淮安矿卤滩晒副产物的成分分析及提纯方法研究

宋阿林 袁伟蕾 张洁 卢星河 王寿武

（淮海工学院化学工程学院,江苏 连云港222005）

淮安矿卤滩晒副产物的成分分析及提纯方法研究

宋阿林 袁伟蕾 张洁 卢星河 王寿武

（淮海工学院化学工程学院,江苏 连云港222005）

采用滴定法对矿卤滩晒除硫副产二水硫酸钙的主要成分进行了分析，并对混合盐的提纯方法进行了研究，得出了最佳洗涤用水量。

矿卤;含量;二水硫酸钙;滴定

0 前言

淮安矿卤滩晒除硫时产生的大量副产物-二水硫酸钙（含量65%左右），由于目前尚未对其采取措施加以综合利用，现已堆积如山，占据大量存储面积，对环境产生一定的污染，也是对资源的极大浪费。因此为了最大限度的分离、回收矿卤滩晒除硫时副产的二水硫酸钙，优化产品质量，杜绝或减少生产过程的"三废"污染，我们对矿卤滩晒副产二水硫酸钙进行了成分分析，并对其提纯方法进行了研究。矿卤滩晒除硫副产二水硫酸钙在国内还几乎没有人研究，只要对其相关特性进行研究，其深加工产品有着广阔的应用前景。淮安矿卤的主要成分为，NaCl：280.51 g/L，Na2SO4：l6.94 g/L，CaSO4：1.6 g/L，MgSO4:0.1 g/L[1]。

1 实验部分

1.1 试剂及仪器

乙二胺四乙酸二钠（EDTA），硝酸银，铬酸钾，盐酸，钙指示剂，氯化钠，甲基红，无水乙醇，蒸馏水，氢氧化钠。

烧杯一套，250 mL锥形瓶3个，温度计，普通漏斗，规格为10 mL，100 mL，250 mL，1000 mL的容量瓶各一个，10 mL，25 mL的移液管，分析天平（型号：BS224S），控温电热套2台（型号：KDM），电热恒温鼓风干燥箱1台（型号：DHG－924D）。

1.2 实验原理

测定氯离子含量时，将样品溶液调至中性，以铬酸钾作指示剂，在充分搅拌下用硝酸银标准溶液滴定，直至溶液呈现稳定的淡桔红色悬浊液为止[2]。

测定钙离子含量时，将样品溶液调至pH=12，用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为止[3]。

滴定前： Ca2++HIn2-=CaIn+H+

滴定开始至终点前：Ca2++Y4-=CaY2-

终点时： CaIn+Y4-=CaY2-+HIn2-

测定硫酸根含量时，将样品溶液调至弱酸性，加入氯化钡溶液，生成硫酸钡沉淀，沉淀经过滤，洗涤、烘干、称重计算硫酸根含量。

温度在10℃时，每100 g水中能溶解的氯化钠，硫酸镁，硫酸钙的量分别为36 g，30.4 g和0.1928 g，根据溶解度的不同，可以通过加水达到分离提纯的目的。

1.3 实验过程

1.3.1含水量的测定

先称取一定重量的的湿基于烧杯中，置于烘箱中在（110±5)℃下烘约24 h，烘至恒重（两次称重之差不超过0.0002 g）。平行测定三组。数据见表1。

表1 湿基含水量的测定

1.3.2干基成分分析

取2 g干基，配成1000 mL溶液。

（1）氯离子的含量测定

用移液管量吸取25 mL已配好的溶液于250 mL的锥形瓶中，加入4滴铬酸钾溶液，在充分搅拌下用0.1 mol/L硝酸银标准溶液进行标定，直至呈现稳定的淡桔红色悬浊液为止，平行测定三组。数据见表2。

表2 氯离子含量测定

（2）钙离子的含量测定

用移液管量吸取25 mL已配好的溶液于 250 mL的锥形瓶中，加入10滴2 mol/L的氢氧化钠溶液将溶液的pH调至 12，加入0.1317 g钙指示剂，然后用0.02 mol/L的EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为止，平行测定三组。数据见表3。

表3 钙离子含量测定

（3）硫酸根离子的含量测定

用移液管量吸取100 mL已配好的溶液置于400 mL烧杯中，加水至150 mL，加2滴甲基红指示液，滴加2 mol/L盐酸至溶液刚呈现红色，加热至近沸，迅速加入80 mL 0.02 mol/L氯化钡热溶液，剧烈搅拌2～3 min，冷却至室温，再加少许氯化钡溶液检查沉淀是否完全。用已于(120±2)℃烘至恒重的玻璃坩埚抽滤，先将上层清夜倾入坩埚，用水将杯内沉淀洗涤几次，然后将沉淀全部移入坩埚内。继续洗涤数次至滤液不含氯离子。冲洗坩埚外壁后，置电烘箱中于(120±2)℃烘1 h后取出，在干燥器中冷却至室温称重。以后每次烘30 min，直至恒重（两次称重之差不超过0.0002 g），平行测定三组。数据见表4。

表4 硫酸根离子含量测定

1.3.3最佳洗涤用水量

2 g干基分别加入5 mL，8 mL，9 mL，10 mL，20 mL，40 mL，60 mL，70 mL，80 mL，85 mL蒸馏水，经过滤后，将滤液及滤渣中氯化钠的质量结果汇总，数据见表5。

表5 洗涤用水量

2 结果与讨论

⑴根据表1，湿基的平均含水量为46.44%，即除硫副产物中每克湿基含0.4644 g水分，即湿基含水量为46.44%。

⑵根据表2，根据硝酸银的平均用量2.7667 mL可推算出2 g干基中氯化钠的总量为0.6474 g。由于矿卤中硫酸镁及一些不溶物的含量甚微，可认为干基中只含有NaCl和CaSO4·2H2O两种物质，可计算出干基中NaCl与CaSO4·2H2O的比值为0.4786，从而可得到NaCl在混合盐中的含量为32.36%。

⑶根据表3，可知钙离子的平均浓度为0.3876 g/L。

⑷根据表4，可得到硫酸钡的平均质量为0.1860 g,根据硫酸根离子的平均质量可得知硫酸根离子的平均浓度为7.98×10-3mol/L。

⑸根据表5可得图1：

由于NaCl和CaSO4·2H2O的溶解度差别很大，可通过加水达到提纯的目的。为达到工业硫酸钙的标准98%，根据NaCl和CaSO4·2H2O的溶解度比值186.72，经计算可得到溶解掉的 NaCl的量为0.619864 g。根据图1，可得到溶解掉的NaCl的量为0.619864 g时的加水量为22 mL。

3 结论

通过分析滴定的方法对淮安矿卤滩晒除硫副产二水硫酸钙的主要成分进行了分析，即湿基的平均含水量为46.44%；干基混合盐中NaCl的含量为32.36%、CaSO4·2H2O的含量为67.64%；并对混合盐的提纯方法进行了研究，得出了最佳洗涤用水量为：1 g干基混合盐需要用水量为11 mL。

[1]郑海明.矿卤日晒扩大试验研究[J].苏盐科技，2008，(3): 7-8.

[2]左秉坚，郭德恩.海盐工艺[M].北京:轻工业出版社，1989.

[3]李艳辉，许兴友.无机及分析化学实验[M].南京:南京大学出版社，2006，3.

Composition Analysis and Purification Method Study of Huai'an Mine Brine Byproduct

SONG A-lin,YUAN Wei-lei,ZHANG Jie,LU Xing-he,WANG Shou-wu
（College of Chemical Engineering,Huaihai Institute of Technology,Jiangsu 222005,China）

In this paper,titration of the mine brine beach drying desulphurization byproduct calcium sulfate dihydrate of the main components were analyzed,and mixed-salt purification method of the study found the optimal wash water.

mine brine;content;calcium sulfate dihydrate;titration

1006-4184（2010）11-0026-03

2010-08-15

连云港市科技计划资助项目（CG0801），江苏省海洋资源开发研究院科技开放基金资助项目（JSIMR10D04）。

宋阿林（1987-），女，江苏徐州人，学士，主要从事精细化工及分析的研究工作。