酸透明度影響分析報告

企業(yè)自產98%酸透明度影響因素解析報告技術部序言從2008年關開始，我司所產的98%酸裝入酸罐積蓄過程中出現透明度下降，并出現98%白色乳濁狀，嚴重影響98%酸的市場銷售。此現象的出現的過程是：從制酸車間工藝末節(jié)成品管道取的98%酸第一進行透明度檢測，透明度值在80%100%范圍，符合客戶質量要求并和知足客戶需要；當從成品管道進入成品酸罐積蓄后，成品經過一至兩天的積蓄，98%硫酸透明度顯然下降，再過上必定周期，98%酸表現乳濁狀，透明度基本為零。這種現象從昨年年關連續(xù)到今天，使98%硫酸銷售渠道受阻，到當前的滯銷情況，企業(yè)現在沒有找到解決方法前只能暫停生產98%硫酸，只生產沒有沒受影響的92.5%硫酸。企業(yè)市場部酸庫工作人員反應的基本情況是：酸庫積蓄98%硫酸的酸罐酸泥比先前增大，清理頻率加大。透明度影響98%質量情況出現后，我司組織了有關的技術人員進行98%硫酸質量解析會，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，此物質也是酸罐中出現大量酸泥的主要成分。為何出現這樣多的酸泥，素來沒有找出合理的解說，也對后續(xù)解決此問題無從下手?，F技術部依據企業(yè)的要求對此項課題進行立項，睜開系統的實驗工作，找出影響透明度的主要因素，并提出有關的建議。濃酸中溶解二氧化硫的測定2.1實驗1依據中心化驗室測定鋅精礦硫含量的現成檢測設施及基本源理，擬定了此次濃硫酸中溶解二氧化硫含量的測定。實驗步驟：空氣壓縮機產生的空氣，經過幾道干燥除濕后，在室溫條件下，鼓入濃硫酸瓶中，瓶中進氣管管道吞沒在濃硫酸液面下，出氣管則在液面之上，最后尾端是一支盛有混淆指示劑與雙氧水水溶液的收集瓶。經過標準堿液對收集瓶中的酸進行滴定，最后依據耗費的滴定液進行計算。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：甲基橙、次甲基藍混淆指示劑。氫氧化鈉濃度0.1mol/L。2.3、結果與討論取自酸罐98%酸加雙氧水鼓氣實驗表1不相同時間段內耗費的滴定液體積變化表時間/min01020354050607080V/ml046.98.69.29.71010.110.1NaOH注：所用98%酸為自產，且取自酸罐，體積為300ml，質量為546g(天平稱量所得)取自酸罐98%酸未加雙氧水鼓氣實驗表2不相同時間段內耗費的滴定液體積變化表時間/min0102030402VNaOH/ml02.744.34.3注：同上由實驗表1、表2能夠看出實驗進行一段時間后滴定液的耗費將不再發(fā)生變化，說明試驗進行到必定周期后，濃硫酸中溶解的氣體物質均被完好施放出來，且最后再無酸性氣體物質鼓出來。由于設計此實驗方案的目的是擔憂在鼓氣過程中可能有酸霧被帶出，故所以設計了一個酸霧背景值的空白實驗，即沒有增加雙氧水的實驗為空白參照實驗。經過實驗1、2的結果看到，鼓氣實驗經過必定周期后，兩個實驗最后都顯示沒有酸霧再鼓出的可能，從這現象較明確地表示，鼓氣實驗其實不會有硫酸酸霧或三氧化硫霧氣鼓出來，若是有酸霧鼓出則應當不會出現最后滴定液不變化的現象。所以，實質空白實驗所得出的結論是二氧化硫溶于水所表現的酸性。依據實驗一數據算出所測二氧化硫的總量為64.64mg，所以二氧化硫在酸中的濃度為215.47mg/L，硫酸中含二氧化硫所占比率為0.01183%。后續(xù)還分別對企業(yè)自產的92.5%酸和外購解析純的濃硫酸進行了比較察看實驗，結果以下。取自酸罐92.5%酸加雙氧水鼓氣實驗表3不相同時間段內耗費的滴定液體積變化表時間/min0102035405060708090100110VNaOH/ml05.68.819.6注：所用92.5%酸為企業(yè)自產，體積為300ml，質量為540g（條件同上）取自酸罐92.5%酸未加雙氧水鼓氣實驗3表4不相同時間段內耗費的滴定液體積變化表時間/min0102035405060VNaOH/ml04.06.87.27.88.08.0注：同上由實驗三、四的實驗現象與實驗一、二一致，鼓氣必定周期后滴定液的耗費固定不變，也很好考證了酸霧在鼓氣過程并沒有出現。根據實驗數據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418.13mg/L，所占比率為0.02322%。解析純98%硫酸加雙氧水鼓氣實驗表5不相同時間段內耗費的滴定液體積變化表時間/min01020VNaOH/ml00.10.1注：所用解析純酸體積為300ml質量為546g（同上）由實驗五能夠看出，滴定液耗費量很小，并且實驗在較短的時間內就出現滴定液耗費不變，可見外購解析純中的二氧化硫含量特別低。依據實驗數據計算出所測二氧化硫的總量為0.64mg，二氧化硫在酸中的濃度僅為2.13mg/L，所占比率為0.00012%，比較企業(yè)自產98%和92.5%中二氧化硫的含量，能夠認為解析純中二氧化硫含量可以忽略不計。取自制酸干吸工序98%酸（室溫）鼓氣實驗表6不相同時間段內耗費的滴定液體積變化表時間/min010203540506070VNaOH/ml057.18.89.510.110.910.9酸重：531.1g（300ml）4從以上數據能夠得出干吸98%酸中二氧化硫的含量為：0.01314%232.5mg/L）。取自制酸干吸工序98%酸預辦理后鼓氣實驗此次預辦理條件是將酸在電爐上加熱至70℃，后自然冷卻至室溫再進行鼓氣測定二氧化硫。實驗結果如表中所示。表7不相同時間段內耗費的滴定液體積變化表時間/min01020VNaOH/ml02.42.4酸重：529.2g（300ml）從以上數據能夠計算出干吸98%酸加熱至70℃時，再冷卻后，酸中的二氧化硫含量從0.01314%（232.5mg/L）下降到0.0029%（51.2mg/L）。齊華企業(yè)92.5%酸鼓氣實驗為了比較外企業(yè)所產成品硫酸中二氧化硫的含量，市場部從當地另一家有硫酸成品銷售的廠家齊華企業(yè)收集了樣品，現進行了二氧化硫含量的測定，結果以下表所示。表8不相同時間段內耗費的滴定液體積變化表時間/min0102030VNaOH/ml00.51.21.2酸重：137.4g（80ml）從實驗數據能夠計算出齊華企業(yè)所產92.5%酸的二氧化硫含量為僅為0.00559%（96mg/L）。顯然比我企業(yè)所產92.5%酸中二氧化硫的含量低。同理能夠推斷該企業(yè)所產的98%硫酸的二氧化硫含量比我司5的低。濃酸中各離子含量的檢測結果表9濃酸中幾種陰陽離子含量分些結果元素H2SO4FeCrMnAsHgFCl（%）（%）（%）（%）（%）（%）（mg/L）（mg/L）98%酸97.870.0025<0.0001<0.0001<0.00010.00011.2627.4792.5%酸94.050.0040.0001<0.0001<0.00010.00021.0024.73解析純97..210.0004<0.0001<0.0001<0.0001<0.00010.8913.74從檢測結果數據能夠發(fā)現，這幾種酸中所含的鉻、錳、砷、汞量都很低，并沒有較顯然的差距。鐵含量則解析純含量最低，自產98%酸次之，自產92.5%最高；陰離子氟含量也相差不大；只有氯雜質量出現了自產酸比外購解析純酸中含量超出一倍。從解析結果能夠看出，三種樣品中氯含量均高于10mg/L以上，在雜質范圍內，均屬于高含量的雜質，故此差別不好判斷其影響自產98%硫酸的透明度因素。2.4小節(jié)對各濃酸中所含二氧化硫含量的測定結果表示：解析純98%硫酸含量最低為0.00012%（2.13mg/L）；齊華企業(yè)所產的成品92.5%硫酸的含量也僅為0.00559%（96mg/L）。自產92.5%硫酸（取自酸罐）中含二氧化硫為0.02322%（418.13mg/L）；自產（取自酸罐）中含二氧化硫為0.01183%（215.47mg/L）；酸罐中的92.5%硫酸比98%硫酸溶解的二氧化硫量大，超出一倍左右，表示相同條件下92.5%酸比98%酸溶解的二氧化硫更高。與外企業(yè)所產硫酸比較，我司產品中所含二氧化硫含量超出4倍左右。6取自干吸工序98%硫酸0.01314%（232.5mg/L），經過加溫到70℃，此后馬上自然冷卻預辦理后，此酸中含二氧化硫為0.0029%（51.2mg/L）。表示預辦理后，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。其他金屬雜質與解析純樣品雜質含量基本一致，自產硫酸中氯含量超出解析純樣品一倍，但其實不好判斷這樣差別會影響自產98%硫酸的透明度，所以能夠除去硫酸中這部分雜質元素對硫酸透明度的影響。3鐵質罐積蓄自產98%硫酸實驗所做實驗為了更好地與現場相聯合，實驗結果可靠和真切，技術部選擇了與酸庫酸罐材質相同的資料，委托機修車間加工了三個φ10cm×15cm的圓柱鐵罐進行實驗。鐵罐第一進行沖刷，此后用堿除污，烘干冷卻后開始儲酸實驗。端口用墊塑膠膜石膏板做蓋，罐體如圖1所示：圖1自制鐵質酸罐表示圖實驗所用的各樣濃酸透明度比較，如圖2中標簽所示。其中乳濁狀透明度較差的98%酸采自酸罐內。92.5%也采自酸罐，另一98%酸則采自干吸出口。7圖2實驗采用的幾種濃酸表觀透明度這幾種酸從透明度進行比較能夠看出，解析純98%酸透明度最高，92.5%酸次之，干吸98%酸由于懸浮少量黑點物質，透明度受一定的影響。透明度最差的罐體收集的酸遍布白色乳濁懸浮物，透明度幾乎為零。3.1鐵質酸罐24小時鈍化用三種不相同酸對實驗用酸罐進行了鈍化實驗，鈍化實驗連續(xù)了30個小時，分別是92.5%酸，采自干吸的98%酸，解析純98%酸。小時后，將酸從罐體倒入玻璃燒杯中。其中倒完酸后，罐體內的表觀相貌分別見以下列圖。圖3為干吸98%酸鈍化的罐體，將酸倒出后，發(fā)現罐壁上有顯然的白酸泥附著物，比較圖4中積蓄92.5%酸罐壁上并沒有顯然的酸泥出現?？梢娫阝g化時期，企業(yè)自產98%酸上就開始出現了酸泥。8圖3干吸98%酸鈍化罐體內表觀相貌圖492.5%酸鈍化罐體內表觀相貌圖圖5為罐體鈍化后倒出的幾種濃酸，從圖中很顯然看到，三種濃酸中都有三價鐵銹般的褐黃色體，這個比較簡單推斷是鈍化過程中9部分鐵銹溶解于濃酸中所致。三種濃酸體進一步比較發(fā)現，中間的98%酸顯然帶有白色絮狀體，并掩蓋部分褐色，透明度顯然較差。其它兩種酸體誠然帶有顏色，但透明度比較干吸98%酸顯然較高。圖5鈍化罐體倒出的幾種濃酸（左、92.5%，中、98%，右、解析純）3.2罐體儲酸實驗將三種不相同的酸分別是解析純98%酸，干吸98%酸，熱辦理干吸98%酸（在電爐中加熱到65℃）倒入三個罐體中，積蓄了56小時后10圖6罐體儲酸實驗透明度情況比較倒出，三種酸體的表觀透明度見圖6所示。從圖6能夠看到，三種酸體仍是有褐色出現，這與鐵罐體鈍化不足惹起的。但三種酸體都有褐色背景的條件下，冷98%酸中已經出現了污濁，而熱辦理98%酸則未出現污濁現象，解析純98%酸的透明度最好。在實驗過程中發(fā)現，解析純98%酸在罐體內就是透明清明，肉眼可見到罐底。鈍化實驗與積蓄酸實驗能夠較好推斷，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致使。外企業(yè)所產透明度較好的98%酸中所含二氧化硫顯然比我司酸中低；其他本實驗結果也與企業(yè)酸庫實質現象一致，即相同生產條件下，92.5%酸透明度顯然比98%酸高，在積蓄中，92.5%酸不會出現透明度下降的情況。經過對相同批次98%酸樣品進行預辦理實驗發(fā)現，加熱預辦理后的98%酸，由于二氧化硫的顯然下降，對酸罐的腐化率也顯然降低，儲酸實驗結果印證酸體不會出現透明度下降的情況。為了進一步考證二氧化硫溶解在濃酸中致使腐化罐壁，硫酸亞鐵酸泥增加，酸體透明度下降的主要因素和現象，下面還連續(xù)進行了用解析純98%酸中鼓入二氧化硫氣體后對鐵質資料的腐化實驗。3.3解析純98%酸鼓入二氧化硫實驗本實驗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第一用濃硫酸干燥水分，再鼓入解析純98%酸體中，其中濃酸中吞沒了幾顆鐵質螺釘（已做除銹辦理），并附帶一參照空白實驗酸體。發(fā)生器產生的氣體完好能夠使?jié)馑崛芙饣蛭降亩趸?1硫達到飽和。實驗過程中發(fā)現，通入二氧化硫氣體其實不會馬上產生顯然的腐化鐵資料的現象，有少量的氣泡出現。當此溶液靜置5節(jié)氣間后，鼓入二氧化硫氣體的酸瓶出現鐵質腐化溶解情況，酸體表現了黃褐色，見圖7所示。圖7解析純濃酸鼓二氧化硫氣體反推實驗（左一：空白瓶，左二：實驗瓶，右一二：氣體發(fā)生器）此實驗進一步反推考證了二氧化硫對鐵質資料擁有較強的腐化作用。進而說明濃酸中溶解較高的二氧化硫將會對鐵質酸罐產生腐化，產生過多酸泥，將影響罐中酸體的透明度，并致使酸體成為乳濁狀，大