硫酸的物化性質和制備方法

時間：2023-03-24 07:35:28來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

硫酸的物化性質和制備方法

[db:作者] / 2023-02-07 00:00

硫酸

[物化性質]

硫酸，分子式為H2SO4，相對分子質量98.07，為無色透明油狀液體，熔點10.4℃。沸點290℃。密度1.84g/cm3。能以任意比例與水混合，并放出大量的熱。化學性質活潑，幾乎與所有金屬、氧化物、氫氧化物反應生成硫酸鹽。具有極強的吸水性和氧化性，能使棉布、紙張、木材等碳水化合物脫水碳化，接觸人體能引起嚴重的燒傷。空氣中體積含量達4%～75%時具有爆炸性。無水硫酸在10℃凝固，加熱到340℃分解成三氧化硫和水。濃度低于76%的硫酸與金屬反應會放出氫氣。市售硫酸按純度不同顏色自無色、黃色乃至紅棕色。密度隨含量增加而增加，熔點隨含量減少而下降。

[制備方法]

(1)硫磺法

由硫磺制取二氧化硫氣體，再將二氧化硫催化氧化，生成三氧化硫，最后將三氧化硫與水接觸制取硫酸。

(2) 硫鐵礦法

以硫化鐵礦為原料，經焙燒得到二氧化疏，經凈化、氧化成三氧化硫，用稀硫酸吸收得到成品。

(3)中國專利CN1113878A

此法也是利用焙燒硫化鐵礦法，但是，在制備過程中，采用含N20～60%(重量含量)的純氧或富氧空氣依次順流流入串聯的1～5個硫鐵礦氧化焙燒爐中進行硫鐵礦的焙燒，每個爐的出口氣體溫度為600～1000℃。此高溫可用于產生蒸汽及發電。焙燒硫鐵礦完畢后的氣體經處理后進入轉化爐進行轉化，使氣體中含有的大部分SO2(50%～100%)轉化為SO3，轉化后的氣體被吸收制備硫酸，吸收后氣體中的SO3 50%～100%轉化為硫酸產品，所得的最終尾氣經升溫加壓或被噴射吸引后返回硫鐵礦焙燒爐前與氧氣混合或返回SO2轉化爐前與SO2爐氣混合或返回SO3吸收塔前與SO3爐氣混合后循環使用。由于生產過程中使用的氧氣中含有部分氮氣，因此，在生產過程中，氣體中N2的含量逐漸增加。當N2含量達到一定數值時，排放部分硫酸吸收塔后的最終尾氣經處理后放空，以維持生產過程中的循環氣體中氮的含量為一定數值。

(4)鈦白廢酸回收硫酸上

鈦鐵礦的主要成分是偏鈦酸亞鐵，是一種弱酸弱堿鹽。硫酸法生產鈦白的過程是使鈦鐵礦與硫酸反應生成可溶性的鈦鹽進入溶液，然后通過物理、化學方法使其呈偏鈦酸析出，廢酸液的有關成分如下:

水合TiO2懸浮物和Ti3+共5%～10%，FeSO4 17%，游離酸(H2SO4) 15%～20%。

李海等采用了溶劑萃取與蒸發濃縮相結合的方法綜合利用鈦白廢酸。主要操作步驟如下。

①向鈦白廢酸中加入鹽酸，用磷酸三丁酯(TBP)萃取Fe3+,得到萃合物為HFeCl4·2TBP；

②在TBP濃度為2.53mol/L、HCI濃度為4.53mol/L、萃取與反萃取相比均為1的條件下，對Fe3+濃度為1.023mol/L的鈦白廢酸進行連續5級逆流萃取、反萃取，得總產率為99.4%、純度為99.88%的氯化鐵；

③對除Fe3+后的廢酸直接蒸發濃縮，進行二次蒸發濃縮后硫酸質量分數可達80%以上。

此法以鈦白廢酸為原料，制得了氯化鐵和鹽酸，達到了綜合利用鈦白廢液的目的。

(5)許多濕法冶金工藝會產生大量的廢酸，比如在用溶液萃取和電解金屬法生產銅的時候，產生的電解液中的硫酸濃度達到180g/L。Gottliebsen、Ken等用萃取法進行處理，硫酸濃度可降至18g/L，回收率達90%。萃取劑由三2-乙基己基胺(TEHA)、Shellsol2046和辛醇三種藥劑組成，其中Shellsol2046的作用是降低萃取溶劑的黏性。隨后，升溫反萃取。實驗對反應條件如萃取和反萃取溫度、改良劑濃度、萃取相與水相的比例等，并進行優化實驗。

[技術指標]GB/T534-2002工業硫酸

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