32%離子膜液堿濃度測定方法

明光春（宜賓天原集團(tuán)股份有限公司，四川 宜賓 644004）

32%離子膜液堿濃度測定方法

明光春
（宜賓天原集團(tuán)股份有限公司，四川 宜賓 644004）

介紹了離子膜液堿濃度的測定方法。

燒堿；用途；測定方法

燒堿是重要的化工基礎(chǔ)原料，用途極廣?；瘜W(xué)工業(yè)用于制造甲酸、草酸、硼砂、苯酚、氰化鈉及肥皂、合成脂肪酸、合成洗滌劑等；紡織印染工業(yè)用作棉布退漿劑、煮練劑、絲光劑和還原染料、海昌藍(lán)染料的溶劑；冶煉工業(yè)用制造氫氧化鋁、氧化鋁及金屬表面處理劑；儀器工業(yè)用作酸中和劑、脫色劑、脫臭劑。膠粘劑工業(yè)用作淀粉糊化劑、中和劑；另外，在搪瓷、醫(yī)藥、化妝品、制革、涂料、農(nóng)藥、玻璃等工業(yè)都有廣泛應(yīng)用。

1 工藝流程簡述

1.1 一次鹽酸精制

根據(jù)稀鹽水貯量和鹽水系統(tǒng)中硫酸鈉累積情況，將稀鹽水分一部分去除硫酸鈉后與另一部分稀鹽水進(jìn)入化鹽桶溶解固體鹽，使稀鹽水達(dá)到飽和。在折流槽中加入鹵水和粗飽和鹽水混合，并加精制劑除去 Ca2+、Mg2+，控制粗鹽水中的純堿、燒堿含量，采用澄清和過濾的方法制得一次精鹽水，供電解系統(tǒng)使用。 根據(jù)電解開車電槽數(shù)目、電流，及精鹽水桶的精鹽水貯量，確定鹽水的流量并保持流量的平穩(wěn)性，保證電槽的正常供水。

1.2 離子膜電解工藝流程

來自鹽水工序的一次精制鹽水進(jìn)入一次鹽水貯槽中， 用一次鹽水泵輸送至板式換熱器預(yù)熱至 50～70 ℃，進(jìn)入螯合樹脂塔進(jìn)行陽離子交換吸附，使鹽水中 Ca2++Mg2+≤20×10-9。 精制后 的二次鹽水進(jìn) 入離子膜電解槽陽極室；同時(shí)濃度為 28%～30.5%（wt）的循環(huán)堿液經(jīng)泵送入離子膜電解槽陰極室；通入直流電進(jìn)行電解，在陽極室產(chǎn)生的氯氣和淡鹽水一起流出電槽，經(jīng)氣液分離后，氯氣進(jìn)入氯氣總管，輸送到氯氫處理，含大量游離氯的淡鹽水流入淡鹽水貯槽，經(jīng)泵輸送出界區(qū)。在電解陰極室產(chǎn)生的氫氣與濃度為 32%（wt）的產(chǎn)品堿一起流出電槽，經(jīng)氣液分離后， 氫氣進(jìn)入氫氣總管并輸送到氯氫處理，32%（wt）的燒堿則流入燒堿貯槽。 然后經(jīng)泵輸送，一小部分作為成品堿冷卻器送往堿站貯存、銷售、或進(jìn)一步濃縮生產(chǎn) 50%（wt）的燒堿，大部分 32%堿液加純水進(jìn)行稀釋，使?jié)舛冗_(dá)到 28%～30.5%（wt）并經(jīng)加熱或冷卻器返回電解槽，工藝流程示意圖見圖 1。

1.3 氯氫處理工藝流程

將離子膜送來的高溫濕氯氣，經(jīng)過氯水洗滌塔洗滌降溫后由氯水捕集器除去水霧，冷卻降溫后的濕氯氣經(jīng)過干燥塔后，由酸霧捕集器除去酸霧使?jié)衤葰庾優(yōu)楦陕葰?，再由透平機(jī)將干氯氣輸送至各用戶；將離子膜送來的高溫濕氫氣，經(jīng)過氫氣洗滌塔洗滌冷卻后，用氫壓機(jī)將濕氫氣輸送至各用戶。

圖1 離子膜法生產(chǎn)32%離子膜液堿工藝流程簡圖

2 一次鹽水中控指標(biāo)

一次鹽水中控指標(biāo)見表 1、表 2。

3 一次鹽水分析方法

試樣液中加入氯化鋇，將碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鋇沉淀，然后以酚酞為指示劑用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。

3.1 試劑和溶液

酚酞指示劑 1g/L：稱取 0.10 g 酚酞溶于 100mL、95%乙醇中，用 0.1 mol/L 氫氧化鈉溶液中和至中性。

氯 化 鋇溶 液 100 g/L：稱取 10 g 氯 化 鋇 ，溶 于 水后 稀釋 至 100 mL， 加 酚酞 指示 液 ， 用 0.1 mol/L 氫 氧化鈉溶液中和至微紅色；

鹽酸標(biāo)液 ：0.5 mol/L。

3.2 檢測步驟

吸 取 25.00 mL 試 樣 注 入 250 mL 三 角 瓶 中 ， 加入 10 mL BaC12溶 液 ， 加 兩 三 滴酚 酞指 示 劑 ，用 HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色為終點(diǎn)，記下消耗 HCl標(biāo)液體積 V1。 檢測結(jié)果表示和計(jì)算

氫氧化鈉含量按下式計(jì)算：

式中：c（HCl）—HCl標(biāo)液的物質(zhì)的量濃度，mol/L；

V1—測定 NaOH 所消耗 HCl的體積，mL；

V—試樣體積，mL；

0.040 00— 與 1.00 mL HCl 標(biāo)液 （1.000 mol/L）相當(dāng)?shù)囊?g 表示的 NaOH 的質(zhì)量。

3.3 排放物及指標(biāo)要求

主要排放物為鹽泥和雜水，鹽泥均送往水泥廠作為泥原料，無排放標(biāo)準(zhǔn)。 雜水的排放指標(biāo)為pH 值為 6～9。

表1 一次鹽水崗位工藝控制指標(biāo)

表2 一次鹽水工藝指標(biāo)分析頻率

表3 成品質(zhì)量指標(biāo)控制范圍

4 32%離子膜液堿濃度測定方法

在實(shí)際生產(chǎn)中，使用最廣泛的是酸堿滴定法。

4.1 試劑

1 mol/L 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶 液；

10 g/L 酚酞指示劑。

4.2 儀器

10 mL 滴定管和 500 mL 容量瓶；

25 mL 移液管和 250 mL 三角瓶；

10 mL 移液管和 500 mL 錐形瓶；

洗耳球一個(gè)。

4.3 酸堿滴定法分析原理

將試樣按一定比例配制好后，采用酚酞溶液作為 指 示 劑 ， 將 試 樣 調(diào) 整 為 微 紅 色 ， 再 用 1 mol/L 鹽 酸標(biāo)液將試樣滴定至微紅色消失為終點(diǎn)；讀取鹽酸消耗量做好記錄，用于計(jì)算。

吸取 10 mL 試樣放入 250 mL 容量瓶中，加 水至刻 度 搖勻，吸取 此 溶 液 10 mL 于 250 mL 三 角 瓶 中 ，加兩三滴酚酞指示劑，用鹽酸標(biāo)液滴至紅色剛好褪去為終點(diǎn)。反應(yīng)方程式：

4.4 酸堿滴定法適用性

根據(jù)日常分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，酸堿滴定法快速有效，手續(xù)簡單，操作方便，可在生產(chǎn)現(xiàn)場臨時(shí)取樣分析，實(shí)用性較強(qiáng)。

4.5 分析步驟

用取樣容器取出槽堿適量，在取樣時(shí)置換取樣容器兩三次，保證取樣瓶內(nèi)全部為試樣，無其他雜質(zhì)。

將滴定管 內(nèi)裝滿 1 mol/L 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液 ，記錄鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積數(shù)（V）；準(zhǔn)備好酚酞指示劑待用；清洗500mL容量瓶、25mL移液管和250mL三角瓶，先用工業(yè)水清洗兩三次，再用純水清洗兩三次待用。

用25mL 移液管吸取試樣（堿液），用手指按住移液管頂部，將移液管端平并旋轉(zhuǎn)移液管，使移液管內(nèi)壁完全充滿堿液，起到清洗的作用，如此重復(fù)清洗兩三次，確保數(shù)據(jù)真實(shí)性。

取25mL堿液至500mL錐形瓶中加入純水至刻度搖勻。（取樣前，用手指按住移液管頂部，將移液管端平并旋轉(zhuǎn)移液管，使移液管內(nèi)壁充滿堿液，放樣時(shí)，錐形瓶傾斜，使試樣經(jīng)錐形瓶內(nèi)壁往下流。 ）

用10mL移液管吸取試樣，清洗移液管兩三次，取10mL試樣于250mL三角瓶中，先往三角瓶中加入10g/L酚酞指示劑兩三滴，使試樣在指示劑作用下變?yōu)槲⒓t色， 在用 1 mol/L 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，三角瓶中溶液顏色由微紅色剛好消失為終點(diǎn)，記錄消耗鹽酸體積數(shù)（V）。

計(jì)算公式：式中：C—鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度；V—消耗鹽酸鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積數(shù)；0.040 08—每毫克當(dāng)量氫氧化鈉之克數(shù)。

現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際分析數(shù)據(jù)得出：

C：鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度為：1 mol/L；

V：記錄實(shí)際消耗鹽酸體積數(shù)為 ：10.53 mL。

即：

由式得出該堿液濃度為 42.2%。

4.6 用比重計(jì)進(jìn)行測量

用一支 500 mL 的量筒取一定量的堿液，用比重計(jì)和溫度計(jì)同時(shí)進(jìn)行分別測量堿液的比重和溫度，然后對照國際通用的燒堿溫度—濃度—密度關(guān)系圖來求出密度。

5 注意事項(xiàng)

（1）取樣時(shí)，取樣容器必須進(jìn)行置換兩三次，確保無其他雜志；其次，所取樣品必須具有代表性。

（2）容器清洗必須到位，先用工業(yè)水清洗再用純水清洗，吸取溶液清洗容器兩三遍。

（3）確保試劑在有效期內(nèi)、儀器可靠性。

（4）滴定時(shí)一定要認(rèn)真仔細(xì)，防止滴定過量，數(shù)據(jù)發(fā)生偏差。

6 結(jié)論

燒堿濃度分析均是采用酸堿滴定法進(jìn)行分析，通過日常實(shí)際操作得出結(jié)論：使用酸堿滴定法分析燒堿濃度不僅效率高，準(zhǔn)確度也高。是測定過程中的硬件部分。分析步驟是軟件部分，要想得到精確的數(shù)據(jù)，必須保證硬件的可靠性和分析步驟的嚴(yán)格執(zhí)行，通過日常工作中分析和以上實(shí)驗(yàn)證明，酸堿滴定法更方便、快捷及準(zhǔn)確。

Determination method of 32%liquid ion-exchange membrane caustic soda concentration

MING Guang-chun
（Yibin Tianyuan Group Co.，Ltd.，Yibin 644004，China）

The determination method of the concentration of ionic membrane caustic soda was introduced.

caustic soda；application；determination method

TQ075+.3

：B

：1009－1785(2017)02-0034-03

2016-11-24