【正文】 ........18 化學(xué)沉淀法誤差分析 ...................................................................................................................18 重結(jié)晶法誤差分析 .......................................................................................................................18 .......................................................................................................................................................1試驗(yàn)結(jié)論： ..................................................................................................................................................1參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................................................1致謝 ..................................................................................................................................................................1附錄 ..................................................................................................................................................................1化工學(xué)院化學(xué)工程系 1 前言氯 化 鈉 是 一 種 重 要 的 化 工 基 本 原 料 ， 在 工 業(yè) 上 用 途 很 廣 ， 被 稱 為 “化 學(xué) 工 業(yè) 之 母 ”。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過化學(xué)沉淀法最優(yōu)組合參數(shù)處理后的氯化鈉產(chǎn)品其氯化鈉含量從 %提高到 %，水分含量從 %下降到 %，水不溶物的含量從%下降到 %，鈣鎂總量從 %下降到 %，硫酸根離子含量從 %下降到%；而通過重結(jié)晶法最優(yōu)組合參數(shù)處理后的氯化鈉產(chǎn)品其氯化鈉含量從 %提高到%，水分含量從 %下降到 %，水不溶物的含量從 %下降到 %，鈣鎂總量從 %下降到 %,硫酸根離子含量從 %下降到 %。 純堿副產(chǎn)物氯化鈉的提純試驗(yàn)研究摘 要以公司生產(chǎn)的純堿副產(chǎn)物氯化鈉為研究對象，測定其各組分的含量。探討在化學(xué)沉淀法中沉淀劑的加入量、反應(yīng)溫度、攪拌強(qiáng)度、反應(yīng)時(shí)間等操作條件對除去雜質(zhì)效果的影響，選出最佳的工藝操作參數(shù)，通過正交試驗(yàn)，確定最優(yōu)組合及判斷影響因素的顯著水平；探討在重結(jié)晶法中冷卻溫度、結(jié)晶次數(shù)等操作條件對除去雜質(zhì)效果的影響，選出最佳的工藝操作參數(shù)，通過正交試驗(yàn)，確定最優(yōu)組合及判斷影響因素的顯著水平。關(guān)鍵詞：蒸氨廢液，純堿副產(chǎn)物，氯化鈉，化學(xué)沉淀法，重結(jié)晶法 SODA ASH BYPRODUCTS OF SODIUM CHLORIDE PURIFICATION EXPERIMENT RESEARCH Abstract Qinghai Jinfeng Industrial Co., Ltd. production of soda ash byproduct sodium chloride for the study, determination of the content of each the chemical precipitation agent in the addition amount reaction temperature stir intensity reaction time to remove impurities operation conditions on the effect of the operation parameters of select the best technology, by orthogonal experiment, to determine the best bination and judgment of effect factors of the significant level。 但是 ， 直 接 利 用 原 鹽 或 粗 鹽 進(jìn) 行 生 產(chǎn) 操 作 是 不 行 的 ， 必 須 對 其 進(jìn) 行 凈 化 處 理 ， 使 其 達(dá) 到 工 業(yè) 用 鹽的 標(biāo) 準(zhǔn) 。目前，部分企業(yè)利用蒸氨廢液生產(chǎn)工業(yè)級(jí)氯化鈉，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，但是，這些副產(chǎn)物中氯化鈉的純度相對較低，只有少部分的下游企業(yè)用得上，不能滿足大眾化工企業(yè)的需求。為了滿足大多數(shù)化工企業(yè)的需求，將純堿副產(chǎn)物氯化鈉進(jìn)行進(jìn)一步的提純，使其的純度達(dá)到工業(yè)用鹽的要求或者是純度更高的食品用鹽是解決問題的有效方法。 本課題研究的目的和意義 目的由于利用蒸氨廢液生產(chǎn)的純堿副產(chǎn)物氯化鈉的純度相對較低，其中含有大量的水分、水不溶物和可溶性鈣鎂鹽，若直接用于生產(chǎn)操作，將會(huì)使管道和設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)垢而堵塞，導(dǎo)致生產(chǎn)無法正常運(yùn)行，同時(shí)還會(huì)使下游的產(chǎn)品達(dá)不到工藝要求。 意義經(jīng)處理合格后的純堿副產(chǎn)物氯化鈉可以提高其市場的競爭力，從而解決了純堿行業(yè)蒸氨廢液處理的瓶頸問題，使純堿行業(yè)得到快速的發(fā)展。 純堿副產(chǎn)物氯化鈉提純研究現(xiàn)狀 氯化鈉提純的方法氯化鈉的提純方法很多，主要有洗滌法、化學(xué)沉淀法和重結(jié)晶法等。該方法的特點(diǎn)是工藝簡單、技術(shù)成熟、設(shè)備投資省、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。 化工學(xué)院化學(xué)工程系2 化學(xué)沉淀法 [2]化學(xué)沉淀法是指在溶液狀態(tài)下加入沉淀劑，沉淀劑與可溶性鹽反應(yīng)生成難溶于水的的沉淀物，,再將沉淀物過濾出去，使固液分離，從而達(dá)到除雜的目的。 （1）石灰碳酸銨法石灰碳酸銨法除鎂和除鈣是分兩步進(jìn)行的，第一步加石灰乳除鎂，其化學(xué)反應(yīng)方程式為： ?? ??2222 )()(CaOHMgCag一般溶液的 PH 控制在 10~11，若需加速沉淀出 時(shí),也可適當(dāng)加入絮凝劑。粗鹽水中鈣、鎂含4 44)(SOHl和量多時(shí)， 的濃度較高，會(huì)影響到 NaCl 的收率，同時(shí)引入新的雜質(zhì) NH4+。但是，該法所得到的產(chǎn)品很穩(wěn)定，且雜質(zhì)除得相對比較徹底，能夠滿足很多企業(yè)的用鹽要求，具有很強(qiáng)的市場競爭力。但是，由于在生產(chǎn)過程中用到石灰乳和碳酸鈉，增加了成本，同時(shí)使得其生產(chǎn)工藝變得復(fù)雜，設(shè)備投資費(fèi)用增多。固體混合物在溶劑中的溶解度與溫度有密切關(guān)系。若把固體溶化工學(xué)院化學(xué)工程系 3解在熱的溶劑中達(dá)到飽和，冷卻時(shí)即由于溶解度降低，溶液變成過飽和而析出晶體。而讓雜質(zhì)全部或大部分仍留在溶液中，從而達(dá)到提純目的。 （2）將待重結(jié)晶物質(zhì)制成熱的飽和溶液制熱飽和溶液時(shí)，溶劑可以分批加入，邊加熱邊攪拌，直至固體完全溶解后，在多加20%左右（這樣可避免熱過濾時(shí)，晶體在漏斗或漏斗頸中析出造成損失）的溶劑。如需脫色，帶溶液稍冷后，加入活性炭（用量為固體15%） ，煮沸510min（切不可在沸騰的溶液中加入活性炭，那樣會(huì)有暴沸的危險(xiǎn)） 。（4）抽濾 抽濾時(shí)，先抽溶液，再抽晶體，然后用少量的溶劑洗滌晶體2~3次，將附著在晶體上的雜質(zhì)洗凈。而干燥的方法很多，可以根據(jù)重結(jié)晶所用的溶劑及晶體的性質(zhì)來選擇，常用的方法有以下幾種：空氣晾干、烘箱烘干、用濾紙吸干、置于干燥器中干燥等。 表 11 氯化鈉和氯化鈣水溶液在不同溫度條件下的溶解度溫度/℃ 氯化鈉溶解度 /g/100g 水 氯化鈣溶解度 /g/100g 水0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 由表 11 可知，氯化鈉在水中的溶解度隨著溫度的升高變化不是很大，而氯化鈣在水中的溶解 化工學(xué)院化學(xué)工程系4度隨著溫度的升高變化很大。重結(jié)晶法用于純堿副產(chǎn)物氯化鈉的提純，是將純堿副產(chǎn)物氯化鈉在沸騰的條件下配制成過飽和溶液，然后將過飽和溶液進(jìn)行熱過濾，所得到的濾液在近沸的條件蒸發(fā)，等到有部分晶體析出后，將其置于低溫的條件下冷卻結(jié)晶，最后將其抽濾，所得到的晶體在一定溫度下烘干即可。但是該方法的設(shè)備投入比較大，而且要在高溫的條件下溶解，能耗比較大，這樣增加了生產(chǎn)成本。2022 年世界原鹽產(chǎn)量為 億噸，統(tǒng)計(jì)預(yù)測顯示，世界原鹽的總產(chǎn)銷量在今后的五、六年內(nèi)將以每年 2~%的幅度遞增，2022 年將達(dá)到 ~ 億噸。 表 12 世界主要國家鹽產(chǎn)量 單位：萬噸國別 2022 年 2022 年 2022 年 2022 年 2022 年中國 5170 5820 6335 6835 7275美國 4510 4600 4450 4730 4600德國 1870 1860 1980 1640 1650印度 1550 1600 1600 1600 1580加拿大 1450 1500 1180 1440 1400澳大利亞 1240 1240 1140 1100 1150墨西哥 920 850 840 880 880全球合計(jì) 24510 25020 26055 26685 27275 國內(nèi)氯化鈉的生產(chǎn)現(xiàn)狀 [5]近年來，受到我國鹽化工及下游行業(yè)快速發(fā)展的影響，我國對原鹽的需求也快速增加。表 13 是 2022 年國內(nèi)鹽消費(fèi)的分配情況。根據(jù)兩堿協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)， “十二五”末，燒堿產(chǎn)量將達(dá)到 2800 萬噸左右，純堿產(chǎn)量將達(dá)到2400 萬噸左右，兩堿總用鹽量將達(dá)到 7500 萬噸左右。而氨堿法制純堿是我國目前純堿生產(chǎn)的主要方法，但是該方法最大的缺點(diǎn)是廢液量特別大，每生產(chǎn) 1 噸純堿就會(huì)有大約 10m3 的廢液產(chǎn)生，且原鹽利用率低，不到 30%，所以在廢液中含有大量的氯化鈉 [3]。附錄化工學(xué)院化學(xué)工程系 1 實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)的原材料由指導(dǎo)老師從青海金鋒實(shí)業(yè)有限公司采回的純堿副產(chǎn)物氯化鈉試樣。萊陽市雙雙化工有限公司 PH=10 的 NH3—NH4Cl 緩沖溶液稱取 NH4Cl 質(zhì)量約 54g，放入 500 ml 燒杯中，加入約 200ml 去離子水，攪拌加熱使完全溶解，轉(zhuǎn)移至 1L 容量瓶中。 1+n HCl1+1HCl 的配制：量取 100ml 濃鹽酸和 100ml 去離子水，倒入 500ml 燒杯中，搖勻，轉(zhuǎn)移至試劑瓶中，備用。1mol/LHCl 的配制：量取 21ml 的 濃鹽酸，加入 100ml 去離子水，轉(zhuǎn)移至 250ml 的容量瓶中，搖勻，加入去離子水，繼續(xù)搖勻，稀釋至刻度，備用。 (Mg—EDTA)溶液用電子天平準(zhǔn)確稱取 ，置于 500ml 的燒杯中，轉(zhuǎn)移至 1000ml 的容量瓶中，搖勻，加入去離子水，繼續(xù)搖勻，稀釋至刻度，備用。 5%鉻酸鉀溶液用電子