98酸透明度影響分析報(bào)告

1、公 司 自 產(chǎn) 9 8 % 酸 透 明 度 影 響 因 素 分 析 報(bào) 告 技術(shù)部1 前言從 2008 年底開(kāi)始，我司所產(chǎn)的 98% 酸裝入酸罐儲(chǔ)存過(guò)程中出現(xiàn) 透明度下降，并出現(xiàn) 98%白色乳濁狀，嚴(yán)重影響 98%酸的市場(chǎng)銷售。 此現(xiàn)象的出現(xiàn)的過(guò)程是： 從制酸車間工藝末節(jié)成品管道取的 98%酸首 先進(jìn)行透明度檢測(cè)，透明度值在 80% 100%范圍，符合客戶質(zhì)量要求 并和滿足客戶需要； 當(dāng)從成品管道進(jìn)入成品酸罐儲(chǔ)存后， 成品經(jīng)過(guò)一 至兩天的儲(chǔ)存， 98%硫酸透明度明顯下降，再過(guò)上一定周期， 98%酸 呈現(xiàn)乳濁狀，透明度基本為零。這種現(xiàn)象從去年年底持續(xù)到今天，使 98%硫酸銷售渠道受阻，到目前的滯

2、銷狀況，公司現(xiàn)在沒(méi)有找到解決 辦法前只能暫停生產(chǎn) 98%硫酸，只生產(chǎn)沒(méi)有沒(méi)受影響的 92.5%硫酸。公司市場(chǎng)部酸庫(kù)工作人員反映的基本情況是： 酸庫(kù)儲(chǔ)存 98%硫酸 的酸罐酸泥比先前增大， 清理頻次加大。 透明度影響 98%質(zhì)量情況出 現(xiàn)后，我司組織了相關(guān)的技術(shù)人員進(jìn)行 98%硫酸質(zhì)量分析會(huì)， 初步確 定影響透明度因素是懸浮在 98%硫酸中的硫酸亞鐵物質(zhì)， 此物質(zhì)也是 酸罐中出現(xiàn)大量酸泥的主要成分。 為何出現(xiàn)如此多的酸泥， 一直沒(méi)有 找出合理的解釋， 也對(duì)后續(xù)解決此問(wèn)題無(wú)從下手。 現(xiàn)技術(shù)部根據(jù)公司 的要求對(duì)此項(xiàng)課題進(jìn)行立項(xiàng)， 開(kāi)展系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)工作， 找出影響透明度 的主要因素，并提出相關(guān)的建議。2

3、 濃酸中溶解二氧化硫的測(cè)定2.1 實(shí)驗(yàn)按照中心化驗(yàn)室測(cè)定鋅精礦硫含量的現(xiàn)成檢測(cè)設(shè)備及基本原理, 擬定了此次濃硫酸中溶解二氧化硫含量的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)步驟：空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣，經(jīng)過(guò)幾道干燥除濕后，在室 溫條件下，鼓入濃硫酸瓶中，瓶中進(jìn)氣管管道浸沒(méi)在濃硫酸液面下， 出氣管則在液面之上，最后末端是一支盛有混合指示劑與雙氧水水溶 液的收集瓶。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)堿液對(duì)收集瓶中的酸進(jìn)行滴定， 最后依據(jù)消耗 的滴定液進(jìn)行計(jì)算。2.2原理H2O2 + SO2 = SO3 + H2OSO3 + H2O = H2SO4H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O雙氧水配制：V 雙氧水：V蒸餾水 =1： 19指示劑

4、：甲基橙、次甲基藍(lán)混合指示劑。氫氧化鈉濃度0.1molL°2.3、結(jié)果與討論2.3.1取自酸罐98%酸加雙氧水鼓氣實(shí)驗(yàn)表1不同時(shí)間段內(nèi)消耗的滴定液體積變化表時(shí)間/min01020354050607080VNaoH/ml046.98.69.29.71010.110.1注：所用98%酸為自產(chǎn)，且取自酸罐，體積為 300ml，質(zhì)量為546g（天平稱 量所得）2.3.2取自酸罐98%酸未加雙氧水鼓氣實(shí)驗(yàn)表2不同時(shí)間段內(nèi)消耗的滴定液體積變化表時(shí)間/min010203040VNaOH/ml02.744.34.3注：同上由實(shí)驗(yàn)表1、表2可以看出實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后滴定液的消耗將 不再發(fā)生變化，說(shuō)明試

5、驗(yàn)進(jìn)行到一定周期后，濃硫酸中溶解的氣體物 質(zhì)均被完全施放出來(lái)，且最后再無(wú)酸性氣體物質(zhì)鼓出來(lái)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)此 實(shí)驗(yàn)方案的目的是擔(dān)心在鼓氣過(guò)程中可能有酸霧被帶出，故因而設(shè)計(jì)了一個(gè)酸霧背景值的空白實(shí)驗(yàn)，即沒(méi)有添加雙氧水的實(shí)驗(yàn)為空白參考 實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)1、2的結(jié)果看到，鼓氣實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)一定周期后，兩個(gè) 實(shí)驗(yàn)最后都顯示沒(méi)有酸霧再鼓出的可能， 從這現(xiàn)象較明確地表明，鼓 氣實(shí)驗(yàn)并不會(huì)有硫酸酸霧或三氧化硫霧氣鼓出來(lái)，假如有酸霧鼓出則 應(yīng)該不會(huì)出現(xiàn)最后滴定液不變化的現(xiàn)象。因此，實(shí)際空白實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論是二氧化硫溶于水所表現(xiàn)的酸性。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)一數(shù)據(jù)算出所測(cè)二 氧化硫的總量為64.64mg ,所以二氧化硫在酸中的濃度為 2

6、15.47mgL,硫酸中含二氧化硫所占比例為 0.01183%。后續(xù)還分別對(duì)公司自產(chǎn)的 92.5%酸和外購(gòu)分析純的濃硫酸進(jìn)行了對(duì)比考察實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下。2.3.3取自酸罐92.5%酸加雙氧水鼓氣實(shí)驗(yàn)表3不同時(shí)間段內(nèi)消耗的滴定液體積變化表時(shí)間/min0102035405060708090100110VNaOH/ml05.68.811.713.915.817.017.618.419.119.619.6注：所用92.5%酸為公司自產(chǎn)，體積為300ml，質(zhì)量為540g （條件同上）2.3.4取自酸罐92.5%酸未加雙氧水鼓氣實(shí)驗(yàn)時(shí)間min0102035405060VNaOH/ml04.06.87.27.

7、88.08.0注：同上由實(shí)驗(yàn)三、四的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)一、二一致，鼓氣一定周期后滴 定液的消耗固定不變，也很好驗(yàn)證了酸霧在鼓氣過(guò)程并沒(méi)有出現(xiàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)算出溶液二氧化硫的總量為125.44mg,二氧化硫在酸中的濃度為418.13mgL,所占比例為0.02322%。2.3.5分析純98%硫酸加雙氧水鼓氣實(shí)驗(yàn)表5不同時(shí)間段內(nèi)消耗的滴定液體積變化表時(shí)間/min01020VNaOH/ml00.10.1注：所用分析純酸體積為300ml質(zhì)量為546g （同上）由實(shí)驗(yàn)五可以看出，滴定液消耗量很小，并且實(shí)驗(yàn)在較短的時(shí)間 內(nèi)就出現(xiàn)滴定液消耗不變，可見(jiàn)外購(gòu)分析純中的二氧化硫含量非常 低。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出所測(cè)二氧化

8、硫的總量為0.64mg,二氧化硫在酸中的濃度僅為2.13mgL,所占比例為0.00012%,相比公司自產(chǎn) 98%和92.5%中二氧化硫的含量，可以認(rèn)為分析純中二氧化硫含量可 以忽略不計(jì)。2.3.6取自制酸干吸工序98%酸（室溫）鼓氣實(shí)驗(yàn)表6不同時(shí)間段內(nèi)消耗的滴定液體積變化表時(shí)間/min010203540506070VNaOH/ml057.18.89.510.110.910.9酸重：531.1g（ 30Oml）從以上數(shù)據(jù)可以得出干吸98%酸中二氧化硫的含量為：0.01314%(232.5mgL)°2.3.7取自制酸干吸工序98%酸預(yù)處理后鼓氣實(shí)驗(yàn)此次預(yù)處理?xiàng)l件是將酸在電爐上加熱至70

9、C,后自然冷卻至室溫再進(jìn)行鼓氣測(cè)定二氧化硫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表中所示。表7不同時(shí)間段內(nèi)消耗的滴定液體積變化表時(shí)間min01020VNaOH/ml02.42.4酸重：529.2g (300ml)從以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算出干吸 98%酸加熱至70C時(shí)，再冷卻后，酸中的二氧化硫含量從 001314%(232.5mgL)下降到0.0029% (51.2 mg/L)。2.3.8齊華公司92.5%酸鼓氣實(shí)驗(yàn)為了對(duì)比外公司所產(chǎn)成品硫酸中二氧化硫的含量，市場(chǎng)部從本地另一家有硫酸成品銷售的廠家齊華公司采集了樣品，現(xiàn)進(jìn)行了二氧化硫含量的測(cè)定，結(jié)果如下表所示。表8不同時(shí)間段內(nèi)消耗的滴定液體積變化表時(shí)間min0102030VNa

10、OH/ml00.51.21.2酸重：137.4g (80ml)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以計(jì)算出齊華公司所產(chǎn)92.5%酸的二氧化硫含量為僅為0.00559% (96mgL)。明顯比我公司所產(chǎn)92.5%酸中二氧化硫的含量低。同理可以推斷該公司所產(chǎn)的98%硫酸的二氧化硫含量比我司的低239濃酸中各離子含量的檢測(cè)結(jié)果表9濃酸中幾種陰陽(yáng)離子含量分些結(jié)果 兒糸H2SO4(%)Fe (%)Cr (%)Mn(%)AS(%)Hg(%)F(mg/L)Cl (mg/L)98%酸97.870.0025<0.0001<0.0001<0.00010.00011.2627.4792.5% 酸94.050.004 10

11、.0001 1<0.0001 <0.0001l0.00021.0024.73分析純97.210.0004<0.0001<0.0001<0.0001<0.00010.8913.74從檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，這幾種酸中所含的鉻、錳、砷、汞量 都很低，并沒(méi)有較明顯的差距。鐵含量則分析純含量最低，自產(chǎn)98% 酸次之，自產(chǎn)92.5%最高；陰離子氟含量也相差不大；只有氯雜質(zhì)量 出現(xiàn)了自產(chǎn)酸比外購(gòu)分析純酸中含量高出一倍。從分析結(jié)果可以看 出，三種樣品中氯含量均高于10mgL以上，在雜質(zhì)范圍內(nèi)，均屬于 高含量的雜質(zhì)，故此差異不好斷定其影響自產(chǎn)98%硫酸的透明度因素。2.4小節(jié)

12、對(duì)各濃酸中所含二氧化硫含量的測(cè)定結(jié)果表明：分析純98%硫酸含量最低為0.00012% (2.13mgL);齊華公司所產(chǎn)的成品92.5%硫 酸的含量也僅為0.00559%(96mgL)。自產(chǎn)92.5%硫酸(取自酸罐) 中含二氧化硫?yàn)?.02322%(418.13mgL);自產(chǎn)(取自酸罐)中含二 氧化硫?yàn)?.01183% (215.47mgL);酸罐中的92.5%硫酸比98%硫酸 溶解的二氧化硫量大，高出一倍左右，表明同等條件下92.5%酸比98%酸溶解的二氧化硫更高。與外公司所產(chǎn)硫酸相比，我司產(chǎn)品中所 含二氧化硫含量高出4倍左右。取自干吸工序98%硫酸0.01314%(232.5mgL),經(jīng)過(guò)加

13、溫到70C,然后馬上自然冷卻預(yù)處理后，此酸中含二氧化硫?yàn)?.0029%( 51.2mg/L)。表明預(yù)處理后，溶解于酸中的二氧化硫已被解吸釋放出去。 二氧化硫含量已下降了 4.5 倍以上。其它金屬雜質(zhì)與分析純樣品雜質(zhì)含量基本一致， 自產(chǎn)硫酸中氯含 量高出分析純樣品一倍， 但并不好斷定如此差異會(huì)影響自產(chǎn) 98%硫酸 的透明度，因此可以排除硫酸中這部分雜質(zhì)元素對(duì)硫酸透明度的影 響。3 鐵質(zhì)罐儲(chǔ)存自產(chǎn) 98% 硫酸實(shí)驗(yàn)所做實(shí)驗(yàn)為了更好地與現(xiàn)場(chǎng)相結(jié)合， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠和真實(shí)， 技術(shù) 部選擇了與酸庫(kù)酸罐材質(zhì)一樣的材料，委托機(jī)修車間加工了三個(gè) 10cm×15cm 的圓柱鐵罐進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。鐵罐首先進(jìn)行清洗

14、，然后用堿除 污，烘干冷卻后開(kāi)始儲(chǔ)酸實(shí)驗(yàn)。端口用墊塑膠膜石膏板做蓋，罐體如 圖 1 所示：圖 1 自制鐵質(zhì)酸罐示意圖實(shí)驗(yàn)所用的各種濃酸透明度比較， 如圖 2中標(biāo)簽所示。 其中乳濁 狀透明度較差的 98%酸采自酸罐內(nèi)。 92.5%也采自酸罐，另一 98%酸 則采自干吸出口。圖2 實(shí)驗(yàn)選用的幾種濃酸表觀透明度這幾種酸從透明度進(jìn)行比較可以看出，分析純98%酸透明度最高， 92.5%酸次之，干吸 98%酸由于懸浮少量黑點(diǎn)物質(zhì)，透明度受一 定的影響。 透明度最差的罐體采集的酸遍布白色乳濁懸浮物， 透明度 幾乎為零。3.1 鐵質(zhì)酸罐 24 小時(shí)鈍化用三種不同酸對(duì)實(shí)驗(yàn)用酸罐進(jìn)行了鈍化實(shí)驗(yàn)，鈍化實(shí)驗(yàn)持續(xù)了 3

15、0 個(gè)小時(shí)，分別是 92.5%酸，采自干吸的 98%酸，分析純 98%酸。 30 小時(shí)后，將酸從罐體倒入玻璃燒杯中。其中倒完酸后，罐體內(nèi)的 表觀形貌分別見(jiàn)下圖。圖 3 為干吸 98%酸鈍化的罐體， 將酸倒出后， 發(fā)現(xiàn)罐壁上有明顯 的白酸泥附著物， 相比圖 4 中儲(chǔ)存 92.5%酸罐壁上并無(wú)明顯的酸泥出 現(xiàn)?？梢?jiàn)在鈍化期間，公司自產(chǎn) 98%酸上就開(kāi)始出現(xiàn)了酸泥。圖 3 干吸 98%酸鈍化罐體內(nèi)表觀形貌圖 4 92.5%酸鈍化罐體內(nèi)表觀形貌圖圖 5 為罐體鈍化后倒出的幾種濃酸， 從圖中很明顯看到， 三種 濃酸中都有三價(jià)鐵銹般的褐黃色體， 這個(gè)比較容易推斷是鈍化過(guò)程中 部分鐵銹溶解于濃酸中所致。三種

16、濃酸體進(jìn)一步對(duì)照發(fā)現(xiàn)，中間的 98%酸明顯帶有白色絮狀體，并掩蓋部分褐色，透明度明顯較差。其 它兩種酸體雖然帶有顏色，但透明度相比干吸 98%酸明顯較高。圖 5 鈍化罐體倒出的幾種濃酸（左、 92.5%，中、 98% ，右、分析純）3.2 罐體儲(chǔ)酸實(shí)驗(yàn) 將三種不同的酸分別是分析純 98%酸，干吸 98%酸，熱處理干 吸98%酸（在電爐中加熱到65C ）倒入三個(gè)罐體中，儲(chǔ)存了 56小時(shí) 后圖6 罐體儲(chǔ)酸實(shí)驗(yàn)透明度狀況對(duì)比 倒出，三種酸體的表觀透明度見(jiàn)圖 6所示。從圖 6 可以看到， 三種酸體還是有褐色出現(xiàn)， 這與鐵罐體鈍化不 足引起的。但三種酸體都有褐色背景的條件下， 冷 98%酸中已經(jīng)出現(xiàn) 了

17、混濁，而熱處理 98%酸則未出現(xiàn)混濁現(xiàn)象，分析純 98%酸的透明 度最好。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，分析純 98%酸在罐體內(nèi)就是透明清澈， 肉眼可見(jiàn)到罐底。鈍化實(shí)驗(yàn)與儲(chǔ)存酸實(shí)驗(yàn)可以較好推斷， 影響我司 98%酸透明度下 降的主因就是酸體中富含二氧化硫所導(dǎo)致。 外公司所產(chǎn)透明度較好的 98%酸中所含二氧化硫明顯比我司酸中低； 另外本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也與公司 酸庫(kù)實(shí)際現(xiàn)象一致，即同等生產(chǎn)條件下， 92.5%酸透明度明顯比 98% 酸高，在儲(chǔ)存中， 92.5%酸不會(huì)出現(xiàn)透明度下降的情況。通過(guò)對(duì)相同 批次 98%酸樣品進(jìn)行預(yù)處理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加熱預(yù)處理后的 98%酸，由 于二氧化硫的明顯下降， 對(duì)酸罐的腐蝕率也明顯降低，

18、 儲(chǔ)酸實(shí)驗(yàn)結(jié)果 印證酸體不會(huì)出現(xiàn)透明度下降的情況。為了進(jìn)一步驗(yàn)證二氧化硫溶解在濃酸中導(dǎo)致腐蝕罐壁， 硫酸亞鐵 酸泥增多， 酸體透明度下降的主要因素和現(xiàn)象， 下面還繼續(xù)進(jìn)行了用 分析純 98%酸中鼓入二氧化硫氣體后對(duì)鐵質(zhì)材料的腐蝕實(shí)驗(yàn)。 3.3 分析純 98% 酸鼓入二氧化硫?qū)嶒?yàn)本實(shí)驗(yàn)是用亞硫酸鈉滴入硫酸的氣體發(fā)生器制備二氧化硫， 制備 的二氧化硫氣體首先用濃硫酸干燥水分，再鼓入分析純 98%酸體中， 其中濃酸中浸沒(méi)了幾顆鐵質(zhì)螺釘（已做除銹處理） ，并附帶一參考空 白實(shí)驗(yàn)酸體。發(fā)生器產(chǎn)生的氣體完全可以使?jié)馑崛芙饣蛭降亩趸?硫達(dá)到飽和。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)， 通入二氧化硫氣體并不會(huì)馬上產(chǎn)生明顯的腐蝕 鐵材料的現(xiàn)象，有少量的氣泡出現(xiàn)。當(dāng)此溶液靜置 5 天時(shí)間后，鼓入 二氧化硫氣體的酸瓶出現(xiàn)鐵質(zhì)腐蝕溶解情況， 酸體呈現(xiàn)了黃褐色， 見(jiàn)圖 7 所示。圖 7 分析純濃酸鼓二氧化硫氣體反推實(shí)驗(yàn)（左一：空白瓶，左二：實(shí)驗(yàn)瓶，右一二：氣體發(fā)生器）此實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步反推驗(yàn)證了二氧化硫?qū)﹁F質(zhì)材料具有較強(qiáng)的腐蝕作 用。從而說(shuō)明濃酸中溶解較高的二氧化硫?qū)?huì)對(duì)鐵質(zhì)酸罐產(chǎn)生腐蝕， 產(chǎn)生過(guò)多酸泥，將影響罐中酸體的透明度，并導(dǎo)致酸體成為乳濁狀，