CN1049638C

CN1049638C - 一种精制硫酸系列产品的生产新工艺

Info

Publication number: CN1049638C
Application number: CN93118398A
Authority: CN
Inventors: 敖尔圣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 2000-02-23
Anticipated expiration: 2013-10-01
Also published as: CN1101008A

Abstract

本发明涉及精制硫酸的制备方法及其产品领域，本发明的生产新工艺，克服现有生产技术中各种困境和缺点，做到：除杂能够完全，基本无污染，少用计划电力能源，产品质量稳定，产品生产成本相对降低，其系列产品可适用于精制硫酸的全部用途领域的全新优点。

Description

本发明涉及，将工业品硫酸进行精制处理，而获得精制硫酸系列产品的技术领域。

精制硫酸系列产品，按其产品用途可以分类为：试剂硫酸、食品添加剂用硫酸、工业用精制硫酸三大类。

目前，试剂硫酸的现有生产技术，有：蒸馏法和经化学处理后蒸馏法。其主要缺点，在于耗电量大，生产成本高。

目前，工业用精制硫酸的现有生产技术；(1)使用接触法制硫酸的转化气为原料的工业法；(2)经化学处理精制后浓缩或再蒸馏方法，对于(1)使用接触法制硫酸的转化气为原料的工业法，国内生产厂家的产品，多因设备和管材的投资昂贵而简制，其产品质量不合格。对于(2)经化学处理精制后浓缩或再蒸馏方法，其化学处理过程，又有；(1)普通硫化氢法，(2)先硝酸氧化，再用沉淀剂，例如：亚铁氰化钾，磷酸氢二钠等物质，进行除杂处理，(3)其它简单或变种的作坊式处理。这些处理过程的主要缺点，在于除杂不能完全，硝酸烟雾严重污染，产品质量难以符合有关国家标准(产品不合格)。全工艺过程互相不连贯，呈现头痛医头、脚痛医脚现象，生产成本高得使专业生产厂家于多年来难以维持生存。因此，多年来，市场上多出现替换或代用产品，例如，用固体硫酸或胶体硫酸来替代蓄电池用硫酸。用不合格试剂硫酸替代电镀配液用精制硫酸，这也意味着工业用精制硫酸的现有生产技术“似乎走到了尽头”。

本发明的目的，正是为了克服上述现有生产技术存在的各种缺点，提供一种制取精制硫酸系列产品的生产新工艺，以实现其系列产品适用于全部精制硫酸的用途领域。

本发明运用了化学领域和化工领域里的三个基本原理，从而自然一体地形成“系统除杂”的生产新工艺过程，可称为“置换除杂系统工艺”。

本发明试制的产品，于1991年12月和1992年6月，经本省遵义市国家技术监督局测试并认可。

以下，清楚描述本发明制取精制硫酸系列产品的生产新工艺。主要有：配酸、置换、加热、浓缩或分馏四步，现分述如下：

一、配酸

用纯水(蒸馏水，或无离子水)将工业品硫酸配成10-50％(重量百分比)的溶液。配酸方法，只能将工业品浓硫酸，在不断搅拌条件下，缓慢地加入纯水里。

二、置换反映

置换剂是化学知识领域里，金属活动顺序表中铁(Fe)以前的金属。最好是高纯度的铝或锌。

按工业品硫酸(比重为1.83-1.84)1份重量，称取上述置换剂0.02-0.08份重量，将置换剂与“一、配酸”所得溶液进行置换反应。控制反应液温度在20-60℃，反应过程中，每隔15-30分钟，搅拌反应液1-2分钟。肉眼观察(或从本发明专有设备“置换器”设备人孔观察)见溶液呈现细小气泡雾状为宜。待置换反应进行1-4小时，将溶液进行常压过滤。滤渣外排。滤液供加热使用。

置换主反应式：(令置换剂为A，其离子为A^a)

该置换反应，最好在本发明专有设备“置换器”内进行，以便控制置换反应条件和系列操作。置换反应同时放出含硫酸雾的刺鼻异味气体，经环保处理后，得到纯净的氢气体产品。

由于置换反应的采用，使大量置换剂离子进入溶液，那么，怎样将置换剂离子排出溶液呢？现有生产技术里，哪些使用某些沉淀剂使置换剂离子成为沉淀排除的方法，在此都不同程度地遇到了“危机”。但是，按本发明，使用下述加热和浓缩的方法，即能简便又自然一体地将工艺过程顺利进行下去，并使系列产品的质量得以确保，收到意想不到的效果。

三、加热

在“二、置换反应”所得的滤液溶液中，按每吨原料酸(比重为1.83-1.84)的重量，加入1∶1硝酸30-50毫升，加入1∶1过氧化氢20-30毫升之后，将溶液进行加热蒸发。加热溶液的供热，可采用燃煤(或其它廉价燃料)的燃烧热能来实现，而不用电力能源供热。

待溶液浓度达50-60％(重量百分比)时，停止加热。小心搅拌热液，使呈现浑渣后，再搅拌1-3分钟。待溶液冷至室温进行常压过滤，滤渣回收烘干，即得有经济价值的付产品，或者将滤渣处理提纯，滤液供浓缩或分馏使用。

四、浓缩或分馏

1.浓缩

将“三、加热”所得滤液进行浓缩。收集浓缩液放出的汽和烟，所得冷凝液含硫酸2％以下。待溶液浓度达92％时，停止供热。小心搅拌热液现渣后，再搅拌1-3分钟，待溶液降温到(120±20)℃，将溶液进行常压过滤。滤渣回收，即得有经济价值的付产品。浓缩供热与“三、加热”同。

滤液经静置冷却24小时以上，再经负压抽滤，所得滤液即为工业用(或食品添加剂用)精制硫酸系列产品。

2、分馏

将“三、加热”所得滤液进行分馏。使用电力能源供热。

分馏操作，属现有技术，按选择的定型设备规格和操作要点进行分馏操作。其收集液，即为试剂用硫酸系列产品。

分馏的蒸气冷凝液，也需收集回收使用。

应用本发明的优点：

1.使用本发明除杂能够完全，确保本发明的系列产品达到其有关国家标准。例如：试剂用优先级纯品，达到或超过GB625-89，工业用精制硫酸品(蓄电池用硫酸一级农酸品)达到或超过GB4554-84。

2.本发明生产的系列产品，适用于精制硫酸的全部用途领域。

3.实施本发明，实现基本无污染。

4.使用本发明生产的产品，其质量稳定。

5.使用本发明，大量减少使用计划电力能源。

6.使用本发明生产的产品生产成本，比现有技术生产的产品生产成本相对降低。

7.实施本发明，除了置换反应的外排查外，其余所获得的氢气、冷凝液和沉淀，都是可利用有经济价值的付产品，因此，实施本发明的产品率，高达99.9％以上。实施本发明生产的精制硫酸产品率，高达97％以上。

实施例

按前述工艺方法所述进行。其中：配酸浓度为20-30％，置换反应温度为30-40℃，其反应时间为1-3小时，用量比为：原料酸∶高纯度锌＝1∶0.02-0.05(重量比)。经浓缩所得精制硫酸产品，为工业用(或食品添加剂用)。经分馏所得精制硫酸产品为试用剂用。(表见文后)

精制硫酸产品的质量指标项目名称质量指标

试剂用优级纯产品工业用一级浓酸含硫酸(H₂SO₄)、％ 95-98 ＞92残渣、％＜0.0005 ＜0.03氯(Cl)、％＜0.00001 ＜0.00002铁(Fe)、％＜0.00001 ＜0.0001铵(NH₄ ⁺)、％无无氮(N)、％＜0.00001 ＜0.00001砷(As)、％＜0.000001 ＜0.00001重金属，％＜0.00001 ＜0.0001还原高锰酸钾物质，％＜0.0001 ＜0.001锰＜Mn)％ - ＜0.00002外观合格合格

Claims

1.一种精制硫酸产品的生产新工艺，其特征在于，采用配制浓度在10-50％的工业品硫酸与置换剂金属，即高纯度铝或锌，来进行置换反应，控制反应温度在20-60℃，每隔15℃-30分钟搅拌反应液1-2分钟，反应1-4小时，将溶液进行常压过滤，再将其所得滤液加热达重量百分比浓度50-60％时，停止加热，搅拌出渣后再搅拌1-3分钟，冷至室温进行常压过滤，又将其所得滤液浓缩或分镏，当浓缩液浓度达92％停止供热，搅拌出渣后再搅拌1-3分钟，并使降温在100-140℃将溶液进行常压过滤，滤液静置并冷却24小时以上，再经负压抽滤，分镏操作按原有技术要求进行。