氢氧化钠处理（精选九篇）
氢氧化钠处理 篇1
本工作介绍了某钾碱分公司的废水处理新工艺。该工艺采用国际先进的离子膜工艺技术,将水资源和无机盐进行分离,淡水作为循环水补充用水,浓缩水用于生产过程溶解氯化钾,使水资源充分地循环利用。
1 废水水质及传统处理工艺
1.1 废水水质
氢氧化钾生产废水取自某钾碱分公司,废水水量为300t/d,废水水质见表1。
1.2 氢氧化钾生产废水传统膜处理工艺
传统的膜处理工艺分为四部分:预处理系统、超滤系统、膜浓缩系统和浓缩水后处理系统。预处理主要目的是去除废水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等妨碍后续工艺系统正常运行的杂质。针对废水水质特点,设置的预处理设施包括废水均合池、原水泵、氧化剂加药系统等。超滤系统包括叠片式过滤器、超滤装置、超滤产水箱、增压泵、还原剂加药系统和超滤反洗泵等设备。膜浓缩系统承担了主要的脱盐任务,主要包括保安过滤器、阻垢剂加药系统、高压泵、1#反渗透装置、浓缩水增压泵、2#反渗透装置等。浓缩水后处理系统主要是将膜分离产生的浓盐水和部分中水混合,达标后直接排放或蒸发浓缩为固体废弃物(氯化钠和氯化钾混合物)。氢氧化钾生产废水传统膜处理工艺流程见图1。
2 氢氧化钾生产废水膜处理技术的改进
改进后的废水处理工艺分为三部分:预处理系统、超滤系统和膜浓缩系统。处理后的淡水作为循环水补充用水,浓缩水用于生产过程溶解氯化钾,处理后废水水质见表2。工艺改进后降低了运行费用,减少了废物排放,实现了清洁生产。
2.1 改进离子交换树脂再生技术,消除废水污染物
传统工艺采用氢氧化钠再生树脂技术,导致氢氧化钾生产废水中含有可溶性氯化钾和氯化钠的混合物。改进工艺中树脂再生用的碱为氢氧化钾,将经过膜分离后产生的浓缩水用于生产过程溶解氯化钾,使钾离子实现系统内循环,达到纯水生产“不消耗碱”的目的,解决了浓缩水的污染问题,同时回收的淡水作为循环水补充用水。
2.2 改进预处理措施,延长离子膜的使用寿命
废水中的菌类、藻类等活性微生物、余氯和难溶无机盐对膜材料损伤严重,若不采取处理措施,反渗透膜会在很短时间内中毒失效[2,3]。改进工艺中,氧化剂加药系统加入次氯酸钾(传统工艺加入次氯酸钠)去除菌类、藻类等微生物对膜的污染;还原剂加药系统加入亚硫酸钾(传统工艺加入亚硫酸钠)去除水中的余氯,防止水中余氯对反渗透膜的损伤;反渗透系统加入阻垢剂———进口MDC 756型复合阻垢剂,防止反渗透浓水中碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等难溶盐浓缩后析出结垢,堵塞反渗透膜,损坏膜元件[4,5,6]。为达到回收淡水作为循环水补充水的目的,选择膜浓缩作为主体工艺,超滤系统对预处理后的水作进一步处理,使膜系统进水的污染指数小于3,极大地延长膜清洗周期,从而达到延长了运行寿命的目的[7,8]。
2.3 采用超滤—纳滤—反渗透工艺,降低能耗
反渗透装置是废水处理工程的核心装置。预处理产水进入1#反渗透装置,在压力作用下,大部分水分子和微量其他离子透过膜,经收集后可作为循环水补充用水;水中的大部分盐分和胶体、有机物等不能透过膜,残留在少量浓缩水中,加压后进入2#反渗透装置,清水返回超滤产水箱,浓缩水用于生产过程溶解氯化钾。由于废水中含有可溶性氯化钾,质量分数为5～9g/L,浓缩10倍后,达到50～90g/L。如果只采用反渗透工艺,达到同样浓缩倍数需要较大的能耗。经过对多种工艺的选择,在超滤系统增加纳滤装置,采用超滤—纳滤—反渗透的工艺路线,达到浓缩10倍回用的要求最经济可行。
2.4 清污分流,减少废水排放量
传统生产工艺是将所有的生产废水全部排入废水均合池,中和后达标排放。为了实现生产废水零排放的要求,且尽量降低运行费用,根据各部分废水水质特点,将片碱蒸发工序产生的一次蒸汽冷凝水经板式换热器换热后送往总纯水贮槽;将片碱车间二次蒸汽冷凝水经换热器换热后送往电解车间的纯水贮槽;将泵的冷却水集中回收送往循环水系统,补充循环水系统的消耗。通过清污分流,改变生产废水循环路径,每年节约水资源60kt,同时减少废水排放量。
2.5 调控氯化钡用量,解决重金属积累问题
无论是纯水生产中的树脂再生,还是二次盐水精制过程螯合树脂再生,被树脂吸附的重金属在再生过程中都会进入浓缩水中,这部分浓缩水将作为原料用于溶解氯化钾,浓缩水中的重金属会在浓缩液中累积,在废水处理过程中若不能将带入的重金属有效去除,重金属不断积累,最终会导致重金属超标、产品质量不合格。
在淡盐水中加入还原剂亚硫酸钾去除游离氯,使系统中生成了硫酸根离子。传统工艺通过加入氯化钡去除硫酸根;新工艺改进后减少氯化钡的用量,使硫酸根一部分和重金属反应,一部分和氯化钡反应,生成沉淀后过滤除去,达到去除重金属的目的。通过对改进工艺前后重金属含量进行为期一个月的跟踪分析,改进工艺处理后的重金属质量分数仅为处理前的8.3%。检测结果表明,在废水处理过程中,调整适当的工艺条件,可解决重金属在系统中累积的问题。
3 运行效果
3.1 经济效益分析
废水回收利用:废水处理量为300t/d,按90%回收,回收水循环使用,替代去离子水溶解氯化钾,废水处理费用按3元/t计,可节约水费810元/d。
回收氯化钾:螯和树脂塔再生废酸、碱自身中和,可回收氯化钾0.365t/d;纯水站阴阳离子交换树脂塔再生废酸、碱自身中和,可回收氯化钾0.812t/d。氯化钾价格为2 900元/t,共可节约氯化钾原料费3 413元/d。
废水回收利用和回收氯化钾共可节省资金4 223元/d。
3.2 环境效益分析
传统工艺生产废水300t/d,集中处理后达标排放。改进工艺经膜浓缩系统处理后,再生淡水约270t/d,浓缩水为30t/d。淡水循环利用,节约水资源270t/d,浓缩水用于溶解氯化钾得到了回收,实现了清洁生产,取得经济和环境效益双赢。
4 结论
传统工艺处理氢氧化钾生产废水,废水只能达标排放或蒸发浓缩为固体废弃物,既浪费水资源、污染环境又耗能。改进后的新工艺,无废水排放,降低了能耗。通过改进离子交换树脂再生技术,减少废水污染物;改进预处理措施,延长离子膜的使用寿命;采用超滤—纳滤—反渗透工艺,降低废水处理能耗;清污分流,减少废水排放量;调控除硝工艺中氯化钡用量,解决重金属的累积问题,提高了产品质量。仅废水处理系统可节省资金4 223元/d,节约水资源270t/d。改进后的氢氧化钾生产废水处理新工艺适用于氯碱生产企业。从2007年投入使用以来,装置运行正常,各项参数达到设计要求。
摘要：采用膜分离集成新工艺,对氢氧化钾生产废水传统处理工艺进行改造。通过改进离子交换树脂再生技术,去除废水污染物;增加预处理措施,延长离子膜的使用寿命;采用超滤—纳滤—反渗透工艺,降低能耗;清污分流,减少废水排放量;调控除硝工艺中氯化钡用量,解决重金属的累积问题。处理后的淡水作为循环水补充用水,浓缩水用于生产过程溶解氯化钾。
关键词：氢氧化钾,膜分离技术,离子交换树脂,超滤,纳滤,反渗透,废水处理
参考文献
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氢氧化钠处理 篇2
1、氢氧化钙用在废水中可以中和废水中的游离酸。
2、氢氧化钙用在废水中可以中和废水中的酸性盐。
3、氢氧化钙用在废水中，其中氢氧化钙中的氢氧根离子可以与金属离子反应生产不溶于水的沉淀物。
4、氢氧化钙用在废水中，可以调节废水的PH值至碱性，这样可以更好的使金属氢氧化物沉淀。
不仅如此，随着国家环保部门对电镀废水排污的高度监管，要求电镀厂污水排放必须要达到排放标准，无疑给电镀企业增加了运营成本。
据有关资料显示，电镀厂的电镀废水属酸性水，污水处理主要使用的是氢氧化钠（片碱）和生石灰，氢氧化钠处理效果好，没有杂质，但成本太高，生石灰的价格便宜，但处理效果不好，杂质太多。无论用哪个产品，每月用于污水处理的支出都是一笔不小的数目。那么有没有一种廉价的产品可以代替氢氧化钠且价格低廉呢？
带着疑问，建德市大同镇宏伟钙粉厂氢氧化钙厂家咨询了一些相关的专家。专家解释，氢氧化钙完全可以代替氢氧化钠和生石灰用于做污水处理，且处理效果明显。
目前很多电镀工厂，在电镀废水的回收利用方面，通常是将电镀废水进行常规的化学处理，氢氧化钙具有碱的通性，是一种强碱。氢氧化钙的碱性比氢氧化钠强(金属活动性：钙>钠)，但由于氢氧化钙的溶解度比氢氧化钠小得多，所以氢氧化钙溶液的腐蚀性和碱性比氢氧化钠小。这些性质决定了氢氧化钙有广泛的应用。
污水处理氢氧化钙原理：氢氧化钙对废水中胶体微粒能起助凝作用。氢氧化钙是一种强碱，具有碱的通性，可以中和酸性废水或许金属废水，使酸性废水变成中性；可以吸收烟气中的二氧化硫，使排放烟气含硫量契合环保规范；对废水中胶体微粒能起助凝作用，并作为颗粒核增重剂，加快不溶物的别离；经过调理PH值对乳化液废水有脱稳破乳的作用；能有用的去掉磷酸根、氢氧化钙的硫酸根及氟离子等阴离子。
选择药剂考虑的主要因素有：价格、反应速度、用量、贮存和制备装置的费用、输送的难易程度以及化学反应后的最终产物。以价格来说，在处理效果相同的情况下，氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钙三者之比为48∶100∶25；从反应速度来说，氢氧化钠＞碳酸钠＞氢氧化钙；从混凝脱色的效果看，氢氧化钠＜碳酸钠＜氢氧化钙；从用量、贮存和制备装置的费用来 说，氢氧化钠＜碳酸钠＜氢氧化钙；从反应生成物来说，氢氧化钙的生成物最容易脱水，使用氢氧化钠中和时会产生大量絮稠而难以沉淀的污泥，而碳酸钠会因生成的CO2释放而产生发泡问题。经综合比较，中和剂一般采用氢氧化钙的乳浊液即石灰乳。
废水处置作用对比：氢氧化钙是废水处置的惯例碱性药剂，与含量30%的氢氧化钠碱液比较，每吨氢氧化钠碱液的报价与每吨氢氧化钙粉剂适当，但从处置作用看，采用氢氧化钙粉剂的报价还不到选用氢氧化钠碱液的50%，从混凝脱色的作用看也要优于氢氧化钠碱液，是全世界公认的首选碱性中和药剂。
目前市面上主要有三种机器设备生产氢氧化钙
1）球磨机，7吨/h产量高产品干燥无法排渣细度200目~325目，无法排除杂质 2)雷蒙磨粉机，3吨/h产量高产品干燥细度200目，无法排除杂质 3）灰钙机，产量1吨/h 产量低
氢氧化钠处理 篇3
精制棉 (棉浆粕) 是以棉短绒为原料经碱法蒸煮精制而成的一种高纯度纤维素产品, 广泛用于制造纤维素酯类、硝化纤维素 (硝化棉) 和醋酸纤维素, 具有较好的市场前景。精制棉生产过程中将产生大量废水, 其中主要为加碱蒸煮废水 (蒸煮黑液) 、漂白废水和驱水废水。其中, 蒸煮黑液中COD高达5×104mg/L以上, 有机污染物含量高, 占了总有机污染物排放量的90%, 含有大量棉超短绒、单宁、果胶、油脂、蜡质、木糖、固形物和游离碱等, 具有高色度 (4000-5000 倍左右) 、高COD、可生化性差等特点[1]。
目前, 精制棉废水的处理方法主要有物理、化学、生物处理方法, 而单纯的物理、化学和生物处理工艺很难有效降低色度、去除有机污染物实现废水达标排放。因此在实际工程中普遍采用物理、化学法作为预 (前) 处理, 去除一部分大分子有机物, 如木质素、果胶、油脂和固形物等, 并提高废水的可生化性, 再重点采用生物法进行深度、高效处理使精制棉废水实现达标排放[1]。鉴于精制棉黑液具有色度高、COD值高和难处理的特点, 本试验采用氢氧化铝对粉煤灰进行改性处理, 比较了改性前后对精制棉黑液色度和COD的去除效果。
1 材料与方法
1.1 精制棉黑液的制备
称取10g棉短绒放入1L锥形瓶中, 加入800m L浓度为20g/L氢氧化钠溶液, 浸泡三小时。再将锥形瓶置于电加热套中加热, 保持瓶内液体沸腾, 蒸煮6h, 得到实验用精制棉蒸煮黑液。
1.2 粉煤灰的氢氧化铝改性处理
粉煤灰取自国电大连某发电厂。先配好质量分数是20%的氢氧化铝乳浊液, 然后取10m L氢氧化铝乳浊液和10g粉煤灰混合, 搅拌均匀, 然后置于烘箱中烘干, 从而制得添加氢氧化铝的粉煤灰。
1.3 粉煤灰改性前后对精制棉黑液的处理
称取10g粉煤灰原渣和添加氢氧化铝的粉煤灰放入到100m L的锥形瓶中, 再向瓶中加入50m L精制棉黑液。将锥形瓶在室温下放置于摇床上, 以200r/min转速震荡。分别测定不同时间COD和色度的去除效果。采用重铬酸钾微波消解快速测定COD, 采用稀释倍数法测定色度。
2 实验结果与讨论
2.1 粉煤灰改性前后对黑液色度的去除效果
粉煤灰改性前后对精制棉黑液色度的去除效果如图1 所示。氢氧化铝改性后的粉煤灰对精制棉黑液色度的去除作用明显好于粉煤灰原渣单独处理时的效果。粉煤灰原渣单独作用时, 对精制棉黑液色度的去除率在吸附1h后达到24%, 然后逐渐开始下降, 吸附6h后降低到16%;经氢氧化铝改性后的粉煤灰对精制棉黑液色度的去除在吸附1h后基本达到饱和, 连续吸附6h期间也保持在60%以上。
2.2 粉煤灰改性前后对黑液COD的去除效果
粉煤灰改性前后对精制棉黑液COD的去除效果如图2 所示。吸附1h后, 粉煤灰原渣对黑液COD的去除达到最大值26%, 连续吸附期间COD的去除率略有降低, 吸附6h后COD的去除率为23%;经氢氧化铝改性后的粉煤灰对黑液COD的去除效果明显好于粉煤灰原渣单独作用时的效果, 吸附1h后COD的去除率达到51%, 连续吸附6h后逐渐降低到33%。
利用多孔性吸附过滤介质通过分子间的吸附作用和空隙的过滤截留作用可以去除一部分污染物。粉煤灰的主要成分是Al2O3、Si O2、Ca CO3、Al2O3 (OH) 2和玻璃体, 具有多孔和比表面积大的结构特点, 具有较强的吸附能力[2,3]。铝盐可以水解为氢氧化铝多聚体 (团簇) 具有较好的絮凝作用。但在酸性较强时, 无机铝、铁类絮凝剂因无法形成多聚体而起到较好的絮凝作用, 而精制棉黑液碱性较强, 因此有利于铝盐形成多聚体, 因此具有较好的絮凝效果。粉煤灰原渣及改性处理后粉煤灰主要通过过滤、吸附、接触聚凝和沉淀作用去除精制棉黑液中大部分棉超短绒、油脂和蜡质等固形物, 并去除部分可溶性有机物, 使得色度和COD得到明显去除。由于铝盐在水相能够形成多聚体, 因此氢氧化铝强化了粉煤灰对精制棉黑液色度和COD的去除作用, 使得处理精制棉黑液的效果明显好于粉煤灰单独作用时的去除能力。
3 实验结论
粉煤灰经氢氧化铝改性处理后对精制棉黑液色度和COD的去除效果均明显好于改性处理前。氢氧化铝改性处理后对黑液色度和COD的最大去除率分别为62%和51%, 而粉煤灰原渣对黑液色度和COD的最好去除效果分别为24%和26%。
摘要：精制棉蒸煮黑液因色度高、COD值高和可生化性差等特点, 使得处理的工艺复杂、处理成本较高, 一直是环境工程领域的难点。文章采用质量浓度为20%的氢氧化铝乳浊液对粉煤灰进行改性处理, 对比了粉煤灰原渣和改性粉煤灰对精制棉黑液COD和色度的去除效果。改性粉煤灰对精制棉黑液色度和COD的去除效果明显好于粉煤灰原渣, 对黑液色度和COD的最高去除率分别为62%和51%。
关键词：精制棉黑液,粉煤灰,氢氧化铝改性,色度,COD
参考文献
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氢氧化钠的变质 篇4
氢氧化钠没密封保存会因吸收空气中的二氧化碳，生成碳酸钠而变质。2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O.检验是否变质,就相当于检测是否有Na2CO3了。
氢氧化钠的变质存在这样三中情况：
（1）没有变质；（成分NaOH）
（2）部分变质；（成分NaOH 和Na2CO3）
（3）完全变质。（成分Na2CO3）
一、证明变质：
取少许固体物质溶于水，配成溶液与试管中；可分别向其中滴加酸、碱、盐溶液中的一种。
（1）取少许固体物质溶于水，配成溶液与试管中，向其中滴加稀盐酸或稀硫酸，如果产生气泡，说明已经变质。
原理：碳酸钠会与酸反应生成二氧化碳气体，而氢氧化钠与酸反应没有明显现象。Na2CO3+2HCl=== 2NaCl+H2O+ CO2↑；
NaOH+HCl== NaCl+H2O
（2）取少许固体物质溶于水，配成溶液与试管中，向其中滴加氢氧化钡溶液或氢氧化钙溶液，如果产生白色沉淀，说明已经变质。
原理：碳酸钠会与氢氧化钡或氢氧化钙反应生成白色沉淀，而氢氧化钠与氢氧化钡或氢氧化钙不反应，没有明显现象。
Na2CO3+Ba(OH)2== BaCO3↓+ 2NaOH；NaOH+ Ba(OH)2≠
（3）取少许固体物质溶于水，配成溶液与试管中，向其中滴加氯化钡溶液或氯化钙溶液（或硝酸钡等其他可溶性钙盐、钡盐溶液），如果产生白色沉淀，说明已经变质。
原理：碳酸钠会与氯化钡或氯化钙反应生成白色沉淀，而氢氧化钠与氯化钡或氯化钙不反应，没有明显现象。Na2CO3+BaCl2== BaCO3↓+ 2NaCl；NaOH+ Ba Cl2≠
二、确定成分
1.没有变质（成分NaOH）的探究方法：取少许固体物质溶于水，配成溶液置与试管中，向其中滴加氯化钡或氯化钙看到溶液无变化，滴无色酚酞试液显红色，说明没变质；Na2CO3+BaCl2== BaCO3↓+ 2NaCl ；NaOH+ Ba Cl2≠
2.部分变质（成分NaOH 和Na2CO3）的探究方法：取少许固体物质溶于水，配成溶液与试管中，向其中滴加足量的氯化钡或氯化钙溶液，溶液变浑浊，向反应后的溶液滴加无色酚酞试液，溶液显红色，说明是部分变质；Na2CO3+BaCl2== BaCO3↓+ 2NaCl
3.完全变质（成分Na2CO3）的探究方法：取少许固体物质溶于水，配成溶液与试管中，向其中滴加足量氯化钡或氯化钙溶液，溶液变浑浊，向反应后的溶液滴加无色酚酞试液，溶液不变色，说明完全变质。Na2CO3+BaCl2== BaCO3↓+ 2NaCl
注意：氢氧化钠和变质后的碳酸钠溶液都呈碱性，不用稀盐酸或稀硫酸，是因为稀盐酸或稀硫酸与碳酸钠反应的同时也会和氢氧化钠发生反应；不用氢氧化钡或氢氧化钙溶液代替氯化钡等，是因为氢氧根离子会对探究造成干扰。NaOH+HCl== NaCl+H2O
Na2CO3+Ba(OH)2== BaCO3↓+ 2NaOH
三、除去杂质
取样品溶于水，配成溶液与试管中，向其中滴加适量的氢氧化钡溶液或氢氧化钙溶液，然后过滤，就得到氢氧化钠溶液，在蒸发，就得到氢氧化钠固体。Na2CO3+Ba(OH)2== BaCO3↓+ 2NaOH
注意：不用稀盐酸或稀硫酸，是因为稀盐酸或稀硫酸与碳酸钠反应的同时也会和氢氧化钠发生反应，而且会生成氯化钠或硫酸钠，引入新的杂质；不用氯化钡或氯化钙溶液代替氢氧化钡等，是因为与碳酸钠反应，生成氯化钠，引入新的杂质。
Na2CO3+2HCl=== 2NaCl+H2O+ CO2↑；
NaOH+HCl== NaCl+H2O
Na2CO3+BaCl2== BaCO3↓+ 2NaCl
四、测定纯度
取样品溶于水，配成溶液与试管中，可分别向其中滴加足量的酸、碱、盐溶液中的一种。通过计算生成的气体或沉淀的质量，计算碳酸钠的质量，进而计算纯度。
五、相应考题：
1、2009年河南中招23题(3)为探究一瓶氢氧化钠固体的变质情况，同学们进行了如下实验。
①取少量该固体样品置于试管中，向其中加入一种无色溶液，发现有气泡产生，说明该样品中含有碳酸钠，由此可确定该固体已发生变质。则无色溶液可能是。
②为探究该固体中是否还有未变质的氢氧化钠，同学们又进行了如下表所示的实验。已知碳酸钠的水溶液呈碱性，它的存在会对氢氧化钠的检验造成干扰。请根据右图部分物质的溶解性表(20℃)所提供的信息，将下表填写完整。
解析：
第(3)小题①考查碱的化学性质和分析推理能力，NaOH变质是NaOH和空气中的CO2作用，生成了Na2CO3和H2O，检验NaOH是否变质实际上是检验NaOH中是否含有Na2CO3，酸可以选用HCl，H2SO4等；第(3)小题②要想探究该固体中是否还有未变质的氢氧化钠，根据下表实验步骤，必须先除去碳酸钠，再检验是否还有未变质的氢氧化钠。因此，题目综合分析难度稍高，隐藏了先除杂后检验信息。除去碳酸钠，即把碳酸根转化成气体或沉淀。根据本题情况，若加入酸，把碳酸根转化成气体，会影响下一步对氢氧化钠的检验，所以只能设法把碳酸根转化成沉淀。根据物质的溶解性表信息知，可以加入氢氧化钡或可溶性钡盐。但加入氢氧化钡影响下一步对氢氧化钠的检验，因此只可加入硝酸钡或氯化钡溶液。（注：此题物质的溶解性表中没有钙离子，实际上可溶性钙盐也可以）。
氢氧化钠固体变质
氢氧化钠固体置于空气中既能吸收水分而潮解，又能与空气中二氧化碳反应而变质，探究有关氢氧化钠变质的问题，由于对学生思维能力及知识综合运用能力要求较高，大多数学生解答此类问题往往比较困难，本文将从以下三个方面展开探究：
探究一：氢氧化钠能否与二氧化碳反应：
氢氧化钠与二氧化碳反应时，并无明显现象说明反应的发生，所以探究上述反应能否发生，成为同学们较难掌握的知识点之一，此类探究实验常见方法如下：
方法1：取少量纯净的氢氧化钠溶于水，向其中通入二氧化碳气体后，再向所得溶液中滴入足量的稀盐酸，如有气泡产生，则说明氢氧化钠能和二氧化碳反应。
分析：如果氢氧化钠不与二氧化碳反应，则滴入的稀盐酸将与氢氧化钠反应，化学方程式如下： HCl + NaOH ==== NaCl +H2O
根据上述反应推测，应无气泡产生。
气泡的产生是因为如下反应的发生：
Na2CO3 + 2HCl === 2NaCl + H2O + CO2↑
而反应物中的碳酸钠正是由于氢氧化钠和二氧化碳反应产生的，即：
2NaOH + CO2 ==== Na2CO3 + H2O
方法2：在两个体积相同的软塑料瓶中分加充满二氧化碳气体，再分别向其中滴入等体积的水和和氢氧化钠溶液，振荡，观察到滴加氢氧化钠溶液的塑料瓶变瘪的程度比加水的塑料瓶大，说明氢氧化钠能和二氧化碳反应。
分析：我们知道，二氧化碳能溶于水且能与水发生反应，二氧化碳的上述性质往往对证明氢氧化钠能否与二氧化碳反应造成一定的干扰，通过上述对比实验则较好解决了这一难题。
点拨：证明一个无明显现象的化学反应的发生，思路如下：①根据化学反应的本质，证明有某种新物质生成（如方法1）；②证明某种反应物量的减少或完全消失（如方法2）。
另由于生成的碳酸钠溶液呈碱性，所以不宜用指示剂来证明氢氧化钠能否和二氧化碳反应。
探究二：氢氧化钠固体是否变质：
根据“探究一”的学习，不难看出探究此类问题的重点是证明样品中是否有碳酸钠，常见方法如下： 方法1：取少量固体样品溶于水后，再向所得溶液中滴入过量的稀盐酸，如有气泡产生，则氢氧化钠固体已变质。
分析：将固体溶于水，是利用溶液中进行的化学反应速度比较快；加入过量的稀盐酸是为了避免可能存在的氢氧化钠的干扰，因为盐酸也能和氢氧化钠反应，并且当溶液中同时存在氢氧化钠和碳酸钠时，往往中和反应先发生，原因如下：如盐酸和碳酸钠先反应，则反应生成的二氧化碳还能与溶液中的氢氧化钠反应又生成碳酸钠。
方法2：取少量固体样品溶于水后，再向所得溶液中滴入饱和澄清石灰水，如溶液中产生白色沉淀，则氢氧化钠固体已变质。
分析：产生白色沉淀是因为发生了如下的反应：
Na2CO3 + Ca(OH)2 ====CaCO3 ↓+ 2NaOH
而溶液中可能存在的氢氧化钠对此现象无干扰，但由于氢氧化钙溶解性的原因，有时还会用氢氧化钡溶液，则会使上述现象更加明显。
方法3：取少量固体样品溶于水后，再向所得溶液中滴加氯化钙溶液，如溶液中产生白色沉淀，则氢氧化钠固体已变质。
分析：产生白色沉淀是因为发生了如下的反应：
Na2CO3 + CaCl2 === CaCO3 ↓+ 2NaCl
由于氢氧化钙微溶于水，所以上述方法中氯化钙溶液浓度如果太大，则氯化钙和氢氧化钠反应生成的微溶于水氢氧化钙可能对实验造成一定的干扰，如用氯化钡溶液则可避免干扰。
点拨：解决此问题的思路是充分利用溶液中碳酸钠的化学性质：碳酸钠能与某些酸、碱、盐反应，当然还要考虑氢氧化钠的存在对探究的干扰。
探究三：探究氢氧化钠固体的变质程度：
根据“探究二”的学习，可解决探究氢氧化钠固体是否变质，但氢氧化钠是完全变质还是部分变质的探究则一般采用如下方法：
方法1：取少量固体样品溶于水后，再向所得溶液中滴加过量氯化钙溶液，充分反应后，将生成的沉淀过滤，再向滤液中再滴入几滴无色酚酞试液，如酚酞试液变为红色，则氢氧化钠固体部分变质；如酚酞试液不变色，则氢氧化钠固体完全变质。
分析：由于氯化钙与碳酸钠发生如下反应：
Na2CO3 + CaCl2 === CaCO3 ↓+ 2NaCl
过滤后，溶液中的溶质一定有生成的氯化钠和过量的氯化钙，而它们的水溶液都不能使酚酞试液变色，如酚酞试液变色，则过滤后的滤液中还有碱性物质，只能是氢氧化钠。
点拨：解决“探究三”问题的思路与解决“探究二”问题的思路正好相反：“探究二”是证明氢氧化钠固体中是否存在碳酸钠，而“探究三”则是证明碳酸钠固体中是否存在氢氧化钠。另不可用澄清石灰水代替氯化钙溶液，除因为过量石灰水对实验有干扰外，反应生成的氢氧化钠（化学方程式如下）对实验也有干扰。
Na2CO3 + Ca(OH)2 ====CaCO3 ↓+ 2NaOH
方法2：取少量固体样品将其置于烘箱中将水分烘干，用天平称其质量,再取等质量的纯净的碳酸钠，分别放在两只烧杯中，再将盛有固体的烧杯放在左、右托盘上，将天平调至平衡，再向两只烧杯中分别加入等质量的稀盐酸，至都无气泡产生为止，如果天平任处于平衡状态，则氢氧化钠固体完全变质；如果天平两边不平衡，则氢氧化钠固体部分变质。
分析：如氢氧化钠完全变质，则两边烧杯中的固体都是纯净的碳酸钠，它们与盐酸发生如下反应： Na2CO3 + 2HCl === 2NaCl + H2O + CO2↑
通过计算不难得出产生的二氧化碳质量相等，所以天平任处于平衡状态；而如果天平两边不平衡，则两边产生的二氧化碳质量不等，即烘干后的样品中还有氢氧化钠。
点拨：定量研究方法是科学研究的重要方法之一。化学家们用定量的方法对化学变化进行研究，发现了许多化学变化的重要规律。作为一名初中生如能掌握这一方法，往往会使同学们平时认为难以解决的问题迎刃而解，如区别碳酸钠和碳酸钾等。
一、氢氧化钠变质问题（NaOH与Na2CO3）
1、兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：
【对固体猜想】
猜想1：全部是NaOH；猜想Ⅱ：全部是Na2CO3；猜想Ⅲ：是NaOH和Na2CO3混合物。
【实验和推断】
(1)若现象a为有气泡产生，则加入的A溶液是反应的化学方程式是。
(2)若A是Ca(OH)2溶液，现象a有白色沉淀，现象b为无色酚酞试液变红色，则白色沉淀为(填化学式)，该实验(填“能千或“不能”)说明样品中有NaOH。
(3)若A是CaCl2溶液，当实验现象a为b为，则猜想Ⅱ成立。
【反 思】久置的氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示)。
2、同学们在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的实验。
（1）写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式。
（2）乙实验中滴加氢氧化钠溶液后，可观察到的现象是。
（3）丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。
（4）实验结束后，同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中，最终看到废液浑浊并呈红色，产生疑问。
【提出问题】 废液中含有哪些物质？
【交流讨论】①一定含有的物质：碳酸钙、指示剂、水和（写物质名称）。
②还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么？同学们有如下猜想。
小云认为：只有碳酸钠小红认为：只有氢氧化钙小林认为：是氢氧化钠和碳酸钠
【实验设计】小方想用氯化钙溶液来验证小云、小红、小林的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性，并设计如下实验。请你将小方的实验设计补充完整。
【反思拓展】 在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外还需考虑。
3、某中学九年级的同学在探究酸碱盐的性质实验中。小骆同学用紫色石蕊来检测碳酸钠、氢氧化钠、硫酸和食盐水的酸碱性。实验结束后将废液先后倒入废液缸后发现整缸废液显示蓝色。（全部填化学式）⑴请同学们帮小骆判断一下废液中一定含有物质。（酸碱指示剂与水不用考虑）
⑵为了进一步确定废液的组成，小骆继续设计了后续实验（见下图）
若本次实验中，小骆选用的试剂A为Ca(NO3)2溶液，则最终可以确定废液组成是。
⑶若本次实验中，小骆选用的试剂A为Ba(OH)2，请你预测实验最终的现象
4、某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。实验步骤如下：①按图连接装置，并检查气密性；②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为83.4g；③准确称得6g纯碱样品放入容器b中；④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6g。试回答：
（1）若④⑤两步的实验操作太快，则会导致测定结果__（填“偏大”或“偏小”）；
（2）鼓入空气的目的是______________________，装置A中试剂X应选用___；
（3）若没有C装置，则会导致测定结果_____（填“偏大”或“偏小”）；
（4）E装置的作用是___________________________________；
（5）根据实验中测得的有关数据，计算出纯碱样品Na2CO3的质量分数为______（计算结果保留一位小数）。
二、生石灰变质问题[CaO、CaCO3与Ca(OH)2]
１、刘军同学发现了一个在空气中敞口放置了很长一段时间的盛放CaO的广口瓶．他对该瓶中物质产生了浓厚的兴趣，希望通过实验的方法弄清楚其成份：
（1）【提出问题】该瓶中的物质可能是什么物质呢？
（2）【建立假设】刘军同学认为有7种可能：①全部是CaO；②全部是Ca（OH）2；③全部是CaCO3；
④是CaO与Ca（OH）2的混合物；⑤是Ca（OH）2与CaCO3的混合物；⑥是CaO与CaCO3的混合物；⑦是CaO、Ca（OH）2与CaCO3的混合物．
但是，其中有些假设是不合理的，例如“②全部是Ca（OH）2”的假设就不合理，你认为它不合理的原因是。
（3）【收集证据】
①查阅资料，氧化钙是一种常用的食品干燥剂，与水反应的过程中会放出大量的热．为了证明该物质中含有氧化钙，刘军同学设计了如下的实验方案：
取适量广口瓶中物质样品到烧杯中，加入足量的水，搅拌后静置，在烧杯中上层清液里滴入2滴无色的酚酞试液，观察现象．
结论：烧杯中液体变成红色，证明该样品中含有氧化钙
你认为他设计的实验方案合理吗？理由是什么？，②请写出你设计的实验方案：
③为了验证该物质中含有CaCO3，可以选择稀盐酸，可以取适量的样品到试管中，再向试管中加入适量的稀盐酸，观察现象．如果该样品中含有CaCO3，观察到的现象为，发生反应的化学方程式为：。
２、刘丽同学在某食品包装袋内取出一小袋干燥剂，上面写着“干燥剂，主要成分为生石灰”．她将这袋干燥剂全部倒人一定量水中，充分搅拌后过滤，得到白色沉淀和滤液．
（1）刘丽同学测定了滤液的酸碱度，你认为结果可能是。
（2）刘丽同学又对白色沉淀的组成提出了以下假设：
假设l是CaO和CaCO3的混合物
假设2是Ca（OH）2和CaCO3的混合物
假设3只有CaCO
3假设4只有Ca（OH）
2其中假设不合理。
（3）为了判断其他几种假设的合理性，刘丽同学继续进行实验：
①取少量沉淀放在试管中，加人稀盐酸，出现气泡，该反应的化学方程式为：。由此可否定假设。
②为了得到最后结论，她再取少量沉淀放在另一支试管中，加少量水振荡、静置后，滴入酚酞试液，显红色，说明只有假设合理。
3、小明同学在家吃饼干时，发现包装袋内有一个装有白色颗粒状固体A的小纸袋，上面写着“生石灰干燥剂，请勿食用”。他将小纸袋拿出来放在空气中，经过一段时间后，发现纸袋内白色颗粒黏在一起成为块状固体B。请你与小明一起对块状固体B进行探究。
（1）猜想：块状固体B中可能含有的物质是：。
（2）探究实验一：小明把固体B的粉末加入盛有少量水的试管中，振荡、静置，得到上层清夜C和白色固体D。小明拿住吸管往C中吹气，发现溶液变浑浊，他由此认定B中肯定有氢氧化钙。你认为他的判断对吗？请说明理由。
（3）探究实验二：为弄清D的组成，小明取一些D加入醋酸中，发现固体溶解，同时有气体产生，他由此判断D的成分为碳酸钙。你认为他的判断对吗？
请说明理由：。
（4）你认为要弄清楚固体D的组成还需要做什么实验？请说明操作方案、现象与结论。
A．操作方案
氢氧化钠处理 篇5
1实验部分
1.1 仪器与试剂
分光光度计, 721型, 上海精密科学仪器有限公司产品;酸度计, DELTA-320型, 梅特勒-托利多仪器有限公司产品;磁力搅拌器, 山东甄城华鲁电热仪器有限公司产品;浮选器, 自制;AlCl3、SDBS、镍粉、HNO3等均为分析纯。
1.2实验方法
用质量分数为10%的HNO3溶解镍粉, 加蒸馏水配制成含Ni2+质量浓度为1g/L的储备液。模拟废水试样由储备液稀释制得。
先向模拟废水试样中加入一定量质量浓度为10g/L的AlCl3溶液, 搅拌并利用氨水[V (NH3) /V (H2O) 为1∶1]和浓度为2mol/L的HCl调节pH值, 然后加入一定量质量浓度为2g/L的SDBS溶液, 通过气体分散器鼓泡, 最后用丁二酮肟分光光度法测定净化水的镍离子含量并计算除镍率[3]。
2结果与讨论
2.1影响吸附浮选效果的因素
2.1.1废水体系的pH值
分别向7个模拟废水试样 (体积为50mL, Ni2+质量浓度为40mg/L) 中加入9.0mL质量浓度为10g/L的AlCl3溶液, 将其pH值分别调节为5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 然后分别加入1.5mL质量浓度为2g/L的SDBS溶液, 最后在空气流量为120mL/min的条件下浮选1min, 废水体系pH值对吸附浮选效果的影响如图1所示。
由图1可以看出, 当pH值为5～8时除镍率随pH值的增大而迅速增大, pH值大于8后除镍率变化不大, 说明废水体系最佳pH值为8。
2.1.2AlCl3用量
分别向8个模拟废水试样 (体积为50mL, 镍离子质量浓度为40mg/L) 中加入3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10mL质量浓度为10g/L的AlCl3溶液, 将其pH值调节为8, 然后分别加入1.5mL质量浓度为2g/L的SDBS溶液, 在空气流量为120mL/min的条件下浮选1min, AlCl3用量对浮选效果的影响如图2所示。
由图2可以看出, 除镍率随AlCl3用量的增加而增大, AlCl3溶液用量为9.0mL时除镍率最大, 继续增加AlCl3溶液用量, 除镍率没有显著增大倾向。从操作成本和除镍率综合考虑, AlCl3溶液用量为9.0mL较好。
2.1.3SDBS用量
分别向8个模拟废水试样 (体积为50mL, 镍离子质量浓度为40mg/L) 中分别加入9.0mL质量浓度为10g/L的AlCl3溶液, 将其pH值调节为8, 然后分别加入0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0mL质量浓度为2g/L的SDBS溶液, 在空气流量为120mL/min的条件下浮选1min, SDBS 用量对浮选效果的影响如图3所示。
由图3可以看出, 除镍率随SDBS溶液用量的增大先增大后减小, SDBS溶液用量为1.5mL时除镍率达到最大值。SDBS溶液用量超过1.5mL时除镍率减小, 这是由于半胶束过渡为胶束, 对浮选不利。
2.1.4浮选时间
分别向5个模拟废水试样 (体积为50mL, 镍离子质量浓度为40mg/L) 中分别加入9.0mL质量浓度为10g/L的AlCl3溶液, 将其pH值调节为8, 然后分别加入1.5mL质量浓度为2g/L的SDBS溶液, 在空气流量为120mL/min的条件下浮选1, 2, 3, 4, 5min, 浮选时间对除镍率的影响如图4所示。可见, 除镍率随浮选时间的延长而降低, 说明浮选时间为1min不仅浮选效果好, 而且经济性也较好。
2.1.5空气流量
分别向5个模拟废水试样 (体积为50mL, 镍离子质量浓度为40mg/L) 中加入9.0mL质量浓度为10g/L的AlCl3溶液, 将其pH值调节为8, 然后分别加入1.5mL质量浓度为2g/L的SDBS溶液, 在空气流量为100, 110, 120, 130, 140mL/min的条件下浮选1min, 空气流量对浮选效果的影响如图5所示。
由图5可以看出, 虽然除镍率随空气流量增加先增大后减小, 但其变化幅度较小, 在空气流量为120mL/min时出现了极大值。为提高浮选速度和强化浮选过程, 必须通过提高空气流量以保证浮选器有足够的充气量。
2.2最佳工艺条件下模拟废水的处理效果
向体积为50mL, 镍离子质量浓度为40mg/L的模拟废水试样中加入9.0mL质量浓度为10g/L的AlCl3溶液, 将其pH值调节为8, 加入1.5mL质量浓度为2g/L的SDBS溶液, 在空气流量为120mL/min的条件下浮选1min, 平行实验3次, 结果显示平均除镍率为98.4%。
2.3电镀废水处理
兰州市某电镀厂废水的pH值为4～6, 含有的主要重金属离子为Ni2+, Cr3+, Cr6+, Zn2+, Cd2+。处理前先用适量硫酸亚铁将Cr6+还原为Cr3+, 然后向1 L废水中加入2.1g AlCl3, 搅拌均匀, 将其pH值调节为8, 加入0.16g SDBS, 充分搅拌, 吸附浮选处理后测定净化水的pH值和重金属离子含量。结果显示, 净化水的pH值为7～8, 残余重金属离子质量浓度如表1所示。可见Al (OH) 3胶体结合SDBS吸附浮选不仅对废水中的镍具有良好去除效果, 而且对Cr3+, Zn2+, Cd2+也有优异的去除效果, 处理后废水的水质可达到国家排放标准要求。
3结论
a.吸附胶体浮选法适合处理重金属离子浓度较低的废水。
b.AlCl3用量、SDBS用量、废水pH值、浮选时间和空气流量对Ni2+去除率有一定影响。
c.使用吸附胶体浮选法可将电镀废水中的Ni2+, Cr3+, Zn2+, Cd2+除去, 其去除率分别为98.9%, 99.5%, 99.4%, 99.6%;净化水的重金属离子含量显著低于国家标准中的最高允许排放浓度。
参考文献
[1]夏会龙.电镀废水中重金属的去除方法:中国, 200710071462.2[P].2008-05-07.
[2]袁立群, 丁峰钢, 崔桂芹, 等.吸附胶体浮选法在含铬 (VI) 废水处理中的应用与评价[J].天津冶金, 2003, (1) :42-44.
[3]C奥尔德里奇, 注镜亮.用生物吸附浮选法除去废水中的重金属[J].国外金属矿选矿, 2001, 38 (7) :18-22.
[4]葛勇德.硫化沉淀浮选处理电解钴镍废水的实验研究[J].环境与开发, 1999, 14 (2) :21-22.
氢氧化钠处理 篇6
皮革用染料主要分为两类:阴离子染料和阳离子染料,其中阴离子染料应用最为广泛,因为市场上大约98%的皮革用染料都是通过染料中的磺酸基和胶原中氨基间的离子间作用力结合,它可再分为酸性染料、直接染料、酸性媒介染料和可溶性硫磺染料等。从染料多样性及使用情况来看,偶氮染料在合成染料中占最大比重,但部分偶氮染料的偶氮双键断裂会生成致癌芳香胺,这就增加了染色废水的毒性。染色废水色度高是因为皮革对染料的吸收最多只有90%,而1 kg水中即使只含有10 mg的染料,也足以使水具有肉眼可以分辨的颜色。国际环境联盟与国际皮革化学家和工艺师联合会2006年发布的调查结果显示:在工艺运行良好的条件下,每生产l t猪皮,染色工段会产生5~10 t水,10~25 kg COD,3~9 kg BOD5,8~15 kg SS,1~2 kg Cr3+,1~2 kg TKN(凯氏氮),36 kg Cl-,10~40 kg SO42-、3kg油脂及20~80 kg TDS,而每生产一张绵羊皮产生的污染物量为:75~100 L水,80 g COD,25~50 g BOD5,80 g SS,5 g Cr3+,3 g TKN,50 g C1-和270 kg TDS[1]。
染色废水是导致制革废水色度高的直接原因。废水中含有染料,难以降解,为了减轻综合废水处理压力,在将皮革染色废水排入综合废水处理体系前最好对其进行单独预处理。同时,相当一部分制革厂是从蓝湿革,即铬鞣革开始加工的,在鞣后加工中,染色废水是重点废水,因而针对该段废水进行专门研究更显重要。
2 实验部分
2.1 实验仪器和药品
仪器:800型离心机(上海安亭科学仪器有限公司);722型分光光度计(上海精密仪器有限公司);六联搅拌器(国华电器有限公司),p H计(上海日岛科学仪器有限公司)
药品:Mg SO4·7H2O(西安化学试剂厂),实验时准确称取Mg SO4·7H2O配制成800 mg/L的镁盐溶液;Ca O(西安化学试剂厂);壳聚糖(日本);高岭土(上海三浦化工有限公司);某皮革厂皮革染色废水
某皮革厂皮革染色废水水质检测结果:p H=12,浊度=5200 NTU,ρ(COD)=1104 mg/L,ρ(BOD5)=514 mg/L。
2.2 复合絮凝剂的制备
一定量的镁盐(Mg SO4·7H2O),用Ca O作为镁盐水解用的碱化剂,制取氢氧化镁絮凝剂。在一定量的镁盐中加入适量的复配剂壳聚糖,采用Ca O作为碱化剂,搅拌,反应熟化一定时间,得到氢氧化镁-壳聚糖复合絮凝剂。
2.3 染色废水处理过程
采用三种不同类型的絮凝剂对皮革染色废水进行比较分析,找出脱色效果最佳的絮凝剂,为现有皮革染色废水处理提供有效的处理方法。实验采用絮凝剂类型如下:(1)无机盐类絮凝剂:氢氧化镁。(2)高分子类絮凝剂:壳聚糖。(3)无机有机复合型絮凝剂:壳聚糖-氢氧化镁复合絮凝剂。
在皮革染色废水中分别加入上述三种类型的絮凝剂,通过六联机搅拌反应后静置取上层清液,在3000 r/min条件下离心20min,再取上层清液,测定其吸光度。
2.4 脱色率计算方法
对染色废水脱色处理的效果量度用脱色率来表示。根据废水溶液的浓度与吸光度的函数关系,脱色率可以表示为[2]:
式中:A0———处理前的吸光度;A1———处理后的吸光度。
3 结果与讨论
3.1 三种絮凝剂在不同投加量下的脱色效果
p H=12时,壳聚糖、镁盐、复合絮凝剂投加量分别取0.01 g、0.02 g、0.03 g、0.04 g、0.05 g、0.10g、0.12 g,测定不同投加量下它们对皮革染色废水的脱色率。见图1。
壳聚糖、氢氧化镁、复合絮凝剂在投加量为0.05 g时脱色率分别达到75%、89%、92%,达到最大值。从图中可以看出,随着壳聚糖、镁盐投加量的增加,脱色率不与投加量成正比,在壳聚糖、镁盐投加量较高时,脱色率反而有所下降。而复合絮凝剂脱色率则随着投加量的增大逐渐趋于稳定。这是因为壳聚糖、镁盐的浓度过大时,一是引起絮凝剂在水中的水解速度变慢,二是导致染料分子与作用基团接触的机会下降,因此,当浓度过大时,结合能力有所下降。
3.2 三种絮凝剂在不同p H值下的脱色效果
投加量为0.05 g时,壳聚糖、镁盐、复合絮凝剂p H值分别取9、9.5、10、10.5、11、12,测定不同p H值下它们对皮革染色废水的脱色率。见图2。
壳聚糖和镁盐在p H<11脱色率随p H值的增大而增大,当p H=11时脱色率最大。这与文献报道相一致[3],因此,废水处理的p H值11为宜。复合絮凝剂较壳聚糖、氢氧化镁单独处理废水的脱色率高。由于壳聚糖分子中含有大量的自由氨基和羟基,在碱性条件下,壳聚糖上的阳离子活性基团与废水中带负电荷的胶体微粒相吸引,中和了胶体微粒的表面电荷,加上染料分子中含有一些-OH及-NH2基团,可以通过范德华力、氢键等和壳聚糖发生吸附形成沉降。p H值不同时,镁盐水解产生的Mg(OH)2量不同。根据Mg(OH)2沉淀溶解平衡可以大约计算出Mg(OH)2产生沉淀及完全沉淀的p H值分别是9.5和11.0[3]。
上述研究结果可以从絮凝机理上给予解释。一般染料相对分子质量较大,分子结构较复杂,主要以胶体状态存在于废水中,且胶体带有负电荷[2]。壳聚糖由于相对分子质量较大,溶入水中后分散为巨大数量的线性分子,对水中胶体悬浮粒子的吸附架桥能力强,对染料分子,尤其是水溶性染料废水比无机混凝剂具有更好的脱色性能,且对废水p H值要求较宽[4]。氢氧化镁絮凝剂,主要是通过电中和及吸附来去除色度及杂质。实验中发现氢氧化镁-壳聚糖复合絮凝剂性能优于氢氧化镁絮凝剂,这是因为有机高分子的分子链具有在已经脱稳的颗粒物之间架桥的作用,有利于形成较大的絮体,通过絮体有卷扫作用成倍地增强了去除水中微小颗粒物的功能。同时复合絮凝剂中壳聚糖带有的活性基团同样能中和胶体表面的电荷,使微粒进一步脱稳,在两者的协同作用下,从而达到脱色并与水分离的目的,提高了复合絮凝剂的絮凝效果[5]。
4 小结
(1)复合絮凝剂处理皮革染色废水的最佳投加量为0.05 g,p H值为11。
(2)壳聚糖-镁盐复合絮凝剂可以有效去除皮革废水中的染料色度,由于复合絮凝剂的协同作用和复配增效的作用,可节省絮凝剂的用量,节约水处理成本。
参考文献
[1]Integrated Pollution and Contro1.Draft Reference Document on Best Available Techiques in the Tanning of Hides and Skins,Draft27,2009,2.
[2]姚晓亮.含镁无机盐复合混凝技术脱色处理活性染料印染废水的研究[D].华侨大学,2006.
[3]许力,王九思.氢氧化镁对染料废水的脱色研究[J].兰州铁道学院报(自然科学版),2002,8(4):83-85.
[4]洪金德.染色废水混凝脱色研究[J].福建化工,2002,3:10-12.
氢氧化钠处理 篇7
1 技术改造的必要性
氢氧化钾是一种强碱性化工原材料, 在碱性电池生产、石油精炼、合成橡胶、染料以及日用化工当中得到了十分广泛的应用。包括工业、轻工业、医药以及诸多新兴行业当中方面, 氢氧化钾都起到了至关重要的作用。当前, 化工生产的形势不景气许多化工原材料的价格发生了巨大的波动, 进而导致化工生产的成本增加, 经济效益不佳, 导致化工工业的整体下滑。而相比于其他化工原材料, 氢氧化钾的价格波动幅度不大。随着化工业各领域对于氢氧化钾需求量的提升, 氢氧化钾生产对带动化工产业发展具有十分积极的作用[1]。
在当前的市场行情下, 氢氧化钾有着良好的发展前景。因此, 将氢氧化钠生产改造为氢氧化钾生产成为良好的构想, 并逐渐在化工生产当中予以实践和施行, 并逐渐形成规模。青海盐湖工业股份有限公司化工分公司就将年产10万吨氢氧化钠装置改造成为氢氧化钾生产装置, 在生产实践当中取得了良好的效果。有效缓解了市场波动, 促进了化工生产平稳有序的发展。凭借氢氧化钾销售行情以及氯化钾的产能, 氢氧化钾生产所创造的附加价值要高于氢氧化钠。因此在化工生产当中, 氢氧化钠装置改为生产氢氧化钾的技术改造是十分必要的。
2 技术改造
2.1 原装置氢氧化钠生产工艺
氢氧化钠装置进行生产实践的过程中, 主要采用的工艺办法是利用一次盐水精制, 应用液体膜过滤, 将Ca2+、Mg2+以及SO42-等离子进行有效的去除。操作完成之后, 进行电解的步骤。一般采用离子膜电解技术, 进行氯气的干燥, 将氯气含水量降低至50ppm以下, 而氢气的干燥增加了变温吸附脱水办法。进行氯气液化时, 利用螺杆式压缩机组进行直接液化。最后进行氯化氢的合成, 尽量提升其自动化程度, 并有效的处理尾气。而在氢氧化钠装置生产工艺的基础上进行技术改造, 使生产工艺更加先进、成熟, 具有良好的节能效果。这是进行氢氧化钠装置改为生产氢氧化钾技术改造重要的参考依据。
2.2 氢氧化钾生产工艺
将氢氧化钠10万吨年产量生产改造成为氢氧化钾13万吨年产量的生产。利用离子膜法, 通过DCS控制, 将整个过程变得而更加科学有序, 极大的提升了自动化程度, 避免人为因素的影响。在节能降耗方面, 离子膜法氢氧化钾生产有着良好的效果, 能够有效的减少污染物的排放量, 极大的提升了工业生产优势。氢氧化钾生产的离子膜法与氢氧化钠生产的隔膜法电解法大体相同。在离子膜电解槽当中对氯化钾溶液进行电解, 再经过蒸发浓缩过程之后, 即可获得氢氧化钾。在电解反应当中, 会产生一定量的氯气和氢气, 经过有效的处理之后进行回收, 以循环使用, 达到节能的效果。在氢氧化钾的生产过程当中, 对于电能以及蒸汽有着很大的节约, 燃煤也大幅度的减少, 节能降耗的效果十分显著[2]。
2.3 氢氧化钾生产技术改造要点
在氢氧化钠装置改为生产氢氧化钾的技术改造的过程当中, 有许多需要注意的要点。对其中存在或潜在的问题要予以有效的解决。一次盐水单元当中盐水的质量问题需要得到有效的保障, 一般采用增加预处理器进行并联作业的办法, 以增加凯膜过滤器的处理能力, 以保证一次盐水的质量。电解单元的问题主要来自于生产装置的动力消耗。由于相同装置氢氧化钾年产量比氢氧化钠更高, 装置的动力消耗更大, 在实际生产当中很难达到13万吨年产量的标准。因此, 在氢氧化钾生产的过程当中, 不能沿用氢氧化钠生产所应用的离子膜, 而是应用氢氧化钾生产专用的离子膜, 可以有效缓解装置的动力消耗问题。另外, 由于氢氧化钾对成品品质要求更高, 贮存氢氧化钠的贮槽一般为碳钢, 要改为316或310材质, 输送液体氢氧化钠的管道也应当统一改为高镍不锈钢, 如310ss等。再次, 氯气和氢气的处理单元、氯化氢的合成单元以及液氯部分单元, 会在技术改造过程中存在诸多的问题。这些问题需要重视起来, 及时的予以改进和完善, 以保障氢氧化钠装置改为生产氢氧化钾的技术改造的顺利进行。
3 结语
氢氧化钾生产的技术改造, 对化工生产产生着十分积极的影响。与氢氧化钠生产相比, 氢氧化钾在工艺方法更加先进、成熟, 有效的降低了成本投入, 并达到节能降耗的效果。在化工行业发展形势不佳的阶段, 氢氧化钾生产发挥了重要的作用, 极大的推动了化工行业的发展, 有效的拓展了市场空间。氢氧化钾生产的发展, 还有潜力有待于挖掘。未来, 氢氧化钾生产有着十分良好的前景。
摘要：在化工生产当中, 氢氧化钠和氢氧化钾的生产是其中重要的环节。氢氧化钠和氢氧化钾存在一定的差异。青海盐湖工业股份有限公司为华陆院设计的年产10万吨氢氧化钠装置, 从建设到试车, 在未曾生产氢氧化钠的情况下, 采用氯化钾进行试车, 进而将氢氧化钠装置改造成为氢氧化钾生产装置。文章围绕氢氧化钠装置改为氢氧化钾生产的技术改造, 对氢氧化钾的生产工艺进行分析, 探究其对于工业生产的影响。
关键词：氢氧化钠,氢氧化钾,改造
参考文献
[1]孙奇峰.氢氧化钾生产运行小结[J].科技展望, 2015, 10:68.
氢氧化钠含量对碱性镀锡的影响 篇8
轴类零件氮化前要对非氮化表面进行保护,以阻挡氮原子进入基体。保护方法有镀铜、涂防氮化漆、镀锡等。氰化镀铜层厚度大于50μm才能保证无孔隙,镀铜时间长,槽液毒性大,零件氮化后去除铜层会产生含铬废水污染;而涂防氮化漆则难以满足航空零件防氮化质量要求。与前2种方法相比,碱性镀锡无毒,锡层在氮化时为液态,消除了固态锡层的微孔隙,极薄的锡层(3~5μm)就可保证零件符合防氮化要求,降低成本。
20世纪50年代从前苏联引进的碱性镀锡工艺,是产品定型工艺,配方为30~60 g/L锡酸钠,4~10 g/L氢氧化钠,5~30 g/L醋酸钠。生产实践表明,镀锡过程中氢氧化钠含量逐步下降,而槽液中醋酸钠稳定氢氧化钠含量的效果不佳。由于缺少化验方法,实际含量难以掌握。锡酸钠含量会因阳极生成的受阻及本身发生分解而降低,而氢氧化钠因阳极反应消耗及碳酸钠的自然生成而降低,由于规定含量较低,对镀锡的不利影响会经常出现。针对上述问题,试验后的改进配方取消醋酸钠,使槽液配方简化,将氢氧化钠含量从4~10 g/L变为8~15g/L,满足了轴类零件防氮化镀锡要求。
1 试验
1.1 试材
试验零件为航空发动机压气轴,材料为40Cr3Mo VA,尺寸为Ф72.093 mm×971.65 mm,内孔及外表面要求镀锡,锡层厚度3~5μm。
1.2 工艺流程
保护→装挂→电解除油→水洗→腐蚀→水洗→镀锡→水洗→去保护→水洗→压缩空气吹干→熔锡前检验→熔锡→熔锡后检验→氮化。
(1)保护
零件镀锡前用软塑料布条将氮化表面绝缘屏蔽,并用Ф0.5 mm铁丝缠饶一周固定塑料布条,使各工序中的溶液与氮化表面隔开。
(2)装挂
零件内孔用Ф15 mm低碳钢棒(A3)作阳极,用专用夹具固定钢棒。
(3)电解除油
Na3PO4·12 H2O 30~50 g/L,Na OH 30~50 g/L,Na2CO320~30 g/L,Na2Si O3·9H2O3%~5%(质量分数),总碱度(以Na OH计)40~80g/L;θ=60~80℃,Ja=3~7 A/dm2,Jc=3~7 A/dm2,t(阴极)=3.0~10.0 min,t(阳极)=0.5~2.0 min。
(4)腐蚀
HCl(1.19 g/cm3)50%(体积分数);θ=室温,t=0.5~1.0 min。
(5)镀锡
采用低、高2种氢氧化钠含量(4.0,9.0g/L)的改进配方进行镀锡试验。低氢氧化钠浓度镀锡:Na2Sn O3(OH)655.0 g/L,Na OH 4.5 g/L;θ=65℃,Jc=1 A/dm2,t=40,80 min。高氢氧化钠浓度镀锡:Na2Sn O3(OH)655.0 g/L,Na OH 9.0 g/L;θ=65℃,Jc=1 A/dm2,t=40 min。
(6)去保护
用克丝钳去除固定在塑料布上的铁丝,然后手工撕下塑料布条。
(7)熔锡前检验
零件镀锡完毕,在500勒克斯灯光下通过目视或用2~4倍放大镜检查锡层有无起泡现象。采用磁力测厚仪检查轴表面各区域锡层厚度。锡层起泡及厚度不合格应进行镀锡返修。
(8)熔锡
零件在375℃空气炉中保温1.5 h。
(9)熔锡后检验
零件冷却至室温后,在500勒克斯灯光下通过目视或用2~4倍放大镜再次检查锡层有无起泡现象。用目视检查锡层有无发黑现象,检查氮化表面有无锡层流入。锡层起泡及因锡层厚度低造成的发黑应进行锡层返修,锡层厚度合格但因油污烧焦造成的发黑允许进入氮化工序。氮化表面流入的锡层用锉刀或砂布去除。
2 结果与讨论
2.1 氢氧化钠含量对锡沉积速度和槽液分散能力的影响
(1)镀锡层厚度与熔锡前后外观
零件检查示意、镀层厚度及熔锡前后镀层外观情况分别见图1、表1、表2。
μm
(2)对锡沉积速度的影响
表1数据显示,当锡酸钠含量、槽液温度、电流密度相同时,9.0 g/L氢氧化钠镀锡40 min获得锡层的厚度与4.5 g/L氢氧化钠镀锡80min获得锡层的厚度相近,说明氢氧化钠从4.5 g/L提高到9.0 g/L,可使同等厚度的镀锡时间减少50%左右。
镀锡的电流效率与阴阳极过程有关,当阳极表面达到氧的析出电位以后,氢氧根放电并析出氧气(4OH--4e=O2+2H2O),会立即在阳极表面发生氧化反应(Sn+O2=Sn O2),生成彩虹色或金黄色氧化膜。这种含水α型氧化膜可溶于碱并生成锡酸钠[Sn O2+2Na OH+2H2O=Na2Sn(OH)6]。当氧化膜溶解后,阳极表面又立即发生氢氧根放电,重复上述过程并补充阴极上减少的锡酸钠。由于氧化膜的生成速度大于溶解速度,所以镀锡过程中阳极表面始终保持着金黄色的氧化膜层。槽液中的氢氧化钠含量太低,阳极锡酸钠的生成就会受阻,氧化膜变厚,由金黄色变为黑灰色,阴极上消耗的锡酸钠得不到补充,锡的沉积速度就会下降。试验表明,槽液中的氢氧化钠含量保持在合适的范围(5.0~8.0 g/L),在阴阳极动态平衡中就能维持锡酸钠含量稳定,使锡的沉积速度保持稳定。
水的离子积是一个常数(1×10-14),氢氧根浓度随碱含量的增加而提高。氢氧根浓度增加,则氢离子浓度下降,氢离子在阴极上还原的阻力增大,阴极上析氢的副反应减少,于是镀锡的电流效率提高。
(3)对分散能力的影响
槽液中的锡酸钠通常写成Na2Sn O3·3H2O,3个水不是结晶水,而是组成水,这种锡酸钠分子应为Na2Sn(OH)6,电离后为阴配位离子Sn(OH)62-。槽液中氢氧化钠含量提高,阴配位离子的稳定性增加,在阴极上还原的阻力也增加。直流电源不间断地往阴极表面输送电子,由于阴配位离子不能及时地还原成金属锡,阴极表面积聚的负电荷越来越多,阴极电位向负的方向发展,于是阴极极化形成。阴极极化使阴配位离子还原有更多的结晶核心,晶粒成长有更多锡原子,有利于轴类零件各区域获得结晶细致和厚度均匀的锡层。氢氧化钠增加了阴极极化,从而提高了槽液分散能力。表1数据显示,在含氢氧化钠4.5 g/L的槽液中获得的锡层厚度是不均匀的,镀锡40 min后B区域的锡层厚度不足2μm。由于锡层太薄,不能阻挡熔锡炉中的高温氧气进入基体表面,于是B区域基体表面发生了氧化反应(2Fe+O2=2Fe O),所以熔锡后表面出现了黑斑。经验证明,锡层厚度大于2μm就可能阻挡熔锡工序氧气进入基体,阻挡氮化时氮原子进入基体。试验表明,氢氧化钠含量低于7.0 g/L的槽液阴极极化作用小,槽液的分散能力低。原镀锡配方规定的氢氧化钠(4.0~10.0 g/L)是不合理的。
氢氧化钠含量提高,槽液的电阻下降,也有利于提高槽液的分散能力。
2.2 氢氧化钠对槽液导电能力的影响
在槽液中金属钠离子是导电较好的金属阳离子。氢氧根是导电能力最强的阴离子,因为氢氧根半径小,电迁速度快,可以从阴极区域快速向阳极区域转移,使阳极表面的配位反应顺利进行。槽液中氢氧化钠含量增加,槽液导电能力提高,镀锡的电压可降低0.5 V左右,降低了镀锡电能的消耗。
2.3 氢氧化钠对槽液稳定性能力的影响
锡酸钠的生成依靠阳极电化学反应,也依靠氢氧化钠。锡酸钠含量的维持同样需要氢氧化钠。碱性镀锡槽液中锡酸钠含量是不断下降的,最主要的原因是发生了锡酸钠的分解[Na2Sn(OH)6=H2Sn O3↓+2Na OH+H2O]。氢氧化钠含量较高的槽液可以防止锡酸钠水解变成白色的锡酸沉淀,使槽液保持洁净,避免主盐因分解而消耗。
氢氧化钠含量较高的槽液可以防止轴类零件内孔铁阳极表面在镀锡过程中产生腐蚀。经验表明,氢氧化钠低于6.0 g/L时铁阳极表面就会出现腐蚀、麻坑,铁阳极的腐蚀会增加槽液铁离子沉淀物。氢氧化钠增加到6.0 g/L以上时,铁阳极的钝化能力增强,铁阳极表面腐蚀现象消失,避免了槽液的铁离子污染。
槽液中氢氧化钠遇到空气中的二氧化碳会自然产生碳酸钠(CO2+2Na OH=Na2CO3+H2O),这是碱性镀锡槽液氢氧化钠含量下降的又一原因。
3 结论
(1)碱性镀锡槽液中的氢氧化钠含量4.0~10.0g/L,不能保证轴类零件防氮化保护锡层的质量。含量从4.0~10.0 g/L提高到8.0~15.0 g/L有利于提高镀液的分散能力及锡层沉积速度,还可以提高槽液的稳定性和导电能力,保证锡层质量。
(2)碱性镀锡对氢氧化钠含量的变化较敏感,控制氢氧化钠含量比控制主盐更重要。槽液中醋酸钠稳定氢氧化钠含量的效果不佳,取消该成分并强化对氢氧化钠的控制工艺是可行的。
摘要：为解决碱性镀锡沉积速度慢、锡层不均匀的问题,对槽液中的氢氧化钠含量进行了测试。试验证明氢氧化钠含量在4.5 g/L时会出现上述问题。探讨了镀锡的阳极电化学过程,分析了氢氧化钠含量对锡层沉积速度及槽液分散能力、稳定性及导电能力的影响。试验及生产证明,碱性镀锡槽液中的氢氧化钠从4~10 g/L变为8~15 g/L,可保证镀锡质量。
氢氧化钠标准溶液标定不确定度评定 篇9
1.1 测量依据
GB/T601-2002《化学试剂标准滴定溶液的制备》
1.2 环境条件
1.3 测量所用的仪器设备
分析天平:AL204;50ml A级碱式滴定管;
2 数学模型建立
式中:C—氢氧化钠标准溶液浓度, mol/L;
m—邻苯二甲酸氢钾的质量, g;
V1—氢氧化钠标准溶液的体积, m L;
V0—空白试验氢氧化钠标准溶液的体积, m L;
M—邻苯二甲酸氢钠摩尔质量, 204.22;
3 不确定度分量计算
3.1 A类相对标准不确定度分量计算 (测量重复性的不确定度)
两人八平行检测结果:样1:0.099236mol/L, 样2:0.099246 mol/L, 样3:0.099296mol
样4:0.099289 mol/L, 样5:0.099262mol/L, 样6:0.099280 mol/L,
3.2 B类相对合成标准不确定度计算
3.2.1 B类相对合成标准不确定度uc Brel (C) 按式 (2) 计算
式中:
urel (m) —工作基准试剂质量的数值相对标准不确定度分量;
urel (PKHP) —工作基准试剂质量分数数值相对标准不确定度分量;
urel (MKHP) —工作基准试剂摩尔质量数值相对标准不确定度分量;
urel (V) —被标定溶液体积数值相对标准不确定度分量。
3.2.2 工作基准试剂质量的数值相对标准不确定度分量urel (m) 按式 (3) 计算
式中:
u (m) —工作基准试剂质量的数值标准不确定度分量, 单位g;
m—称取工作基准试剂的质量, 单位g;
式中:a—分析天平的最大允许误差, 本方法称样质量m=0.6642g, 本方法采用分析天平编号 (417319) , 根据检定证书, 最大允许误差为±0.0006642g。
由 (4) 式得u (m) =0.00054g.
3.2.3 工作基准试剂质量分数数值相对标准不确定度分量urel (PKHP) 按式 (5) 计算
式中:u (PKHP) —工作基准试剂质量分数数值的标准不确定度分量, %;
(1) 工作基准试剂质量分数数值的标准不确定度分量u (PKHP)
由GB 10738-2007规定工作基准试剂最大扩展不确定度U=0.05%, K=2, 所以
式中:a—工作基准试剂质量分数数值范围的半宽度, 本方法中使用邻苯二甲酸氢钾, 质量分数范围99.95%—100.05%, 其半宽度为0.05%。
所以由u ( (P6KH) P) 式2得u (PKHPr) 2=0.029%
(3) 由 (5) P式KH得Purel (PKHP) =0.00084
3.2.4 工作基准试剂摩尔质量数值相对标准不确定度分量urel (MKHP)
3.2.5 被标定溶液体积数值相对标准不确定度分量urel (V)
(1) 实验使用碱式滴定管, 规格为A级、量程50m L、分度0.1m L。根据JJG196-2006规定, 容量允差为±0.05m L, 滴定耗用氢氧化钾标准溶液31.85m L, 按照三角分布。
其耗用氢氧化钠标准溶液的体积的相对标准不确定度urel (V) 按式 (7) 计算
式中:a—碱式滴定管容量允差的半宽度, a=0.05m L。
所以由式 (7) 得urel (V) =0.00062
(2) 由温度补正值得修约误差引入的标准不确定度分量很小, 忽略不计。
3.2.6 B类相对合成标准不确定度uc Brel (C) 由式 (2) 计算
3.3 相对合成标准不确定度
3.4 合成标准不确定度
3.5 扩展不确定度表示
4 小结
本文分析了按照GB/T601-2002标准规定的方法标定氢氧化钠标准溶液不确定度评定方法与结果。由结果看不确定度的主要来源在B类评定上, 如果想减小不确定度, 在基准试剂和碱式滴定管无法更换的情况下, 应该使用误差范围更小的分析天平 (如十万分之一天平) 。
摘要：文章阐述了按照GB/T601-2002标准规定的方法标定氢氧化钠标准溶液, 按照JJF1059-2012标准规定的方法对其进行测量不确定度评定, 分析了氢氧化钠标准溶液标定的不确定度主要来源, 通过数学模型对各不确定度分量进行评定, 结果表明氢氧化钠标准溶液的浓度为0.09927±0.00026mol/L (K=2) 。
关键词：不确定度,评定,氢氧化钠,标定
参考文献