第九章化工生产分 本章主要内容 ˉ酸生产分析 2工业硫酸的分析 53工业碳酸钾生产过程分祈 s4碳酸钾产品分析 55纯碱生产过程分析 §6纯碱产品分析
第九章 化工生产分析 §1 硫酸生产分析 §2 工业硫酸的分析 §3 工业碳酸钾生产过程分析 §4 碳酸钾产品分析 §5 纯碱生产过程分析 §6 纯碱产品分析 本章主要内容:
§1硫酸生产分析 一、概述 硫酸是许多工业的重要原料,在国民经济中占有 一重要地位。在硫酸生产中,分析的主要对象是原 ●料矿石(硫铁矿和硫精矿),炉渣,中间气体及 品硫酸。主要项目有:原料矿石中有效硫和水 分的含量,砷、氟的含量,矿渣中有效硫含量, 净化前后,转化前后以及吸收后气体中的二氧化 硫,三氧化硫含量,成品硫酸的质量
一、 概述 硫酸是许多工业的重要原料，在国民经济中占有 重要地位。在硫酸生产中，分析的主要对象是原 料矿石（硫铁矿和硫精矿），炉渣，中间气体及 成品硫酸。主要项目有：原料矿石中有效硫和水 分的含量，砷、氟的含量，矿渣中有效硫含量， 净化前后，转化前后以及吸收后气体中的二氧化 硫，三氧化硫含量，成品硫酸的质量。 §1 硫酸生产分析
、原料矿石和炉渣中硫的测定 硫铁矿(其主要成分为FeS2)还有少量单质硫在 二焙烧时产生二氧化硫,这一部分硫称为有效硫。 一部分硫以硫酸盐形式存在,不能生成二氧化硫 ●有效硫和硫酸盐中硫之和称为总硫。在硫酸生产 分析检验中,主要测定硫铁矿及残留于炉渣中的 有效硫。由于在焙烧过程中可能有部分的有效硫 转变为硫酸盐,致使有效硫烧出岀率的计算结果发 生偏差,所以还定期测定总硫
二、原料矿石和炉渣中硫的测定 • 硫铁矿（其主要成分为FeS2）还有少量单质硫在 焙烧时产生二氧化硫，这一部分硫称为有效硫。 一部分硫以硫酸盐形式存在，不能生成二氧化硫。 有效硫和硫酸盐中硫之和称为总硫。在硫酸生产 分析检验中，主要测定硫铁矿及残留于炉渣中的 有效硫。由于在焙烧过程中可能有部分的有效硫 转变为硫酸盐，致使有效硫烧出率的计算结果发 生偏差，所以还定期测定总硫
)有效硫的测定 试样在850℃空气流中燃烧,单质硫和硫化物 二中硫转变为二氧化硫气体逸出,用过氧化氢溶 液吸收并氧化成硫酸,以甲基红亚甲基兰为混 合指示剂,用氢氧化钠标准滴定溶液滴定即可 计算有效硫含量。反应式为: 4FeS2+1102=2Fe2O3+8s021 SO2+H2o2=H2SO4 HSO +2NaohNaSo+2HO
(一) 有效硫的测定 • 试样在850℃空气流中燃烧，单质硫和硫化物 中硫转变为二氧化硫气体逸出，用过氧化氢溶 液吸收并氧化成硫酸，以甲基红-亚甲基兰为混 合指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定即可 计算有效硫含量。反应式为： 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 ↑ SO2+ H2O2=H2SO4 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
7 15 图101有效硫含量定装置示意图 13 L′L 5 16 8号 20 21 22 3 1823 接抽气泵 19 10 24 有效硫含量测定装置示意图
图10-1 有效硫含量测定装置示意图 有效硫含量测定装置示意图
有效硫的质量分数按下式计算: c·V×M(S) 0(S)2 m×1000 式中 c—氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,moL 一氢氧化钠标准滴定溶液消耗体积;mL M()硫的摩尔质量,32.07g/mol; m一试料的质量
• 有效硫的质量分数按下式计算： • 式中 • c—氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L； • V—氢氧化钠标准滴定溶液消耗体积；mL • M(S)—硫的摩尔质量，32.07g/mol； • m—试料的质量，g。 1000 (S) 2 1 (S) = m c V M
二)总硫的测定 测定总硫通常采用硫酸钡重量法。分解试样的 方法有烧结法和逆王水溶解法。 1.烧结分解硫酸钡沉淀重量法 1.1方法原理 试样中FeS2与烧结剂Na2CO3+ZnO混合,经烧结 后生成硫酸盐,与原来的硫酸盐一起用水浸取 后进入溶液。在碱性条件下,用中速滤纸滤除 ≥大部分氢氧化物和碳酸盐。然后在酸性溶液中 ●用氯化钡溶液沉淀硫酸盐,经过滤灼烧后,以 →硫酸钡的形式称量
（二）总硫的测定 • 测定总硫通常采用硫酸钡重量法。分解试样的 方法有烧结法和逆王水溶解法。 1．烧结分解—硫酸钡沉淀重量法 1.1 方法原理 试样中FeS2与烧结剂Na2CO3+ZnO混合，经烧结 后生成硫酸盐，与原来的硫酸盐一起用水浸取 后进入溶液。在碱性条件下，用中速滤纸滤除 大部分氢氧化物和碳酸盐。然后在酸性溶液中 用氯化钡溶液沉淀硫酸盐，经过滤灼烧后，以 硫酸钡的形式称量
s2.逆王水溶解法 21方法原理 产试样经逆王水溶解,其中硫化物中的硫被氧化生成 〓硫酸同时硫酸盐被溶解,其反应为 cFeS,+5HNO3+3HCI= 2H2SO4+FeCl3+5NOT+2H2O 为防止单质硫的析出,溶解时应加入一定量的氧 化剂氯酸钾,使单质硫也转化为硫酸。 S+KCIO,+H O:HSO +KCI 用氨水沉淀铁盐后,加入氯化钡使SO42离子生成 硫酸钡沉淀,由硫酸钡质量即可计算总硫含量
• 2．逆王水溶解法 • 2.1 方法原理 • 试样经逆王水溶解,其中硫化物中的硫被氧化生成 硫酸,同时硫酸盐被溶解,其反应为： FeS2+5HNO3+3HCl＝2H2SO4+FeCl3+5NO↑+2H2O • 为防止单质硫的析出，溶解时应加入一定量的氧 化剂氯酸钾，使单质硫也转化为硫酸。 S+KClO3+H2O＝H2SO4+KCl • 用氨水沉淀铁盐后，加入氯化钡使SO4 2-离子生成 硫酸钡沉淀，由硫酸钡质量即可计算总硫含量
溶解时,温度过高,逆王水分解反应快,对试样 的容解和氧化作用会降低。所以,应在不高于室温的 下使溶解及氧化反应缓慢进行。如果在短时间 的反应后,反应得过于爱慢,可以微微加热以促使 应完全。若过分加热,即使有氯酸钾存在,也会 硫析出(淡黄色,飘浮于溶液表面),一旦有单 命析出,很难被氧化为SO2离子,试验必须重做 狻钡,氯酸钡的溶解度较小,能与硫酸钡形成共沉 干扰测定,产生误差。因此,试样溶液必须反复 用酸酸化和蒸干以除尽NO3离子,还应该控制氯酸 的加入量
• 试样溶解时，温度过高，逆王水分解反应快，对试样 的溶解和氧化作用会降低。所以，应在不高于室温的 条件下使溶解及氧化反应缓慢进行。如果在短时间激 烈的反应后，反应得过于缓慢，可以微微加热以促使 反应完全。若过分加热，即使有氯酸钾存在，也会有 单质硫析出（淡黄色，飘浮于溶液表面），一旦有单 质硫析出，很难被氧化为SO4 2－离子，试验必须重做 • 硝酸钡，氯酸钡的溶解度较小，能与硫酸钡形成共沉 淀而干扰测定，产生误差。因此，试样溶液必须反复 用盐酸酸化和蒸干以除尽NO3 -离子，还应该控制氯酸 钾的加入量
试样中总硫质量分数按下式计算 m1×0.1374 (S)= m 式中m1一灼烧后硫酸钡的质量,g; m试料的质量,g; 0.1374—硫酸钡对硫的换算系数
• 试样中总硫质量分数按下式计算： • 式中 m1—灼烧后硫酸钡的质量，g； • m—试料的质量，g； • 0.1374—硫酸钡对硫的换算系数。 m m 0.1374 (S) 1 =