淮安礦鹵灘曬副產(chǎn)物的成分分析及提純方法研究

宋阿林 袁偉蕾 張潔 盧星河 王壽武

（淮海工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院,江蘇 連云港222005）

淮安礦鹵灘曬副產(chǎn)物的成分分析及提純方法研究

宋阿林 袁偉蕾 張潔 盧星河 王壽武

（淮海工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院,江蘇 連云港222005）

采用滴定法對(duì)礦鹵灘曬除硫副產(chǎn)二水硫酸鈣的主要成分進(jìn)行了分析，并對(duì)混合鹽的提純方法進(jìn)行了研究，得出了最佳洗滌用水量。

礦鹵;含量;二水硫酸鈣;滴定

0 前言

淮安礦鹵灘曬除硫時(shí)產(chǎn)生的大量副產(chǎn)物-二水硫酸鈣（含量65%左右），由于目前尚未對(duì)其采取措施加以綜合利用，現(xiàn)已堆積如山，占據(jù)大量存儲(chǔ)面積，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的污染，也是對(duì)資源的極大浪費(fèi)。因此為了最大限度的分離、回收礦鹵灘曬除硫時(shí)副產(chǎn)的二水硫酸鈣，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，杜絕或減少生產(chǎn)過(guò)程的"三廢"污染，我們對(duì)礦鹵灘曬副產(chǎn)二水硫酸鈣進(jìn)行了成分分析，并對(duì)其提純方法進(jìn)行了研究。礦鹵灘曬除硫副產(chǎn)二水硫酸鈣在國(guó)內(nèi)還幾乎沒(méi)有人研究，只要對(duì)其相關(guān)特性進(jìn)行研究，其深加工產(chǎn)品有著廣闊的應(yīng)用前景?；窗驳V鹵的主要成分為，NaCl：280.51 g/L，Na2SO4：l6.94 g/L，CaSO4：1.6 g/L，MgSO4:0.1 g/L[1]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑及儀器

乙二胺四乙酸二鈉（EDTA），硝酸銀，鉻酸鉀，鹽酸，鈣指示劑，氯化鈉，甲基紅，無(wú)水乙醇，蒸餾水，氫氧化鈉。

燒杯一套，250 mL錐形瓶3個(gè)，溫度計(jì)，普通漏斗，規(guī)格為10 mL，100 mL，250 mL，1000 mL的容量瓶各一個(gè)，10 mL，25 mL的移液管，分析天平（型號(hào)：BS224S），控溫電熱套2臺(tái)（型號(hào)：KDM），電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱1臺(tái)（型號(hào)：DHG－924D）。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

測(cè)定氯離子含量時(shí)，將樣品溶液調(diào)至中性，以鉻酸鉀作指示劑，在充分?jǐn)嚢柘掠孟跛徙y標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，直至溶液呈現(xiàn)穩(wěn)定的淡桔紅色懸濁液為止[2]。

測(cè)定鈣離子含量時(shí)，將樣品溶液調(diào)至pH=12，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色為止[3]。

滴定前： Ca2++HIn2-=CaIn+H+

滴定開(kāi)始至終點(diǎn)前：Ca2++Y4-=CaY2-

終點(diǎn)時(shí)： CaIn+Y4-=CaY2-+HIn2-

測(cè)定硫酸根含量時(shí)，將樣品溶液調(diào)至弱酸性，加入氯化鋇溶液，生成硫酸鋇沉淀，沉淀經(jīng)過(guò)濾，洗滌、烘干、稱重計(jì)算硫酸根含量。

溫度在10℃時(shí)，每100 g水中能溶解的氯化鈉，硫酸鎂，硫酸鈣的量分別為36 g，30.4 g和0.1928 g，根據(jù)溶解度的不同，可以通過(guò)加水達(dá)到分離提純的目的。

1.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.3.1含水量的測(cè)定

先稱取一定重量的的濕基于燒杯中，置于烘箱中在（110±5)℃下烘約24 h，烘至恒重（兩次稱重之差不超過(guò)0.0002 g）。平行測(cè)定三組。數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 濕基含水量的測(cè)定

1.3.2干基成分分析

取2 g干基，配成1000 mL溶液。

（1）氯離子的含量測(cè)定

用移液管量吸取25 mL已配好的溶液于250 mL的錐形瓶中，加入4滴鉻酸鉀溶液，在充分?jǐn)嚢柘掠?.1 mol/L硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定，直至呈現(xiàn)穩(wěn)定的淡桔紅色懸濁液為止，平行測(cè)定三組。數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 氯離子含量測(cè)定

（2）鈣離子的含量測(cè)定

用移液管量吸取25 mL已配好的溶液于 250 mL的錐形瓶中，加入10滴2 mol/L的氫氧化鈉溶液將溶液的pH調(diào)至 12，加入0.1317 g鈣指示劑，然后用0.02 mol/L的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色為止，平行測(cè)定三組。數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 鈣離子含量測(cè)定

（3）硫酸根離子的含量測(cè)定

用移液管量吸取100 mL已配好的溶液置于400 mL燒杯中，加水至150 mL，加2滴甲基紅指示液，滴加2 mol/L鹽酸至溶液剛呈現(xiàn)紅色，加熱至近沸，迅速加入80 mL 0.02 mol/L氯化鋇熱溶液，劇烈攪拌2～3 min，冷卻至室溫，再加少許氯化鋇溶液檢查沉淀是否完全。用已于(120±2)℃烘至恒重的玻璃坩堝抽濾，先將上層清夜傾入坩堝，用水將杯內(nèi)沉淀洗滌幾次，然后將沉淀全部移入坩堝內(nèi)。繼續(xù)洗滌數(shù)次至濾液不含氯離子。沖洗坩堝外壁后，置電烘箱中于(120±2)℃烘1 h后取出，在干燥器中冷卻至室溫稱重。以后每次烘30 min，直至恒重（兩次稱重之差不超過(guò)0.0002 g），平行測(cè)定三組。數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 硫酸根離子含量測(cè)定

1.3.3最佳洗滌用水量

2 g干基分別加入5 mL，8 mL，9 mL，10 mL，20 mL，40 mL，60 mL，70 mL，80 mL，85 mL蒸餾水，經(jīng)過(guò)濾后，將濾液及濾渣中氯化鈉的質(zhì)量結(jié)果匯總，數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

表5 洗滌用水量

2 結(jié)果與討論

⑴根據(jù)表1，濕基的平均含水量為46.44%，即除硫副產(chǎn)物中每克濕基含0.4644 g水分，即濕基含水量為46.44%。

⑵根據(jù)表2，根據(jù)硝酸銀的平均用量2.7667 mL可推算出2 g干基中氯化鈉的總量為0.6474 g。由于礦鹵中硫酸鎂及一些不溶物的含量甚微，可認(rèn)為干基中只含有NaCl和CaSO4·2H2O兩種物質(zhì)，可計(jì)算出干基中NaCl與CaSO4·2H2O的比值為0.4786，從而可得到NaCl在混合鹽中的含量為32.36%。

⑶根據(jù)表3，可知鈣離子的平均濃度為0.3876 g/L。

⑷根據(jù)表4，可得到硫酸鋇的平均質(zhì)量為0.1860 g,根據(jù)硫酸根離子的平均質(zhì)量可得知硫酸根離子的平均濃度為7.98×10-3mol/L。

⑸根據(jù)表5可得圖1：

由于NaCl和CaSO4·2H2O的溶解度差別很大，可通過(guò)加水達(dá)到提純的目的。為達(dá)到工業(yè)硫酸鈣的標(biāo)準(zhǔn)98%，根據(jù)NaCl和CaSO4·2H2O的溶解度比值186.72，經(jīng)計(jì)算可得到溶解掉的 NaCl的量為0.619864 g。根據(jù)圖1，可得到溶解掉的NaCl的量為0.619864 g時(shí)的加水量為22 mL。

3 結(jié)論

通過(guò)分析滴定的方法對(duì)淮安礦鹵灘曬除硫副產(chǎn)二水硫酸鈣的主要成分進(jìn)行了分析，即濕基的平均含水量為46.44%；干基混合鹽中NaCl的含量為32.36%、CaSO4·2H2O的含量為67.64%；并對(duì)混合鹽的提純方法進(jìn)行了研究，得出了最佳洗滌用水量為：1 g干基混合鹽需要用水量為11 mL。

[1]鄭海明.礦鹵日曬擴(kuò)大試驗(yàn)研究[J].蘇鹽科技，2008，(3): 7-8.

[2]左秉堅(jiān)，郭德恩.海鹽工藝[M].北京:輕工業(yè)出版社，1989.

[3]李艷輝，許興友.無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].南京:南京大學(xué)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

連云港市科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（CG0801），江蘇省海洋資源開(kāi)發(fā)研究院科技開(kāi)放基金資助項(xiàng)目（JSIMR10D04）。

宋阿林（1987-），女，江蘇徐州人，學(xué)士，主要從事精細(xì)化工及分析的研究工作。