探究毛锑生产废液制备硫酸钠的工艺

徐守燕

摘要：在机械加工行业、钢铁生产行业中，为高效清理金属表面，需使用大量的酸性溶液。在酸洗期间，重金属离子将会在洗液中浓度上升，使得酸洗溶液成为废液。废液具有强酸度和高金属浓度等问题，若是随意排放将会影响周边环境。本文将基于毛锑生产期间所产生的废液展开试验分析，利用生产废液完成硫酸钠制备。

关键词;酸洗废液;硫酸钠;工艺

毛锑生产期间产生的废液，内含丰富的金属离子，若是处理不当，不仅造成资源流失，还将会影响周边环境，导致周围生物健康受到影响。通过毛锑生产废液制备硫酸钠，是实现废物利用的有效措施，由此也可解决废液排放导致的环境污染问题，并获得工业级硫酸钠，具备良好的环境效益和经济效益[1-2]。本文从实验分析角度，探究硫酸钠制备工艺，通过实验获取最佳制备工艺，提升毛锑生产废液再利用能力。

一、制备硫酸钠实验

1.1实验所需试剂与反应原理

硫酸钠制备时所使用的试剂主要有三种，分别是工业用碳酸钠、硫酸溶液以及实验用水。在水溶液中，硫酸只存在着电离反应，硫酸通过电离而得到氢离子和硫酸离子，在氢硫化钠中加入硫酸，氢氧离子和氢离子将会发生反应而形成水，加快了水解氢硫化钠进程，获得硫酸钠。其化学反应为氢硫化钠和硫酸反应，获得硫酸钠与硫化氢。碳酸钠与硫酸钠溶液当中的离子发生化学反应，形成沉淀，通过过滤、蒸发、结晶，将硫酸钠完成提纯[3]。

1.2实验方法分析

1.2.1处理酸洗废液

首先过滤完成毛锑生产而产生的酸洗溶液，将溶液中不相融的杂质过滤干净，以降低对化学实验的不良影响。在提取酸洗废液的时候，要按照一定的质量要求获取，将提取的实验样本存放在室温环境内即可。实验人员需对酸洗溶液展开搅拌，搅拌强度适中，使得可被融合的杂质快速融合。在溶液中利用以较缓的速度加入硫酸溶液，静置一段时间后待内部溶液相互发生化学反应，生成沉淀物。将会沉淀物取出并烘干，便可以获得硫化钠。此时获得的硫化钠杂质较多，属于粗制品，若是想获取高质量硫酸钠，还需要对其展开提纯处理[4]。测量结晶体中的杂质含量和硫酸钠含量。

1.2.2提纯处理

粗品硫酸钠在干燥完成后，需再次将其放置在水中，将其均匀搅拌使其完成溶解。溶解后的溶液要保存在恒温环境下，时间控制在5分钟左右，这种处理方法的主要目的是使得硫酸钠完全被溶解，若是想要提高溶解速度，在恒温环境下还可以适当性的增加温度，但是不能增加过多，以免破坏分子结构。待静止时间结束后，再次将除杂剂搅拌放入溶液中，搅拌力度要均匀，倒入除杂剂的力度要轻。待溶液与除杂剂反应一段时候后，需再次等待沉淀物生成，将沉淀物取出进行加热烘干，获得结晶体[5-6]。将结晶体放置在干燥的环境下，以加温的方式对其烘干干燥处理，从而获得精制硫酸钠。测量结晶体中的杂质含量和硫酸钠含量。

二、实验结果分析

2.1硫酸加入时间分析

在实验过程中，首先要基于化学实验原理获得粗制硫酸钠晶体，从毛锑生产废液中提取约500g酸洗废液，将溶液存放在25℃的室温环境下，将搅拌的速度控制在每分钟250转，硫酸溶液加入的速度要控制在每分钟1g，将反应时间均控制在30分钟。硫酸溶液加入的时间与硫酸钠生成的量关系图如下所示：

通过图2.1可以得知，总体上当硫酸含量增加的时候，硫酸钠的含量也会随之上升。但是在前期阶段，两者的正比关系比较明显，但是在后期阶段，硫酸钠含量相对保持稳定，此时可以得知，当硫酸的浓度达到一定标准的时候，硫酸钠的含量将会保持一定的数值不变。根据测量结果可知，硫酸钠的总体含量基本保持在91%。通过关系图发现，在提取硫酸钠的时候，使用硫酸具有良好的效果，可以快速使硫酸钠沉淀，当硫酸增加的量上升时，硫酸钠的溶液粘度将会上升，中和效果也会更加明显。

2.2硫酸加入速度的测试

在提取实验中，硫酸加入的速度是否会影响到生产废液制备，也是本次探究的问题之一。从毛锑生产废液中提取约500g酸洗废液，将溶液存放在25℃的室温环境下，将搅拌的速度控制在每分钟250转，硫酸溶液加入的速度要控制在每分钟1g、每分钟1.5g，每分钟2g，每分钟2.5g，将反应时间均控制在30分钟。硫酸溶液加入的速度与硫酸钠生成的量关系图如下所示：

通过图2.2可以得知，当以速度为变量时，硫酸钠含量和硫酸含量的关系发展趋势与图2.1相同。总体看来，硫酸加入的速度对硫酸钠的含量也有一定的影响。当硫酸加入的速度为每分钟1.5g的时候，硫酸钠的含量是最多的，可见当速度控制在每分钟1.5g的时候，其中和反应则更加充分。过慢的增加速度，将会拉长中和反应时间，加入的速度太快，也将会获得较差的效果，因为不能充分发生反应，不仅没有取得良好的效果，还造成一定程度的浪费。

2.3搅拌速度测试

在实验过程中，首先要基于化学实验原理获得粗制硫酸钠晶体，从毛锑生产废液中提取约500g酸洗废液，将溶液存放在25℃的室温环境下，将搅拌的速度控制在每分钟250转、每分钟200转、每分钟150转，硫酸溶液加入的速度要控制在每分钟1g，将反应时间均控制在30分钟。硫酸溶液加入的时间与硫酸钠生成的量关系图如下所示：

通过图2.3的分析结果可以发现，搅拌的速度越快，硫酸与酸洗废液之间的融合力度则更强，更充分，通过增加溶液搅拌速度，不仅可以将溶液的反应时间缩短，还可以增加反应的速度，降低沉淀剂的使用量。在制备毛锑生产废液中的硫酸钠时，最佳搅拌速度为每分钟250转。

结语

在毛锑生产期间，由于对于其生产质量的要求，需要对其表面进行酸洗，酸洗溶液的处理成为毛锑生产企业管理问题的关键。在可持续发展的理念之下，为保证酸洗废水不会造成周边生态环境破坏，同时实现毛锑生产企业的资源回收利用，利用硫酸制备硫酸钠是有效的解决方案之一。本文便以此为出发点，在酸洗废液中增加硫酸溶液，制备硫酸钠。通过实验分析可以得知，当硫酸溶液与酸洗溶液混合时，时间越长，生成的沉淀物会越多，但是这种现象仅仅是在一个时间段内。硫酸溶液加入速度为每分钟1.5g，搅拌速度为每分钟250转，获得的沉淀物更多，中和反应更加充分。

参考文献

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