基红指示剂，滴加2mol／L盐酸至溶液恰呈红色，加热至近沸，迅速加入40mL（硫酸根含量＞2.5％时加入60mL）0.02mol／L氯化钡热溶液，剧烈搅拌2min，冷却至室温，再加少许氯化钡溶液检查沉淀是否完全，用预先在120℃烘至恒重的4号玻璃坩埚抽滤，先将上层清液倾入坩埚内，用水将杯内沉淀洗涤数次，然后将杯内沉淀全部移入坩埚内，继续用水洗涤沉淀数次，至滤液中不含氯离子（硝酸介质中硝酸银检验）。以少量水冲洗坩埚外壁后，置电烘箱内于120±2℃烘1h后取出。在干燥器中冷却至室温，称重。以后每次烘30min，直至两次称重之差不超过0.0002g视为恒重。 2.4.结果计算 硫酸根含量按式（1）计算。 硫酸根（％）＝（G1－G2）×0.4116 ×100 (1) W 式中：G1——玻璃坩埚加硫酸钡质量，g； G2——玻璃坩埚质量，g； W——所取样品质量，g； 0.4116——硫酸钡换算为硫酸根的系数。 2.5.允许差 允许差见表1。 表1 硫酸根，％允许差，％ ＜0.50 0.03 0.50～＜1.50 0.04 1.50～3.50 0.05 2.6.分析次数和报告值 同一实验室取双样进行平行测定，其测定值之差超过允许差时应重测，平行测定值之差如不超过允许差取测定值的平均值作为报告值。
硫酸根测定
硫酸根测定----EDTA滴定法 本方法适用于循环冷却水和天然水中硫酸根的测定，水样中硫酸根含量大于200mg/L时，可进行适当稀释。 1.原理 水样中加入氯化钡，与硫酸根生成硫酸钡沉淀。过量的离子在氯化镁存在下，以铬黑T为指示剂，用EDTA滴定。 2.试剂 1+1盐酸溶液 0.5%铬黑T乙醇溶液（同总硬度的测定） 氨—氯化铵缓冲溶液（PH=10.3）同总硬度的测定。 0.0125mol/L氯化钡溶液：称取3.054g氯化钡（BaCl2·2H2O）溶于100ml水中，移入1000ml容量瓶中，稀释至刻度。 0.01mol/LEDTA标准溶液。同总硬度的测定。 0.01mol/L氯化镁溶液的配制 称取2.1g氯化镁（MgCl2·6H2O）溶于少量水中，移入1000ml容量瓶中，稀释至刻度。同总硬度的测定 3.仪器 滴定管：酸式25ml。 电炉。 4.分析步骤 4.1 水样的测定 吸取经中速滤纸干过滤的水样50ml于250ml锥形瓶中，加入3滴1+1盐酸溶液，在电炉上加热微沸0.5分钟，再加入10ml 0.0125mol/L氯化钡溶液，微沸10分钟，冷却10分钟后，加入5ml 0.01mol/L氯化镁溶液，10ml氨—氯化铵缓冲溶液，6—10滴镉黑T指示剂，用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定，溶液从酒红色至纯蓝色为终点。记录EDTA标准溶液的消耗量V4. 水样中硬度的测定 吸取经中速滤纸干过滤后水样50ml，加10ml氨—氯化铵缓冲溶液，6—10滴镉黑T指示剂，用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至纯蓝色。记录EDTA标
准溶液的消耗量V2. 氯化钡、氯化镁消耗EDTA标准溶液的体积V3。 准确吸取10ml 0.0125mol/L氯化钡溶液，5ml 0.01mol/L氯化镁溶液于250ml 锥形瓶中，加水50ml，再加入10ml氨—氯化铵缓冲溶液，6—10滴镉黑T 指示剂，用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至纯蓝色。 5.分析结果的计算 水样中硫酸根离子的含量X（毫克/升），按下式计算： 96×(V 2﹢V 3 - V 4 )×M 2 X = --------------------- ×1000 V W 式中; M 2 ---EDTA标准溶液的摩尔浓度，mol/L V W---水样体积，毫升 6.允许差 硫酸根含量在100mg/L范围内时，平行测定两结果差不大于4mg/L 7.结果表示 取平行测定两结果的算术平均值，作为水样的硫酸根含量。 8.注意事项 可根据实际水样中的硫酸根含量确定水样的吸取体积。
除硫酸根的方法
不同生石灰投加量对SO 42-去除率不同,生石灰对SO 4 2-的去除效果并不显著, 最大去除率仅为40%左右,最佳投加量为7g/L,因为在反应过程中,生成的硫酸钙为微溶物,吸附在生石灰表面而形成了一层致密的硫酸钙薄膜,影响了Ca2+与SO42-的继续反应,并且随着生石灰的继续投加,因硫酸钙薄膜的保护作用,去除率反而下降。 生石灰+PAC对SO42- 的去除效果 聚合氯化铝PAC能中和电荷和压缩双电层,导致胶体微粒相互凝聚和架桥,在一定的水力条件下能与SO 4 2-形成较大的絮凝体,沉淀达到去除效果 ,因此在生 石灰最佳投加量(7g/L)反应后, 加入聚合氯化铝协同研究对SO 4 2-的去除效果。生 石灰+PAC组合药剂对SO 4 2-的去除变化可以看出,PAC的最佳投加量为20mg/L,当PAC投加量小于20mg/L时,部分的胶体颗粒不能在压缩双电层等混凝机理的作用下去除,影响了去除效果,去除率较低;当混凝剂量大于20mg/L时,混凝的水解物不能以胶体为核,达到卷扫网捕的作用,悬浮在液体中,所形成的絮凝体吸附在颗粒的周围,达不到去除效果,去除率反而下降。 生石灰+PAC+PAM对SO42-的去除效果 为了增加絮凝的效果,提高矾花的形成和密实程度,在投加PAC后在投加助凝剂聚丙烯酰胺PAM,PAM是一种有机高分子絮凝剂,由丙烯酰胺聚合而成,在其分子的主链含烯酰胺PAM,PAM是有大量侧基----酰胺基,酰胺基的化学活性很强,可以和多种化合物反应而产生许多聚丙烯酰胺的衍生物,其分子链集团可在较远的各个颗粒间形成聚合物桥,增多了相互碰撞的次数,使部分中和胶粒迅速被吸附和桥接,能大大加强混凝絮状物的形成和沉淀。 在最佳生石灰投加量(7g/L)和最佳PAC投加量(20mg/L)反应后再加入PAM 进行试验研究,得出生石灰+PAC+PAM对SO 4 2-明显,最佳PAM投加量为10mg/L,小于10mg/L时,颗粒的碰撞机会少,絮凝体形成速度和沉降速度慢,去除率较低,但当PAM投加量大于10mg/L时,由于絮凝剂粒子的吸附点被迅速占领,减少了架桥的可能性,使得絮凝效果反而下降。
硫酸根检测方法
MM_FS_CNG_0301 制盐工业通用试验方法硫酸根离子的测定 1.适用范围 本方法适用于制盐工业中工业盐、食用盐（海盐、湖盐、矿盐、精制盐）、氯化钾、工业氯化镁试样中硫酸根含量的测定。 2.重量法 2.1.原理概要 样品溶液调至弱酸性，加入氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀，沉淀经过滤、洗涤、烘干、称重，计算硫酸根含量。 2.2.主要试剂和仪器 2.2.1.主要试剂 氯化钡：0.02mol／L溶液； 配制：称取2.40g氯化钡，溶于500mL水中，室温放置24h，使用前过滤； 盐酸：2mol／L溶液； 甲基红：0.2％溶液。 2.2.2.仪器 一般实验室仪器。 2.3.过程简述 吸取一定量样品溶液〔见附录A（补充件）〕，置于400mL烧杯中，加水至150mL，加2滴甲基红指示剂，滴加2mol／L盐酸至溶液恰呈红色，加热至近沸，迅速加入40mL（硫酸根含量＞2.5％时加入60mL）0.02mol／L氯化钡热溶液，剧烈搅拌2min，冷却至室温，再加少许氯化钡溶液检查沉淀是否完全，用预先在120℃烘至恒重的4号玻璃坩埚抽滤，先将上层清液倾入坩埚内，用水将杯内沉淀洗涤数次，然后将杯内沉淀全部移入坩埚内，继续用水洗涤沉淀数次，至滤液中不含氯离子（硝酸介质中硝酸银检验）。以少量水冲洗坩埚外壁后，置电烘箱内于120±2℃烘1h后取出。在干燥器中冷却至室温，称重。以后每次烘30min，直至两次称重之差不超过0.0002g视为恒重。 2.4.结果计算 硫酸根含量按式（1）计算。 硫酸根（％）＝（G1－G2）×0.4116 ×100 (1) W 式中：G1——玻璃坩埚加硫酸钡质量，g；G2——玻璃坩埚质量，g；W——所取样品质量，g；0.4116——硫酸钡换算为硫酸根的系数。 2.5.允许差 允许差见表1。 表 1 硫酸根，％允许差，％ ＜0.50 0.03 0.50～＜1.50 0.04 1.50～3.50 0.05 2.6.分析次数和报告值 同一实验室取双样进行平行测定，其测定值之差超过允许差时应重测，平行测定值之差如不超过允许差取测定值的平均值作为报告值。 3.容量法（EDTA络合滴定法） 3.1.原理概要 氯化钡与样品中硫酸根生成难溶的硫酸钡沉淀，过剩的钡离子用EDTA标准溶液滴定，间接测定硫酸根。 3.2主要试剂和仪器 3.2.1.主要试剂 氧化锌；标准溶液。 称取0.8139g于800℃灼烧恒重的氧化锌，置于150mL烧杯中，用少量水润湿，滴加盐酸（1∶2）至全部溶解，移入500mL
氯化钙生产中硫酸根的去除方法
氯化钙生产中硫酸根的去除方法 王丽华 舒 永 李德波 丛丽华 车 欣(山东省化工研究院 山东省 济南市 250014) 摘 要: 文章对氨碱法制碱废清液制取氯化钙生产工艺中硫酸根的去除方法进行了研究,试验证实采用浓氯化钙溶液与废清液预先兑合的方法,可将废清液中硫酸根含量降至 0102%左右,从而有效缓解了后序蒸发过程蒸发器壁硫酸钙结疤问题。 关键词: 氨碱法;废液;氯化钙;硫酸钙 中图分类号:T Q11017 文献标识码:B 文章编号:1001-2214(2003)01-0013-03 R em oval M eth od o f S O 22 4in Production o f C alcium C hloride Wang Lihua Shu Y ong Li Debo C ong Lihua Che X in Abstract : The rem oval method of S O 2-4in production of calcium chloride from waste liquid of am 2m onia -s oda process was studied in the paper.The test proved that the content of S O 2-4 in waste liquid can be decreased to 0.02%by mixing concentrated calcium chloride liquid and waste liquid.Therefore ,calcium sulfate scale on the evaporator wall in the subsequent evaporation was reduced. K ey w ords : Amm onia -s oda process ;Waste liquid ;Calcium chloride ;Calcium sulfate 收稿日期:2002-08-05 作者简介:王丽华,1961年生,高级工程师,主要从事环境治理及环保产品开发研究。 氨碱法纯碱生产中产生大量废清液,其中含有 氯化钙和氯化钠及少量硫酸盐等,该液不经处理直接排放不仅严重污染了环境,还造成资源的浪费,为此国内外氨碱法纯碱厂大都采用了以废清液为原料生产氯化钙,副产食盐的生产路线。据调查现国内利用废清液为原料生产氯化钙的生产工艺普遍存在着硫酸钙结疤问题,需定期进行机械清理加热表面,这不仅增加了劳动强度,还影响了生产的连续运行,降低了设备的利用率。考虑到生产工艺的实际情况以及硫酸钙的溶解度条件,我们设计了利用生产过程中产生的浓钙液与废清液在蒸发器之外兑合,过滤除去硫酸钙后再蒸发浓缩制备二水氯化钙的工艺路线,并进行了可行性试验研究。1 实验内容及结果111 废清液直接蒸发浓缩试验 以山东鸢都化工集团总公司纯碱厂的废清液为原料,电炉为热源,在常压下进行了直接蒸发浓缩试验,考察废清液在蒸发过程中的结疤现象,并对原料及不同蒸发阶段中各组分含量进行了测定,以便确 定不同组分在浓缩液中的变化规律,测定结果见表1及图1、图2。 表1 直接蒸发下不同密度废清液中各组分的变化密度 (g ?m l -1) pH CaS O 4 (%)CaCl 2(%)NaCl (%)1110(原液) 1112501090913041151114111000106311187617211201018201052141868100112510162010401718391181127101300102219194816611301011201022261804160113391700101830147319711349160010173411311971147 7178 01023 45111 1140 由表1数据可知,纯碱厂所得废清液组成硫酸钙含量约0109%,氯化钙含量约9%,氯化钠含量约4%。随着废清液逐步浓缩、溶液密度逐步升高,氯 化钙的含量直线上升;pH 值逐渐下降;硫酸钙的含量在溶液密度较小时随密度的增加逐渐下降,当密 3 1第32卷第1期 海湖盐与化工
溶液中硫酸根含量测量方法
硫酸根的测定 钡镁沉淀法 1原理 用过量的钡镁混合液与脱硫液中的硫酸根作用生成硫酸钡沉淀，在pH=10的条件下，以0.5%铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液络合滴定过量的钡镁离子。 2试剂 2.4 2.1乙二胺四乙酸二钠（EDTA）标准溶液：C(EDTA)=0.01mol/L；钡镁混合液10ml； 1:4盐酸溶液；pH=10的缓冲液；0.5%铬黑T指示剂。 2.1.1配制 用托盘天平称取计算量的乙二胺四乙酸二钠于400mL烧杯中，加入适量的蒸馏水，加热溶解，冷却后转入聚乙烯塑料瓶中，在稀释至所需体积，充分摇匀。 2.1.2EDTA标定 称取0.4g于800℃灼烧恒重的基准物氧化锌（精确到0.0002g），用少许蒸馏水润湿，加盐酸溶液（1:1）使氧化锌溶解，移入500mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。取20.00mL，加80mL去离子水，用10%氨水中和至pH为7-8，加5mLpH=10的缓冲溶液，加5滴0.5%铬黑T指示剂，用0.02mol/LEDTA溶液滴定至由紫色变为蓝色。 式中c——标定的乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度，mol/L m——氧化锌的质量，g 0.04——500mL中取20mL滴定，相当于m的0.04倍 V——滴定氧化锌消耗EDTA标准溶液的体积，mL 81.4——氧化锌的摩尔质量，g/mol。 2.2 0.5%铬黑T指示剂 将0.5g铬黑T溶于75mL无水乙醇再加入25mL三乙醇胺溶液。 2.3 钡镁混合液 称取氯化钡（BaCl2·2H2O）3.0g及氯化镁（MgCl2·6H2O）0.6g溶于水，加1：4盐酸2mL，用煮沸冷却后蒸馏水稀释至1000mL。 2.5pH=10的缓冲液 将54g氯化铵溶于水，加350mL氨水，用水稀释至1L。 3测定步骤 移取过滤后的脱硫液10mL于50mL容量瓶中，加水稀释至刻度，再移取稀释后的溶液1mL于锥形瓶中，加1～2滴1：4盐酸溶液，加水约15mL，准确加入20mL钡镁混合液，摇匀并放置10min后，加10mL缓冲液及2～3滴0.5%铬黑T指示剂，以EDTA标准液滴定
除硫酸根的方法
生石灰投加量对SO2-的去除效果 4 不同生石灰投加量对SO2-去除率不同,生石灰对SO2-的去除效果并不显着, 44 最大去除率仅为40%左右,最佳投加量为7g/L,因为在反应过程中,生成的硫酸钙为微溶物,吸附在生石灰表面而形成了一层致密的硫酸钙薄膜,影响了Ca2+与SO42-的继续反应,并且随着生石灰的继续投加,因硫酸钙薄膜的保护作用,去除率反而下降。 生石灰+PAC对SO42-的去除效果 聚合氯化铝PAC能中和电荷和压缩双电层,导致胶体微粒相互凝聚和架桥,在一定的水力条件下能与SO2-形成较大的絮凝体,沉淀达到去除效果,因此在生 4 石灰最佳投加量(7g/L)反应后,加入聚合氯化铝协同研究对SO2-的去除效果。生 4 石灰+PAC组合药剂对SO2-的去除变化可以看出,PAC的最佳投加量为20mg/L,当 4 PAC投加量小于20mg/L时,部分的胶体颗粒不能在压缩双电层等混凝机理的作用下去除,影响了去除效果,去除率较低;当混凝剂量大于20mg/L时,混凝的水解物不能以胶体为核,达到卷扫网捕的作用,悬浮在液体中,所形成的絮凝体吸附在颗粒的周围,达不到去除效果,去除率反而下降。 生石灰+PAC+PAM对SO42-的去除效果 为了增加絮凝的效果,提高矾花的形成和密实程度,在投加PAC后在投加助凝剂聚丙烯酰胺PAM,PAM是一种有机高分子絮凝剂,由丙烯酰胺聚合而成,在其分子的主链含烯酰胺PAM,PAM是有大量侧基----酰胺基,酰胺基的化学活性很强,可以和多种化合物反应而产生许多聚丙烯酰胺的衍生物,其分子链集团可在较远的各个颗粒间形成聚合物桥,增多了相互碰撞的次数,使部分中和胶粒迅速被吸附和桥接,能大大加强混凝絮状物的形成和沉淀。 在最佳生石灰投加量(7g/L)和最佳PAC投加量(20mg/L)反应后再加入PAM 进行试验研究,得出生石灰+PAC+PAM对SO2-明显,最佳PAM投加量为10mg/L,小于 4 10mg/L时,颗粒的碰撞机会少,絮凝体形成速度和沉降速度慢,去除率较低,但当PAM投加量大于10mg/L时,由于絮凝剂粒子的吸附点被迅速占领,减少了架桥的可能性,使得絮凝效果反而下降。
除硫酸根的方法
生石灰投加量对SO 4 2-得去除效果 不同生石灰投加量对SO 42-去除率不同,生石灰对SO 4 2-得去除效果并不显著, 最大去除率仅为40%左右,最佳投加量为7g/L,因为在反应过程中,生成得硫酸钙为微溶物,吸附在生石灰表面而形成了一层致密得硫酸钙薄膜,影响了Ca2+与SO42-得继续反应,并且随着生石灰得继续投加,因硫酸钙薄膜得保护作用,去除率反而下降。 生石灰+PAC对SO42- 得去除效果 聚合氯化铝PAC能中与电荷与压缩双电层,导致胶体微粒相互凝聚与架桥,在一定得水力条件下能与SO 4 2-形成较大得絮凝体,沉淀达到去除效果 ,因此在生 石灰最佳投加量(7g/L)反应后, 加入聚合氯化铝协同研究对SO 4 2-得去除效果。生 石灰+PAC组合药剂对SO 4 2-得去除变化可以瞧出,PAC得最佳投加量为20mg/L,当PAC投加量小于20mg/L时,部分得胶体颗粒不能在压缩双电层等混凝机理得作用下去除,影响了去除效果,去除率较低;当混凝剂量大于20mg/L时,混凝得水解物不能以胶体为核,达到卷扫网捕得作用,悬浮在液体中,所形成得絮凝体吸附在颗粒得周围,达不到去除效果,去除率反而下降。 生石灰+PAC+PAM对SO42-得去除效果 为了增加絮凝得效果,提高矾花得形成与密实程度,在投加PAC后在投加助凝剂聚丙烯酰胺PAM,PAM就是一种有机高分子絮凝剂,由丙烯酰胺聚合而成,在其分子得主链含烯酰胺PAM,PAM就是有大量侧基----酰胺基,酰胺基得化学活性很强,可以与多种化合物反应而产生许多聚丙烯酰胺得衍生物,其分子链集团可在较远得各个颗粒间形成聚合物桥,增多了相互碰撞得次数,使部分中与胶粒迅速被吸附与桥接,能大大加强混凝絮状物得形成与沉淀。 在最佳生石灰投加量(7g/L)与最佳PAC投加量(20mg/L)反应后再加入PAM 进行试验研究,得出生石灰+PAC+PAM对SO 4 2-明显,最佳PAM投加量为10mg/L,小于10mg/L时,颗粒得碰撞机会少,絮凝体形成速度与沉降速度慢,去除率较低,但当PAM投加量大于10mg/L时,由于絮凝剂粒子得吸附点被迅速占领,减少了架桥得可能性,使得絮凝效果反而下降。 活性氧化铝对SO42-得去除效果 活性氧化铝就是一种多孔性、高分散度得固体材料,有很大得表面积与通透
除硫酸根的方法之令狐文艳创作
生石灰投加量对SO42-的去除效果 令狐文艳 不同生石灰投加量对SO42-去除率不同,生石灰对SO42-的去除效果并不显著,最大去除率仅为40%左右,最佳投加量为7g/L,因为在反应过程中,生成的硫酸钙为微溶物,吸附在生石灰表面而形成了一层致密的硫酸钙薄膜,影响了Ca2+与SO42-的继续反应,并且随着生石灰的继续投加,因硫酸钙薄膜的保护作用,去除率反而下降。 生石灰+PAC对SO42- 的去除效果 聚合氯化铝PAC能中和电荷和压缩双电层,导致胶体微粒相互凝聚和架桥,在一定的水力条件下能与SO42-形成较大的絮凝体,沉淀达到去除效果 ,因此在生石灰最佳投加量(7g/L)反应后, 加入聚合氯化铝协同研究对SO42-的去除效果。生石灰+PAC组合药剂对SO42-的去除变化可以看出,PAC的最佳投加量为20mg/L,当PAC投加量小于20mg/L时,部分的胶体颗粒不能在压缩双电层等混凝机理的作用下去除,影响了去除效果,去除率较低;当混凝剂量大于20mg/L时,混凝的水解物不能以胶体为核,达到卷扫网捕的作用,悬浮在液体中,所形成的絮凝体吸附在颗粒的周围,达不到去除效果,去除率反而下降。 生石灰+PAC+PAM对SO42-的去除效果 为了增加絮凝的效果,提高矾花的形成和密实程度,在投加PAC后在投加助凝剂聚丙烯酰胺PAM,PAM是一种有机高分子絮
凝剂,由丙烯酰胺聚合而成,在其分子的主链含烯酰胺PAM,PAM 是有大量侧基----酰胺基,酰胺基的化学活性很强,可以和多种化合物反应而产生许多聚丙烯酰胺的衍生物,其分子链集团可在较远的各个颗粒间形成聚合物桥,增多了相互碰撞的次数,使部分中和胶粒迅速被吸附和桥接,能大大加强混凝絮状物的形成和沉淀。 在最佳生石灰投加量(7g/L)和最佳PAC投加量(20mg/L)反应后再加入PAM进行试验研究,得出生石灰+PAC+PAM对SO42-明显,最佳PAM投加量为10mg/L,小于10mg/L时,颗粒的碰撞机会少,絮凝体形成速度和沉降速度慢,去除率较低,但当PAM投加量大于10mg/L时,由于絮凝剂粒子的吸附点被迅速占领,减少了架桥的可能性,使得絮凝效果反而下降。 活性氧化铝对SO42-的去除效果 活性氧化铝是一种多孔性、高分散度的固体材料,有很大的表面积和通透性能,当SO42-碰撞固体表面时,受到不平衡力的吸引而停留在固体表面,起到去除目的。在最佳的混凝药剂处理后,在上清液中再加入活性氧化铝进行吸附。根据吸附机理,投加量小于22g/L时,吸附以外层络合作用为主,吸附效果随着投加量的增加而增加,但是当混凝剂大于22g/L后,由于吸附剂对SO42-吸附达到了饱和,吸附效果随着投加量的增加效果并不明显,如20g/L增加到32g/L,处理率仅从88.2%增加到88.3%,从处理成本和效率分析,最佳活性氧化铝投加量为22g/L。 结论：
硫酸根定量测量方法
水中硫酸根的测定：重量法 1. 方法原理 硫酸盐在盐酸溶液中，与加入的氯化钡形成硫酸钡沉淀。在接近沸腾的温度下进行沉淀，并至少煮沸20分钟，使沉淀陈化之后过滤，洗沉淀至无氯离子为止，烘干或者灼烧沉淀，冷却后，称硫酸钡的质量。 2. 干扰及消除 样品中包含悬浮物、硝酸盐、亚硫酸盐和二氧化硅可使结果偏高。碱金属硫酸盐，特别是碱金属硫酸氢盐常使结果偏低。铁和铬等能影响硫酸盐的完全沉淀，使测定结果偏低。 硫酸钡的溶解度很小，在酸性介质中进行沉淀，虽然可以防止碳酸钡和磷酸钡沉淀，但是酸度较大时也会使硫酸钡沉淀溶解度增大。 3. 适用范围 本方法可用于测定地表水、地下水、咸水、生活污水及工业废水中的硫酸盐。水样有颜色不影响测定。可测定硫酸盐含量10mg/L以上的水样，测定上限为5000mg/L。 4. 仪器 水浴锅、烘箱、马福炉、滤纸（酸洗并经过硬化处理，能阻留微细沉淀的致密无灰分滤纸，即慢速定量滤纸）、0.45μm 滤膜、熔结玻璃坩埚G4（30ml ） 5、试剂 ① 1+1盐酸 ② 100mg/L的氯化钡溶液：将100g ±1g 二水合氯化钡溶于约800ml 水中，加热有助于溶解，冷却并稀释至1L 。此溶液可长期保存，1ml 可沉淀约40mgSO 42-。 ③ 0.1%甲基红指示剂 ④硝酸银溶液（约0.1mol/L）：将0.17g 硝酸银溶解于80ml 水中，加0.1ml 硝酸，稀释至100ml 。贮存于棕色试剂瓶中，避光保存。 ⑤无水碳酸钠 ⑥（1+1）氨水 测定步骤 ①沉淀：移取适量经0.45um 滤膜过滤的水样（测可溶性硫酸盐）置于500mL 烧杯中，加2滴（0.1%）甲基红指示液，用（1+1）盐酸或（1+1）氨水调至试液呈橙黄色，再加2mL 盐酸，然后补加水使试液的总体积约为200mL 。加热煮沸5min （此时若試液出现不溶物，应过滤后再进行沉淀），缓慢加入约10mL 热的（100g/L）氯化钡溶液，直到不再出现沉淀，再过量2mL 。继续煮沸20 min，放置过夜，或在50～60℃下保持6h 使沉淀陈化。 ②过滤：用已经恒重过的玻璃坩埚（G4）过滤沉淀，用带橡皮头的玻璃棒将烧杯中的沉淀完全转移到坩埚中去，用热水少量多次地洗涤沉淀直到没有氯离子为止。 在含约5mL （0.1mol/L）硝酸银溶液的小烧杯中检验洗涤过程中氯化物。收集约5mL 的过滤洗涤水，如果没有沉淀生成或者不变浑浊。即表明沉淀中已不含氯离子。 ③干燥和恒重：取下坩埚并在105℃±2℃干燥大约1～2h. 然后将坩埚放在干燥器中，冷却至室温后，称重。再将坩埚放在烘箱中干燥10 min，冷却，称重，直到前后两次的重量差不大于0.0002g 为止。 ④计算： 硫酸根（mg/L）=m*0.4115*1000/V 式中: m——从试样中沉淀出来的硫酸钡的质量（mg ）； V——试液的体积（mL ）； 0.4115——硫酸钡重量换算为硫酸根的系数。 ⑤注意事项：
硫酸根测定方法
12.2.25 硫酸盐乙二胺四乙酸二钠---钡容量法 本标准适用于地下水中硫酸根的测定.测定范围为10-150mg/L硫酸根. 1.方法提要 在微酸性试液中,加入过量的氯化钡,使硫酸根定量的与钡离子生成硫酸钡沉淀,剩余的钡离子,在pH值为10的条件下，用乙二胺四乙酸二钠溶液滴定.在滴定中,不但过量的钡离子被乙二胺四乙酸二钠所滴定,而且，原水样中的钙、镁离子也同时被滴定,因此,在计算中,应将水样的总硬度计入.为了使滴定终点清晰,试液中需有一定量的镁离子存在,故在配制的氯化钡溶液中加有镁盐. 2. 试剂 甲基红溶液%) : 称取甲基红0.05g溶于100ml无水乙醇中. 盐酸溶液(1+1). 钡镁混合溶液: 称取分析纯氯化钡(BaCl2·2H2O)2.44g和分析纯氯化镁 (MgCl2·6H2O)1.02g共溶于蒸馏水中,用蒸馏水稀释至1000ml,摇匀.此溶液为氯 化钡L)和氯化镁L)的混合溶液. 氨缓冲溶液(pH=10):见硬度的测定 酸性铬蓝K-萘酚绿B混合溶液: 见硬度 乙二胺四乙酸二钠溶液L) : 见硬度 3. 分析步骤 吸取水样于250ml的三角瓶中,加甲基红溶液1滴,用盐酸溶液滴至水样呈红色,再过量1-2滴; 将试液加热煮沸,趁热加入钡镁混合溶液,边加边摇动试液.将试液再加热至沸,并在近沸的温度下保温1h.取下静置,冷却. 向试液中加入氨缓冲溶液5ml, 酸性铬蓝K-萘酚绿B混合溶液3-4滴,用乙二胺四乙酸二钠溶液滴定到试液呈不变的蓝色即为滴定终点.记录乙二胺四乙酸二钠溶液的毫升数(V1). 另取不含硫酸根的蒸馏水50ml,加入钡镁混合溶液、氨缓冲溶液5ml、酸性铬蓝K-萘酚绿B混合溶液3-4滴, 用乙二胺四乙酸二钠溶液滴定到终点. 记录乙二胺四乙酸二钠溶液的毫升数(V2). 吸取同一水样50ml,加入氨缓冲溶液5ml、酸性铬蓝K-萘酚绿B混合溶液3-4滴, 用乙二胺四乙酸二钠溶液滴定到终点. 记录乙二胺四乙酸二钠溶液的毫升数(V3). 4. 计算硫酸根含量按下式计算: ρSO42-(mg/L)=c[(V2+V3)-V1] ××1000/V C1/2 SO42-(mmol/L)= c[(V2+V3)-V1] ×2×1000/V 式中:c---乙二胺四乙酸二钠溶液的浓度(mol/L) V---所取水样的体积(ml) (二) 重量法 1.主题内容与适用范围 本国际标准规定了测定水中硫酸盐的重量法 本标准适用于地面水、地下水、含盐水、生活污水及工业废水. 本标准可以准确的测定硫酸盐含量10mg/L(以SO42-计)以上的水样,测定上限为5000mg/L(以SO42-计). 干扰 样品中若有悬浮物、二氧化硅、硝酸盐和亚硝酸盐可使结果偏高.碱金属硫
除硫酸根的方法
不同生石灰投加量对SO42-去除率不同,生石灰对SO42-的去除效果并不显著,最大去除率仅为40%左右,最佳投加量为7g/L,因为在反应过程中,生成的硫酸钙为微溶物,吸附在生石灰表面而形成了一层致密的硫酸钙薄膜,影响了Ca2+与SO42-的继续反应,并且随着生石灰的继续投加,因硫酸钙薄膜的保护作用,去除率反而下降。 生石灰+PAC对SO42- 的去除效果 聚合氯化铝PAC能中和电荷和压缩双电层,导致胶体微粒相互凝聚和架桥,在一定的水力条件下能与SO42-形成较大的絮凝体,沉淀达到去除效果,因此在生石灰最佳投加量(7g/L)反应后, 加入聚合氯化铝协同研究对SO42-的去除效果。生石灰+PAC组合药剂对SO42-的去除变化可以看出,PAC的最佳投加量为20mg/L,当PAC投加量小于20mg/L时,部分的胶体颗粒不能在压缩双电层等混凝机理的作用下去除,影响了去除效果,去除率较低;当混凝剂量大于20mg/L时,混凝的水解物不能以胶体为核,达到卷扫网捕的作用,悬浮在液体中,所形成的絮凝体吸附在颗粒的周围,达不到去除效果,去除率反而下降。 生石灰+PAC+PAM对SO42-的去除效果 为了增加絮凝的效果,提高矾花的形成和密实程度,在投加PAC后在投加助凝剂聚丙烯酰胺PAM,PAM是一种有机高分子絮凝剂,由丙烯酰胺聚合而成,在其分子的主链含烯酰胺PAM,PAM是有大量侧基----酰胺基,酰胺基的化学活性很强,可以和多种化合物反应而产生许多聚丙烯酰胺的衍生物,其分子链集团可在较远的各个颗粒间形成聚合物桥,增多了相互碰撞的次数,使部分中和胶粒迅速被吸附和桥接,能大大加强混凝絮状物的形成和沉淀。 在最佳生石灰投加量(7g/L)和最佳PAC投加量(20mg/L)反应后再加入PAM 进行试验研究,得出生石灰+PAC+PAM对SO42-明显,最佳PAM投加量为10mg/L,小于10mg/L时,颗粒的碰撞机会少,絮凝体形成速度和沉降速度慢,去除率较低,但当PAM投加量大于10mg/L时,由于絮凝剂粒子的吸附点被迅速占领,减少了架桥的可能性,使得絮凝效果反而下降。