粗品硫酸錳的分離提純

1、|維普資訊 nttp:/|VoL 360,11November ,2007耳.寧 化 工Liaoning Chemical Industry粗品硫酸猛的分離提純周志明，邱靜(賣慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，四川重慶400044)摘 要：采用賣接加熱法對莖化工廠對苯二酚生產(chǎn)過程中得到的施酸犠副產(chǎn)品進行了分高純牝 的實驗室研丸，以分離后產(chǎn)品中的二價斌含捲作為標準評價純化效果研究表明將樣菇在電爐上加律至 無白煙后于馬扁爐屮恒溫,溫度在520-620弋時均能達到很好的純化效果。關(guān)鍵詞*議酸奩；硫酸鍍；分離純化中BB分類號：06*332文就標識碼：A文章細號：1004 - 0935(2007)11 -0742-0

2、4|維普資訊 nttp:/|維普資訊 nttp:/|硫酸鍵是最重要的基礎(chǔ)懐鹽之一，世界上有 近80気的鏈產(chǎn)品是利用硫酸鈦或者通過硫酸猛 溶液生產(chǎn)出來的口兒某化工廠以苯胺為原料生產(chǎn)對笨二酚時，產(chǎn) 生大量含鐳廢水，亶接排放嚴重污染環(huán)境,利用此 廢水生產(chǎn)硫酸猛，達到了資源的有效利用。但由 于廢水中存在大量的鍍根離子，淮成產(chǎn)品中釵含 量也較高，因而產(chǎn)品用途受限，價值也低中目前，國內(nèi)外對于純化含有硫酸鐵的硫酸毓 的方法尚無相關(guān)報道，本文旨在實驗室條件下找 到提純該粗品的可行方案,從而解決硫酸猛的積 壓問題并提高其經(jīng)濟效益。1方法原理11常用分離方法化學(xué)中常見分離方法有;更結(jié)晶、沉淀分離、 溶劑萃取、離子

3、交換分離、色譜分離、揮發(fā)和蒸燔 分離等。其中后琨種齊法主要用于常溫下液態(tài)物 質(zhì)的分離，對于無機固體混合物的分離重結(jié)晶和 沉淀法有較高實用價值口12分離方案及理論依據(jù)該廠生產(chǎn)的硫酸鋌(含有硫酸釵以及硫酸銹 釵，以下簡稱粗品硫酸猛)為淺粉紅色細結(jié)晶，其 主要成分:MnSO4>87 %,(NHJ2SO4 =11 ±2 % (硫酸耀錢中的矮根離子W (NH4 )3S04計人 該 粗品硫酸猛實際上是硫酸猛、硫酸技、硫酸猛鐵3 種晶體的混合物。硫酸懐是一種水溶性鹽，極易溶于水，其晶休 可以帶個結(jié)晶水口由于含一個結(jié)晶水的硫 酸篋物性比較穩(wěn)定，因此市場上絕大多數(shù)硫酸犠 產(chǎn)品都是MnSdH20l

4、l,o 一水硫酸鏤晶體是淡 玫瑰紅色粉末，屬單斜晶系，相對密度2. 95,分子 fil69.023-sq硫酸軾在空氣中風(fēng)化，加熱到 200弋以上時，開始失去結(jié)晶水約在280弋時， 一水物大部分失去口在700七時為無水鹽熔融 物，在850遲時開始分解，因條件不同則放出三氧 化硫二氧化硫或氧,殘留黑色的不溶性四氧化三 鏤，約在1150 T完全分解口( NH4)2SO4在235戲時開始分解，放出氨氣 并成為酸式硫酸鐵,513弋以上完全分解生成氣 體氨和硫酸*氨氣和硫酸在溫度降低的時候又能 迅連重新結(jié)合形成硫酸錢。硫醸猛錢為淺粉色單斜晶系結(jié)晶或粉末，赤 熱時失去其中全部硫酸鐵,潮濕空氣中有潮解現(xiàn) 象0

5、(1) 重結(jié)晶重結(jié)晶是利用固休混合物中目標組分在某種 溶劑中的溶解度隨溫度變化有明顯差異，在較高 溫度下溶解度大,降低溫度時溶解度小,從而能實 現(xiàn)分鶴提純口絆需；蠶斎矗博士，呻出|維普資訊 nttp:/| 維普資訊 743周志明，導(dǎo)：粗品硫酸猛的分離提宛| 維普資訊 | 維普資訊 重結(jié)品的常用溶列為水，硫酸猛與硫酸皺水溶液 按一定比例混合后冷卻析晶正好是制備硫酸猛歿 的方法o所以在把粗品溶解在水中后，在重新 濃縮結(jié)晶的過程中會有硫酸犠彼產(chǎn)生，由于硫酸 猛錢的生成導(dǎo)致錢抿不能完全從體系中分離中所 以，重結(jié)晶的方袪不能用于該種粗品硫酸猛的分 離純化。(2) 碳酸猛沉淀常就組分可以采用加入其他物質(zhì)將

6、要分離的 組分轉(zhuǎn)化成沉淀過濾洗撫后從原體系中分離。二 價的錨離子能在遇到碳酸根或者碳酸氫根時形成 碳酸輔沉淀*粗品硫醸錨可以通過形成碳酸議沉 淀以達到分離目的。該方法可按以下步驟操作： 將10 g粗品溶解在成水溶液過濾后加人 三頸瓶中、在20 min內(nèi)滴加定量體積的碳酸氫鞍 溶液,繼續(xù)攪1九反應(yīng)終點控制pH為7左右。 將碳酸鐳沉淀真空抽濾，多次重新打漿洗 滌用BaCl3檢驗濾液中是否有5代一，無SO時 即為洗滌終點，將產(chǎn)品在60-70無下干燥即得碳 酸猛產(chǎn)品。 將碳酸猛用一定量的稀硫酸溶解后濃縮 結(jié)晶，將產(chǎn)品在60-70它T干燥得硫酸猛產(chǎn)品。從上述步驟中我們看出在步驟中需要多次 打槳洗滌，通過

7、前期實驗我們了解到此步驟洗滌 次數(shù)一般在4次以上才能檢驗不出S0，因此需 要消耗大量的撫滌水-從實際生產(chǎn)來講沉淀法能 夠得到高純度的碳酸猛產(chǎn)品，但由于生產(chǎn)過程中 洗滌水用量的問題造成生產(chǎn)成本過髙，并不是一 種十分理想的純化粗品硫酸猛的方法。(3) 直接加熱法利用兩者分斛溫度的差異，將溫度控制在適 當?shù)姆秶鷥?nèi),使硫酸鍍和硫酸猛彼完全分解而與 原休系分離,從而達到提純MnSO的目的°2試驗及數(shù)據(jù)記錄監(jiān)1分離根據(jù)課題宴際情況采用直接加熱法對粗品 硫酸軾進行分離純化。實驗步驟:稱取5咅粗品硫釀鏈于蒸發(fā)皿內(nèi)， 將其放在固定在電爐上的鐵架臺上加熱,加熱過 程中不斷攪拌樣品，防止局部溫度過奇。加熱

8、至 無白煙后取下蒸發(fā)皿井將其放入馬鳩爐內(nèi)恒溫一 定時間(到部分產(chǎn)品出現(xiàn)黑色為止幾2.2分離效果結(jié)果的檢驗(1)分離所得產(chǎn)品中硫醸錨(MnSOJ含量的 測定國家標準CB/T 1622 - 86規(guī)定的硫酸猛含 量的測定方法為硝酸鐵氧化迭。在磷嚴介質(zhì)中，于220 - 240遲下用硝酸讓將 試液中的二價猛定量氧化成三價猛，以N -苯代 鄰氨基苯甲酸作指示劑+用硫酸亞鐵錢標準瘩液 滴定，終點由紅色變?yōu)榱咙S色。整理原始數(shù)據(jù)，以在馬沸爐內(nèi)恒溫時間為橫 坐標、產(chǎn)品中Mi?*含量為縱坐標柞圖1。圖I 不同溫度序恒溫所得的產(chǎn)品中44的含(2)分離所得產(chǎn)品中雜質(zhì)含議的測定及折算鐵含量的測定：用抗壞血酸將溶液中的三價

9、鐵贏子還原成二 橋鐵離子，在pH 2 - 9時*二價鐵離子與鄰菲啰咻 生成橙紅色絡(luò)合物，在垠大吸收波fe(510 nm) 下用分光光度計測其吸光度。標準曲線的繪制:對鐵含量分別為0.0. 005、 0.010. 020. 030,0.060.D. 0800. 100mg的鐵標準溶液，用721分光光度計在波長為 510 run處.以1 cm比色皿，水為對照測定吸光 度，以鐵含撬(噸)為橫坐標，對應(yīng)的吸光度為縱 坐標繪制標準曲線。樣品測定:稱取1 g試樣(稱準至Q擺 于100 mL燒杯中，用少量水潤濕，加5 mL鹽酸, 煮辮溶解冷卻，全部移入100汕容啟瓶中。加 水至約40 mL,用鬣水調(diào)整pH接

10、近2,用精密pH 試紙檢驗中加2.5 mL抗壞血酸幣液、K) mL乙酸 -乙酸鈉(pH =4.5)緩沖溶液、5 mL鄰菲啰C#溶| 維普資訊 744200711 月| 維普資訊 | 維普資訊 液，用水稀釋至刻度,搖勻。用72】分光光度計在 波畏為510 mn處，以I em比色皿”水為對照測定 吸光度口根據(jù)測得的試樣溶液吸光度減去測得試 劑空白溶腕的吸光度，從標準曲線上査出相應(yīng)的 鐵含量，結(jié)果見表1。采用鄰菲啰哺法測定最佳 試驗條件下所得的疏議犠產(chǎn)品中的鐵含量”并從 繪得的標準曲線上査得產(chǎn)品中鐵的含量,結(jié)果見 表農(nóng)ftI 粗品班離桂中鄰菲啜聯(lián)諼箱定鐵的結(jié)果樣島號鐵含量/噸2%1 #Q?0L50.

11、CQ1 52 #0.0150.001 53 #D.014理,*2 硫酸毎產(chǎn)品中鄰菲陽券法測定錢的結(jié)果拌品號鐵含量/噸4 *OAHO_0.0M 05 *0.D210-002 16 «山妙O.0D2 0直他雜質(zhì)含量折算：參考一水硫醸猛的國家標準(GB1622 -86), 根據(jù)粗品中雜質(zhì)含量的數(shù)拯，對純化后產(chǎn)品中其 他雜前含員進行折算。折算結(jié)果為：氯化物 (CK) 0.02%,水不溶物0-05 %,均已經(jīng)達 JIJCB1622 -86 要求。3結(jié)果與討論3,1分離效果的評價本試驗采用高溫法所猖的產(chǎn)品為無水硫酸 猛'査閱資料發(fā)現(xiàn)國家目前暫無對無水硫酸鐳的 和關(guān)標準*因此參考一水硫醴錠

12、的國家標準 (GB1622 -跖)對本課題所礙的產(chǎn)品進行評價口 國家標準中對猛含輦的規(guī)定是以MnS04 * H.0 或者的形式來計的，對于用高溫法處理過的 產(chǎn)品基本不含結(jié)晶水因此以Mr?*的百分含星來 計。工業(yè)一級硫酸猛的國家標準中猛的含量 以Mn”來計為Mni+ M31.89張，由不同溫度下 恒溫所得的產(chǎn)品中猛含量的圖可以看出，雖然隨 著加熱溫度和加熱時間的不同所得產(chǎn)品中Mni+ 的含量會有一定的改變*但所得數(shù)據(jù)顯示產(chǎn)品中 Mn”的百分含鍛均大于35嗚，已超過了國家工 業(yè)一級指標三個百分點以上，達到了純化粗品硫 酸猛的目的。同時,對純化后產(chǎn)品中雜質(zhì)也參照GBI622 - 筋聲求進行測定，結(jié)果

13、表明經(jīng)純化后的產(chǎn)品中雜 質(zhì)含屋仍然能達到相關(guān)國家標準(GB1622 - S6 ) 的要求。32對本文提出的分離方法的總結(jié)本試驗采用高溫法提純粗品琉酸錨具有明顯 憂點：(1) 如要將該方法運用于工業(yè)化生產(chǎn)，只需 要在原有工藝中增加一步加熱分離工藝,對凍有 工藝的改動很少，整個工藝簡單,可操作性強"(2) 本課題所研究的溫度條件下得到的琉酸 弒產(chǎn)品，以Mnu含量都在笳以上，換算成 MnSQ含量祀穩(wěn)定在97 %以上。這樣的硫啟猛 產(chǎn)品比起市場上現(xiàn)有的一水硫酸猛產(chǎn)品有明顯的 優(yōu)勢,即無論作何用途相同質(zhì)值的產(chǎn)品無水硫酸 猛總能提供更多的猛元素*33前毀展望本試驗采用直接加熱分離法純化得到了較高

14、 純度的硫酸毎產(chǎn)品，同時直接加熱法也可以用于 純化分解溫度相差較大的固律物質(zhì)所組戒的體 系，該方迭整亍分離過程只需一步即可完成且儀 器簡單，為化工生產(chǎn)中的分離純化過程提供了一 條很有參考價值新思路。但本試驗數(shù)據(jù)全部都只是在實驗室條件下對 少量拌品進行純化得到的只能證明直接加熱法 塔一種簡單可行的純化粗品硫酸錠的方法，要把 該方法真正應(yīng)用到實際生產(chǎn)中去,還有更多的相 關(guān)工作需要憲成。舊考文紙11 M.E.試枉,等無機掄工藝學(xué)打.化學(xué)工業(yè)出版社， 1982.1 丁揩如.余遜賢，等甩礦開發(fā)與JW工技術(shù)【J.悵沙： 期南科學(xué)技術(shù)出版社,1換+3 天悻化工研究院編無機鹽工業(yè)手冊J”毗學(xué)*工業(yè)4 天淖化工

15、研究院集一無機鹽工業(yè)手冊第二版)J. ft學(xué)工業(yè)出版社那.5 工業(yè) WSHGn2952-1999化工行業(yè)標準P.6 北京師范大學(xué)，菲北煩范大學(xué)，華中棘范大學(xué).南京肺 范大學(xué)，無拭牝?qū)W教研室塢無機化學(xué)實驗LJ高導(dǎo) 哉育出版社J991.7 確酸鎮(zhèn)CB22-86國家關(guān)準F.(下杵第760範| 維普資訊 7602007 年 11 H| 維普資訊 | 維普資訊 勢變?yōu)閲榔穬?yōu)勢以提高產(chǎn)品附加值這是一項很 有意義的工柞口參考文獻1 張布勇.日用此學(xué)晶【恆-北京：化學(xué)工業(yè)出脈社,1W9.2陳惓逼.香料產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用M.上糧:上晦科學(xué)技 術(shù)出版社.1994.3易皚栽我國按葉油的生產(chǎn)現(xiàn)狀四川日北刪. 3JJ9-2

16、C,| 維普資訊 | 維普資訊 Synthesis and Application of Cltronellyl NitrileTANG Jinn(School of EcononiJca and Managemcnr TChongqing Normal Univcrfiity b ChqngqingWtXM? China)Abstract： The propertyT aroma chanscteristic and application of citrwielly nitrile were introduced in tbia paper. The Bynthetic method of

17、 citronellyl nitaik by ufiin citriodcra oil bh raw material, through oximation reaction and dehydniJtiun reaction waa reviewed. TTiis pincas hss many Advantagefl t guch m rich and cheap raw mtcnal, mild reaction condition and so on. It opens up bmad pmpccte for commericaliwtion.Kfy words: Citriodora

18、 ail； CiLroneUfi； Citronsllyl nitrile; Synthesis; Application(上接齡744 X)Separation and Purificatioii of Impure Manganese - SulfateZHOU Zhi-mijig, QIU Jing(Faculty of C hemUtuy, Chongqing (Jnivcraity, Chongqing 400044 B China )Abstract: The by - product maqganc聽 sulfate produced in the produec of hydi

19、cquincm巳 in a chemical plant was studied by direct healing in ab, ajEter 日 separation of two products price mangane content aa a sUndard evaluation of pudficalion cffeeii , the stody showed 由t giampk electric iyinace heated to no whit smoke after Ma boiling furnace ihermMtat, the temperature at 520

20、- 620 £ were &ble to achieve very good purification.K>ey words： Manganese Sulfate; Aznmgnium sulfate； Purification吟 nABTrai 虬BB+rii J<11哥 Hvi BABH-a iaai>ia_Hkm J"aanrn1 “ * ra" rwr Fb(上接第747 Iff)Synthesis and Characterization of Two 3,5 - DiaminobenzoyJamido Fatty AcidU Shi-feng , JU Jun1, U 目ong't ME Xin , UAO Chun-quan11 YU Shirjun'(1. School of Chemistry and ChemicaJ Engineering Liaoning Normal Univcr&itj p D皿麗 116029 Chiiw；2. Chnoyang Indust呼 Schuol of Uaoning Ptovince, Chaoyang 122DOOtGhinfl)Abstract： Two AB3 mon