純堿堿渣壓濾液結晶物分析研究

(唐山三友集團有限公司，河北唐山 063305)

純堿堿渣壓濾液新旭法提濃項目實施后，在實際氯化鈣生產中，可以實現提高產量、降低消耗等優勢，但也給生產運行帶來了諸多不利因素[1]，需確定相關組分后，采取有效應對措施，其中最為主要的是此溶液冷卻后出現了針形結晶物，由于堿渣壓濾液新旭法提濃工藝在同行業內為首次實施，沒有可借鑒的經驗，如此物質得不到有效的確認，將對后續氯化鈣生產，帶來一定阻力，所以對結晶物進行定性、定量分析[2～3]，迫在眉睫。

1 鑒定用試劑和儀器設備

1.1 試劑

硝酸(1+1)、鹽酸(1+1)、硝酸銀(20 g/L)、氫氧化鈉(80 g/L)、三乙醇胺(1+3)、鉻黑T指示劑(1+100)、鈣試劑羧酸鈉鹽指示劑(1+100)、酚酞指示液(10 g/L)

氨-氯化銨(pH=10)緩沖溶液：稱取54.0 g氯化銨，溶于水，加350 mL氨水，稀釋至1 000 mL

乙二胺四乙酸二鈉標準滴定溶液：0.02 mol/L

鹽酸標準滴定溶液：0.1 mol/L

1.2 儀器設備

離心機、干燥箱、分析天平、分液漏斗、長頸漏斗、洗瓶、定量濾紙(慢速)、酒精燈、鉑絲、滴定管(25 mL)、燒杯(150 mL)、容量瓶(250 mL)、移液管(25 mL)。

2 針形結晶物的提取

2.1 結晶物富集

將壓濾液放置在分液漏斗里面，在常溫條件下放置1～2 h， 使其針形結晶物形成結晶。棄去底部鹽漿，和上層清夜。取中間晶型物質置于離心試管中，在轉速為2 500 r/min的離心機上，離心5 min。

使結晶物質富集于離心試管底部，棄去上清液，取出底部結晶置于漏斗中進行洗滌。

2.2 晶型物質洗滌

把晶型物質置于已經放置好慢速定量濾紙的長頸漏斗中進行過濾。洗滌至沒有氯離子為止。(鑒定：取濾出液少量置于150 mL燒杯中，加入5 mL硝酸銀(20 g/L)，產生棕褐色懸濁液，滴加硝酸 (1+1)溶液，溶液澄清，說明此時濾出液中沒有氯離子存在。)

2.3 結晶物干燥

把濾紙取出，連同結晶物(此時結晶物質已變成白色物質)一起放入干燥箱中在105～110 ℃時干燥1～2 h。

3 實驗部分

3.1 干燥物質觀察

觀察此干燥物質。為細膩的白色粉末，用手摸有滑膩感。

3.2 結晶物溶解情況

3.2.1 蒸餾水溶解

取少量白色粉末于150 mL燒杯中，逐漸滴加蒸餾水，觀察現象。

1)此物微溶于蒸餾水。

2)燒杯外壁不熱。說明在加入蒸餾水的過程中此物質不會放熱。

3)上面有極少量漂浮物。

4)往燒杯中滴加一滴酚酞指示劑，溶液呈現紅色，說明此物質顯堿性。

3.2.2 鹽酸溶解

取少量白色粉末于150 mL燒杯中，滴加鹽酸(1+1)。觀察現象。

1)白色粉末溶解。

2)有放熱現象。

3)沒有氣泡產生。

3.3 焰色反應判定陽離子

進行焰色反應應使用鉑絲。把嵌在玻璃棒上的鉑絲在稀鹽酸(1+1)里蘸洗后(用稀鹽酸是因為它在灼燒時易汽化，若用硫酸，由于其熔點、沸點較高而難以揮發，會對實驗產生干擾)放在酒精燈的火焰上，直到跟原來的火焰的顏色一樣時，再用鉑絲蘸被檢驗溶液，然后放在火焰上，這時就可以看到被檢驗溶液里所含元素的特征焰色。此時，看到的火焰呈磚紅色。可以斷定為此物質中有鈣離子存在。

3.4 用鹽酸標準滴定溶液滴定[4]

因為此物質顯堿性，所以選擇用鹽酸滴定。計算出定量的此白色物質消耗鹽酸的量。

稱取一定量的此物質(精確到0.0001 g)，稱取量記為m,于150 mL燒杯中，加入酚酞指示液。用鹽酸標準溶液滴定至溶液由紅色變為無色。記錄下消耗鹽酸標準滴定溶液的體積V。

3.5 試樣溶液制定[5～6]

稱取一定量的此物質(精確到0.0001 g),稱取量記為m，加入硝酸(1+1)溶解后移入250 mL容量瓶中。用蒸餾水采用“少量多次”的方法清洗燒杯，把清洗液一同轉移入容量瓶。定容、搖勻。此溶液為試樣溶液A。

用EDTA標準溶液進行滴定試驗：

1)移取試驗溶液A 25.00 mL置于150 mL燒杯中。加入氫氧化鈉(80 g/L)調節溶液的pH值在3～5(用廣泛pH試紙)。加入5 mL三乙醇胺溶液、2 mL氫氧化鈉溶液、約0.1 g鈣試劑羧酸鈉鹽指示劑，用EDTA標準溶液滴定。記錄下消耗EDTA標準溶液的體積V1。

2)移取試驗溶液A 25.00 mL置于150 mL燒杯中。加入氫氧化鈉(80 g/L)調節溶液的pH值在3～5(用廣泛pH試紙)。加入5 mL三乙醇胺溶液、加入10 mL氨-氯化銨緩沖溶液pH=10，0.1 g鉻黑T指示劑，用EDTA標準溶液滴定。記錄下消耗EDTA標準溶液的體積V2。

4 數據分析與物質確定

表1 試驗數據表

由以上數據經過綜合分析計算得出：此物質的主要成分為氫氧化鈣、氫氧化鎂。

5 結 論

此結晶物確認為主含量氫氧化鈣、氫氧化鎂，其對最終產品產生很大的影響，使得最終產品溶解渾濁。現階段的解決辦法是加酸中和壓濾液中的這兩種物質，確保系統產出優質成品。