徐守燕

摘要：在機(jī)械加工行業(yè)、鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)中，為高效清理金屬表面，需使用大量的酸性溶液。在酸洗期間，重金屬離子將會(huì)在洗液中濃度上升，使得酸洗溶液成為廢液。廢液具有強(qiáng)酸度和高金屬濃度等問(wèn)題，若是隨意排放將會(huì)影響周邊環(huán)境。本文將基于毛銻生產(chǎn)期間所產(chǎn)生的廢液展開(kāi)試驗(yàn)分析，利用生產(chǎn)廢液完成硫酸鈉制備。

關(guān)鍵詞;酸洗廢液;硫酸鈉;工藝

毛銻生產(chǎn)期間產(chǎn)生的廢液，內(nèi)含豐富的金屬離子，若是處理不當(dāng)，不僅造成資源流失，還將會(huì)影響周邊環(huán)境，導(dǎo)致周?chē)锝】凳艿接绊?。通過(guò)毛銻生產(chǎn)廢液制備硫酸鈉，是實(shí)現(xiàn)廢物利用的有效措施，由此也可解決廢液排放導(dǎo)致的環(huán)境污染問(wèn)題，并獲得工業(yè)級(jí)硫酸鈉，具備良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益[1-2]。本文從實(shí)驗(yàn)分析角度，探究硫酸鈉制備工藝，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取最佳制備工藝，提升毛銻生產(chǎn)廢液再利用能力。

一、制備硫酸鈉實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)所需試劑與反應(yīng)原理

硫酸鈉制備時(shí)所使用的試劑主要有三種，分別是工業(yè)用碳酸鈉、硫酸溶液以及實(shí)驗(yàn)用水。在水溶液中，硫酸只存在著電離反應(yīng)，硫酸通過(guò)電離而得到氫離子和硫酸離子，在氫硫化鈉中加入硫酸，氫氧離子和氫離子將會(huì)發(fā)生反應(yīng)而形成水，加快了水解氫硫化鈉進(jìn)程，獲得硫酸鈉。其化學(xué)反應(yīng)為氫硫化鈉和硫酸反應(yīng)，獲得硫酸鈉與硫化氫。碳酸鈉與硫酸鈉溶液當(dāng)中的離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成沉淀，通過(guò)過(guò)濾、蒸發(fā)、結(jié)晶，將硫酸鈉完成提純[3]。

1.2實(shí)驗(yàn)方法分析

1.2.1處理酸洗廢液

首先過(guò)濾完成毛銻生產(chǎn)而產(chǎn)生的酸洗溶液，將溶液中不相融的雜質(zhì)過(guò)濾干凈，以降低對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不良影響。在提取酸洗廢液的時(shí)候，要按照一定的質(zhì)量要求獲取，將提取的實(shí)驗(yàn)樣本存放在室溫環(huán)境內(nèi)即可。實(shí)驗(yàn)人員需對(duì)酸洗溶液展開(kāi)攪拌，攪拌強(qiáng)度適中，使得可被融合的雜質(zhì)快速融合。在溶液中利用以較緩的速度加入硫酸溶液，靜置一段時(shí)間后待內(nèi)部溶液相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成沉淀物。將會(huì)沉淀物取出并烘干，便可以獲得硫化鈉。此時(shí)獲得的硫化鈉雜質(zhì)較多，屬于粗制品，若是想獲取高質(zhì)量硫酸鈉，還需要對(duì)其展開(kāi)提純處理[4]。測(cè)量結(jié)晶體中的雜質(zhì)含量和硫酸鈉含量。

1.2.2提純處理

粗品硫酸鈉在干燥完成后，需再次將其放置在水中，將其均勻攪拌使其完成溶解。溶解后的溶液要保存在恒溫環(huán)境下，時(shí)間控制在5分鐘左右，這種處理方法的主要目的是使得硫酸鈉完全被溶解，若是想要提高溶解速度，在恒溫環(huán)境下還可以適當(dāng)性的增加溫度，但是不能增加過(guò)多，以免破壞分子結(jié)構(gòu)。待靜止時(shí)間結(jié)束后，再次將除雜劑攪拌放入溶液中，攪拌力度要均勻，倒入除雜劑的力度要輕。待溶液與除雜劑反應(yīng)一段時(shí)候后，需再次等待沉淀物生成，將沉淀物取出進(jìn)行加熱烘干，獲得結(jié)晶體[5-6]。將結(jié)晶體放置在干燥的環(huán)境下，以加溫的方式對(duì)其烘干干燥處理，從而獲得精制硫酸鈉。測(cè)量結(jié)晶體中的雜質(zhì)含量和硫酸鈉含量。

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1硫酸加入時(shí)間分析

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先要基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理獲得粗制硫酸鈉晶體，從毛銻生產(chǎn)廢液中提取約500g酸洗廢液，將溶液存放在25℃的室溫環(huán)境下，將攪拌的速度控制在每分鐘250轉(zhuǎn)，硫酸溶液加入的速度要控制在每分鐘1g，將反應(yīng)時(shí)間均控制在30分鐘。硫酸溶液加入的時(shí)間與硫酸鈉生成的量關(guān)系圖如下所示：

通過(guò)圖2.1可以得知，總體上當(dāng)硫酸含量增加的時(shí)候，硫酸鈉的含量也會(huì)隨之上升。但是在前期階段，兩者的正比關(guān)系比較明顯，但是在后期階段，硫酸鈉含量相對(duì)保持穩(wěn)定，此時(shí)可以得知，當(dāng)硫酸的濃度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，硫酸鈉的含量將會(huì)保持一定的數(shù)值不變。根據(jù)測(cè)量結(jié)果可知，硫酸鈉的總體含量基本保持在91%。通過(guò)關(guān)系圖發(fā)現(xiàn)，在提取硫酸鈉的時(shí)候，使用硫酸具有良好的效果，可以快速使硫酸鈉沉淀，當(dāng)硫酸增加的量上升時(shí)，硫酸鈉的溶液粘度將會(huì)上升，中和效果也會(huì)更加明顯。

2.2硫酸加入速度的測(cè)試

在提取實(shí)驗(yàn)中，硫酸加入的速度是否會(huì)影響到生產(chǎn)廢液制備，也是本次探究的問(wèn)題之一。從毛銻生產(chǎn)廢液中提取約500g酸洗廢液，將溶液存放在25℃的室溫環(huán)境下，將攪拌的速度控制在每分鐘250轉(zhuǎn)，硫酸溶液加入的速度要控制在每分鐘1g、每分鐘1.5g，每分鐘2g，每分鐘2.5g，將反應(yīng)時(shí)間均控制在30分鐘。硫酸溶液加入的速度與硫酸鈉生成的量關(guān)系圖如下所示：

通過(guò)圖2.2可以得知，當(dāng)以速度為變量時(shí)，硫酸鈉含量和硫酸含量的關(guān)系發(fā)展趨勢(shì)與圖2.1相同?？傮w看來(lái)，硫酸加入的速度對(duì)硫酸鈉的含量也有一定的影響。當(dāng)硫酸加入的速度為每分鐘1.5g的時(shí)候，硫酸鈉的含量是最多的，可見(jiàn)當(dāng)速度控制在每分鐘1.5g的時(shí)候，其中和反應(yīng)則更加充分。過(guò)慢的增加速度，將會(huì)拉長(zhǎng)中和反應(yīng)時(shí)間，加入的速度太快，也將會(huì)獲得較差的效果，因?yàn)椴荒艹浞职l(fā)生反應(yīng)，不僅沒(méi)有取得良好的效果，還造成一定程度的浪費(fèi)。

2.3攪拌速度測(cè)試

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先要基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理獲得粗制硫酸鈉晶體，從毛銻生產(chǎn)廢液中提取約500g酸洗廢液，將溶液存放在25℃的室溫環(huán)境下，將攪拌的速度控制在每分鐘250轉(zhuǎn)、每分鐘200轉(zhuǎn)、每分鐘150轉(zhuǎn)，硫酸溶液加入的速度要控制在每分鐘1g，將反應(yīng)時(shí)間均控制在30分鐘。硫酸溶液加入的時(shí)間與硫酸鈉生成的量關(guān)系圖如下所示：

通過(guò)圖2.3的分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，攪拌的速度越快，硫酸與酸洗廢液之間的融合力度則更強(qiáng)，更充分，通過(guò)增加溶液攪拌速度，不僅可以將溶液的反應(yīng)時(shí)間縮短，還可以增加反應(yīng)的速度，降低沉淀劑的使用量。在制備毛銻生產(chǎn)廢液中的硫酸鈉時(shí)，最佳攪拌速度為每分鐘250轉(zhuǎn)。

結(jié)語(yǔ)

在毛銻生產(chǎn)期間，由于對(duì)于其生產(chǎn)質(zhì)量的要求，需要對(duì)其表面進(jìn)行酸洗，酸洗溶液的處理成為毛銻生產(chǎn)企業(yè)管理問(wèn)題的關(guān)鍵。在可持續(xù)發(fā)展的理念之下，為保證酸洗廢水不會(huì)造成周邊生態(tài)環(huán)境破壞，同時(shí)實(shí)現(xiàn)毛銻生產(chǎn)企業(yè)的資源回收利用，利用硫酸制備硫酸鈉是有效的解決方案之一。本文便以此為出發(fā)點(diǎn)，在酸洗廢液中增加硫酸溶液，制備硫酸鈉。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析可以得知，當(dāng)硫酸溶液與酸洗溶液混合時(shí)，時(shí)間越長(zhǎng)，生成的沉淀物會(huì)越多，但是這種現(xiàn)象僅僅是在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)。硫酸溶液加入速度為每分鐘1.5g，攪拌速度為每分鐘250轉(zhuǎn)，獲得的沉淀物更多，中和反應(yīng)更加充分。

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