a第三章常量元素ppt課件-資料下載頁
2025-01-06 13:17本頁面
【正文】 縮。它由多對離子交換膜組成，陰膜只讓陰離子通過；陽膜只讓陽離子通過。當在正、負極上把電位梯度施于電滲析膜堆時，在相間的隔室中離子濃度就分別增加或減少。濃縮水用于制鹽。 ?典型的膜是二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯膜。濃鹽水經(jīng)真空結晶而得產(chǎn)品。 2022/2/3 56 2022/2/3 57 2022/2/3 58 2022/2/3 59 海水提鉀 海水中含有大量的鉀，總儲量約 1015噸。海水提鉀雖早在 1915年已由鹽田苦鹵生產(chǎn) KCl，但海水提鉀尚未形成工業(yè)化。其 主要原因 ： ①海水中 K+量低于 Na+， Mg2+， Ca2+，在四者總量中僅占 2%。因此不適合用沉淀法提鉀，因沉淀劑都有一定溶解度，在提鉀過程的同時造成沉淀劑不可忽視的流失。 ②海水成分復雜，與 K+共存的 Na+，含量既高(Na+／ K+=30)，離子交換性質(zhì)又很相似，難以用一般的離子交換法將兩者分離。 ③因為鉀的 90%用作肥料，提取過程必須相當經(jīng)濟，否則經(jīng)濟上不合算。 2022/2/3 60 海水提鉀 （ 1） 由鹽田苦鹵生產(chǎn) KCl 苦鹵提鉀包括兌鹵、蒸發(fā)、保溫沉降、冷卻結晶、光鹵石分解、粗鉀洗滌等。后來，此法又經(jīng)硫酸鈣復鹽法、高氯酸鹽沉淀法、氨基三磺酸鈉法，氟硅酸鹽法等一系列改進，使之應用到濃縮海水和鹽湖水提鉀中。 2022/2/3 61 鹽田鹵水提鉀流程 2022/2/3 62 海水提鉀 （ 2） 二苦胺法海水直接提鉀 二苦胺法海水提鉀屬沉淀法。二苦胺即六硝基二苯胺 (縮寫為 HDPA)，化學結構為 它的鉀鹽 (KDPA)難溶于水，故可用于海水中鉀的富集。 2022/2/3 63 ① 制備可溶性二苦胺鹽 ②可溶性二苦胺鹽沉淀鉀離子 ③酸解二苦胺鉀鹽，使 HDPA再生 2022/2/3 64 海水提鉀 二苦胺法海水提鉀優(yōu)點是選擇性好，提鉀效率高；缺點是價格昂貴，有毒性污染。故在 1950～ 1953年荷蘭建廠后，1955年 7月停產(chǎn)。此法至今尚在不斷改進中，尚未工業(yè)化生產(chǎn)。 2022/2/3 65 海水提鉀 （ 3） 沸石法海水提鉀 沸石是一種含有結晶水的堿金屬和堿土金屬的硅鋁酸鹽。沸石的基本結構是硅氧四面體，硅位于四面體中心，四面體之間通過共同頂點氧原子 (氧橋 )互相連接而成削角八面體。之后相互堆積成立體結構，它似乎由一個個環(huán)堆積而成，環(huán)中心是個孔洞?？椎陌霃接蓭讉€ 1010m至十幾個 1010m或更大。不同的沸石結構不同，孔腔大小也不同，對不同離子選擇性交換性能也就不同。 2022/2/3 66 海水提鉀 海水提鉀用的沸石例如我國的天然斜發(fā)沸石的化學組成為： Ca(NaK)4 [(A1O2)6(SiO2)3024H2O]骨架中，Ca2+不易被交換，為了提高對 K+的交換量，使用前先轉成易于交換的 Na基型： 沸石吸鉀后，用 95℃ 的飽和 NaCl溶液洗脫。此方法流程反應能耗很大。 2022/2/3 67 海水提鎂 海水中鎂的總儲量約為 106億噸。海水含鎂 ％，具有開發(fā)的經(jīng)濟價值。目前世界鎂產(chǎn)量之 60％來自海水。除大規(guī)模的 NaCl生產(chǎn)外， Mg和 Mg的化合物是海洋化工產(chǎn)品中的主要品種。目前社會需要的鎂和鎂化合物大部分來自海水。我國 80年代的氧化鎂年產(chǎn)能量約 20萬噸多一點，進入 90年代年產(chǎn)量擺動在 30萬 ~40萬噸之間， 1997年的產(chǎn)量為 噸。 2022/2/3 68 海水提鎂 （ 1） 金屬鎂 電解法 ：工業(yè)規(guī)模海水制鎂方法是：由海水中沉淀Mg(OH)2，轉化成 MgCl2，再電解即得金屬 Mg和 C12。正 (+)極 (陽極 )為石墨，負 (－ )極 (陰極 )為不銹鋼板。為防止生成的 C12和 Mg(金屬鎂 )發(fā)生二次反應生成MgCl2，兩極間置有隔板。例如把石墨裝在有微孔的陶管中，電解產(chǎn)生的氯如圖所示排出。電解溫度700℃ 。為防止電解池上部熔融態(tài)鎂被氧化，如圖所示在其上緩慢地通以氫氣流。電解質(zhì)是無水 MgCl2，故電解前把 MgCl26H2O脫水得到無水 MgCl2是生產(chǎn)Mg的關鍵。 2022/2/3 69 制鎂電解圖 2022/2/3 70 海水提鎂 熱還原法 ，以碳或硅鐵為還原劑。 熱碳還原法反應為 硅鐵還原法： 2022/2/3 71 海水提鎂 （ 2） 海水鎂砂 鎂砂是有一定純度、密度和強度的氧化鎂晶粒。因其熔點高，在高溫下仍能保持大的機械強度和耐熔渣侵蝕，故是煉鋼和其他金屬冶煉工業(yè)的重要耐火材料。純度在 98%以上的 MgO經(jīng)電解后，熔點可達 2800℃ ，是耐超高溫的材料。 MgO純度在 %，更可滿足某些冶金工藝的特殊需要。目前，海水鎂砂生產(chǎn)已占全部鎂砂生產(chǎn)的 80%，年產(chǎn)量 300多萬噸。海水鎂砂生產(chǎn)中，降硼是個關鍵，硼會導致鎂砂的耐高溫性能的強烈下降。 2022/2/3 72 海水鎂砂生產(chǎn)程序示意圖 2022/2/3 73 海水提溴 ?Br是早在 1825年自海水中直接提得的。地球上99%的 Br存在于海水中，目前世界 Br產(chǎn)量的 60%左右取之于海水。 ?我國 Br的工業(yè)生產(chǎn)，曾以海鹽或井鹽的鹵水為原料，比海水濃度提高 30～ 50倍，方法是蒸氣蒸餾法和管塔制 Br。 ?但目前主要是空氣吹出法，這是直接以海水為原料的“海水提溴”方法。 2022/2/3 74 海水提溴 ?空氣吹出法的基本原理是：用 C12氣氧化預先酸化的海水，使 Br氧化成單質(zhì) Br： ?從放出 Br的反應看，加酸有利反應進行。故通入 C12氣前，海水必須先酸化。通常生產(chǎn) 1噸 Br要消耗 2噸濃硫酸。被空氣吹出的 Br一般用堿吸收法和酸吸收法兩者吸收。例在酸吸收法中，以SO2為吸收劑： ?吸收液中 HBr濃度接近 20%，即已將海水中 Br濃集 3076倍。然后把它移入蒸出塔，用相當摩爾的氯由溶液中釋放出 Br，最后用水蒸氣把溶液加熱幾近沸騰，使 Br全部逸出，冷凝后即得液態(tài) Br。生產(chǎn)抗震燃料添加劑二溴乙烷結合在一起。 2022/2/3 75 2022/2/3 76 2022/2/3 77
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