氯酸鹽分解實驗總結

王小敏，侯方敏，蘇武臣

（中國平煤神馬集團開封東大化工有限公司，河南 開封 475003）

中國平煤神馬集團開封東大化工有限公司淡鹽水回收至化鹽重新利用，系統內的氯酸鹽無法帶出，呈現積累效應。目前，該公司一次鹽水氯酸根含量46g/L，電解返回鹽水氯酸根57 g/L左右。根據氯堿行業一次鹽水氯酸鹽標準5 g/L，一次鹽水中氯酸根含量已嚴重超標，氯酸鹽既影響鹽水飽和度，又腐蝕電解槽墊片、槽框以及鹽水系統的管道和設備，且從陽極滲透至陰極后造成成品堿中氯酸鹽含量超標，影響燒堿質量，因此上一套氯酸鹽分解裝置，降低鹽水中的氯酸鹽含量，是該公司目前必須要做的事情。

1 實驗儀器和藥品

1.1 實驗儀器

實驗儀器見表1。

表1 實驗儀器

1.2 實驗藥品

實驗藥品見表2。

表2 實驗藥品

2 實驗數據及結果分析

由于氯酸鹽在常溫及堿性條件下比較穩定，要想除去鹽水中的氯酸鈉，就要在較高的溫度和較強的酸性條件下進行，其反應方程式有[1]：

2.1 實驗數據

該公司由于沒有氯酸鹽分解的實際經驗，通過用恒溫浴鍋控制溫度，做了數組實驗，以便獲得較為可靠的運行數據，具體實驗結果見表3。

表3 淡鹽水加酸脫除氯酸鹽實驗數據

2.2 實驗結果

第一組數據：2018年9月25日上午取老電解F槽出槽淡鹽水300mL，加鹽酸13.8mL，鹽酸/氯酸根摩爾質量比是2.085，溫度75℃，時間40 min，反應容器是燒杯，因燒杯壁厚，傳熱效果差，溫度最高只能到75℃，由于溫度和酸度比（2.085）都較低，氯酸根不但未降低反而從57.4 g/L升高到了71.53 g/L，升高率124.6%；游離氯也僅從反應前的2 694 mg/L降低到1 999 mg/L；另外在分析反應后酸度時，由于取的樣品量與容器不匹配，未能得到最終數據。

第二組數據：2018年9月25日下午取老電解F槽出槽淡鹽水200mL，加鹽酸132 mL，鹽酸/氯酸根摩爾質量比是 21.821，溫度80℃，反應40 min，反應容器更換為三角瓶，反應后氯酸根從57.4 g/L降低到了0.222 g/L，脫除率99.6%，游離氯也從2 694 mg/L降低到了266 mg/L，降低10倍，但因分析誤差，分析結果顯示反應前后的酸度均是3N。

第三組數據：2018年9月25日下午再次取老電解F槽出槽淡鹽水200mL，加鹽酸22.85mL，鹽酸/氯酸根摩爾質量比是5.019，溫度90℃，反應40 min，反應容器為三角瓶，反應后氯酸根從57.4 g/L降低到了43.63 g/L，降低了24%，游離氯由2 694 mg/L稍微降低到了2 198 mg/L，酸度由反應前的0.69 N降為0.41 N。

第四組數據：2018年9月27日上午取新電解D槽出槽淡鹽水200 mL，加鹽酸37 mL，鹽酸/氯酸根摩爾質量比是9.902，溫度90℃，反應40 min，反應容器為三角瓶，反應后氯酸根從58.52 g/L降低到了18.13 g/L，降低了69%，游離氯由3 439 mg/L降低到了1 524 mg/L，酸度由反應前的1.388 N降為0.48 N。

第五組數據：取新電解D槽出槽淡鹽水200 mL（同第四組樣品），加鹽酸26.6 mL，鹽酸/氯酸根摩爾質量比是8.226，溫度90℃，反應30 min，反應容器為三角瓶，反應后氯酸根從58.52 g/L降低到了31.96 g/L，降低了26.56%，游離氯由3 439 mg/L降低到了479mg/L，酸度由反應前的1.153N降為0.42N。

第六組數據：取新電解D槽出槽淡鹽水200 mL（同第四、五組樣品），加鹽酸26.6 mL，鹽酸/氯酸根摩爾質量比是8.226，溫度90℃，反應40 min，反應容器為三角瓶，反應后氯酸根從58.52 g/L降低到了30.37 g/L，降低了48.1%，游離氯由3 439 mg/L降低到了461 mg/L，酸度由反應前的1.153 N降為0.37 N。

第七組數據：取新電解D槽出槽淡鹽水200 mL（同第四、五、六組樣品），加鹽酸26.6mL，鹽酸/氯酸根摩爾質量比是8.226，溫度90℃，反應60 min，反應容器為三角瓶，反應后氯酸根從58.52 g/L降低到了32.79 g/L，降低了25.73%，游離氯由3 439 mg/L降低到了238mg/L，酸度由反應前的1.153N降為0.33N。

3 結語

從以上分析看，溫度低于80℃，鹽酸/氯酸根摩爾質量比低于2時氯酸鹽不分解。只有當溫度接近90℃，且鹽水中鹽水酸度與氯酸根之比在9左右時，氯酸根分解率較高，且時間40 min最佳。為了使反應后過量的鹽酸能充分利用，老電解真空脫氯目前加酸量約300 L/h，老電解AB槽陽極循環槽體積約10 m3，建議采用第四組實驗數據控制進口酸度（鹽水處理量4 m3/h，氯酸鹽分解后返回脫氯鹽水含酸量約280 L/h），最終脫氯F-313加鹽酸量可以不增加或少增加，F-315加燒堿量也不變或少增加，運行更經濟。