過氧化氫處理變色工業硫酸研究

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[摘要]公司濃度98%的工業硫酸因生產異常出現茶棕色現象，對其進行分析處理，濃度30%的工業過氧化氫可以在生產過程中有效去除工業硫酸中的茶棕色。過氧化氫處理茶棕色工業硫酸時用量少，且對工業硫酸的質量沒有影響，同時處理費用和人工成本低。

[關鍵詞]工業硫酸；過氧化氫；變色；處理

1前言

硫酸是一種重要的基礎化工產品，是許多工業產品的生產原料或輔料，廣泛應用于冶金、石油、化纖、染料、國防和農業等國民經濟生產部門。武漢青江化工集團股份有限公司硫酸車間生產濃度98%的工業硫酸，采用“二轉二吸”工藝。在某一段時間內，硫酸車間生產的工業硫酸偶爾出現異常，其色度超過內控指標0.1mL，呈茶棕色。雖然大部分硫酸在集團公司內部使用了，且變為茶棕色的硫酸不影響其正常使用，但為了將硫酸質量產品做得更好以及不影響外售的那部分硫酸，需要解決硫酸變為茶棕色的問題。經過對茶棕色硫酸進行分析和處理，發現使用30%工業過氧化氫可以有效去除硫酸中的茶棕色，使98%工業硫酸產品的色度小于0.1mL，達到透明無色。

2硫酸分析結果

98%茶棕色工業硫酸(本文后面都稱為變色硫酸)與正常硫酸的分析結果如表1所示。可知變色硫酸除了色度偏高外，其它指標與正常硫酸都相差很小。

3處理過程

3.1過氧化氫加入量對變色硫酸的影響

常溫下，在25mL變色硫酸中加入25mL濃度30%的工業過氧化氫，12h后變色硫酸轉變為無色，說明30%的工業過氧化氫可去除變色硫酸中茶棕色的物質。為確定常溫下去除變色硫酸中茶棕色物質所需過氧化氫的量，在50mL變色硫酸中加入不同量的過氧化氫，結果如表2，處理時間為24h。可知，常溫下50mL變色硫酸中加入0.2mL過氧化氫就可去除部分硫酸中茶棕色的物質，處理后硫酸的色度為0.15mL；在變色硫酸中加入0.4mL過氧化氫時，硫酸的色度更低，為0.1mL；變色硫酸中過氧化氫加入量大于0.6mL時，硫酸的色度和正常硫酸一樣，小于0.1mL。

3.2溫度對處理變色硫酸的影響

一般而言，提高溫度有利于增加過氧化氫的活性。進一步考察溫度對變色硫酸的處理效果，升高溫度后，過氧化氫處理變色硫酸的時間大大縮短，且過氧化氫處理變色硫酸的量大幅增加。表3是過氧化氫處理500mL變色硫酸的結果，處理時間為3h。可見處理為溫度50℃時，只要0.5mL過氧化氫就可以去除使硫酸變色的物質，70℃時只需加入0.4mL過氧化氫。

4車間酸槽溫度的實際情況

為確認生產時的溫度能否滿足處理變色硫酸，對硫酸車間98%工業硫酸的酸槽溫度進行統計分析。為使酸槽溫度具有代表性，隨機選取酸槽冬天與夏天一整天的溫度，車間酸槽溫度的實際情況如圖1所示。產時酸槽溫度可滿足過氧化氫處理變色硫酸。

5過氧化氫對變色硫酸質量的影響

50℃時，處理500mL的98%變色硫酸只需要0.5mL的30%過氧化氫，過氧化氫與硫酸質量比為0.06051%(取30%工業過氧化氫密度為1.111g/mL，98%硫酸密度為1.836g/mL)。故只需極少量的過氧化氫就可處理變色硫酸。過氧化氫反應后變為水，加入過氧化氫對98%硫酸的濃度沒有影響。根據工業過氧化氫的標準GB1613-2003和工業硫酸的標準GB534-2002，30%過氧化氫與98%工業硫酸的指標對比如表4。可知工業過氧化氫標準中雜質指標與工業硫酸標準中雜質指標沒有重合的指標，因此過氧化氫所含的雜質對工業硫酸也沒有影響。

6處理變色硫酸的成本和注意事項

30%工業過氧化氫價格約1800元/噸，處理1噸98%變色工業硫酸只需要消耗0.6051kg過氧化氫，處理變色硫酸成本僅為0.8714元/噸；處理變色硫酸人工成本也很低，只需將稱量好的過氧化氫加入到變色硫酸中反應3個小時即可。在酸槽中加入過氧化氫處理變色硫酸時，盡量將過氧化氫加入到硫酸的液面下，這既可避免過氧化氫受熱提前分解，同時也使過氧化氫與變色硫酸混合均勻。由于過氧化氫具有強氧化性，98%工業硫酸具有強腐蝕性，在變色硫酸中加入過氧化氫時需要注意防護。公司硫酸車間在酸槽中加入過氧化氫處理變色硫酸的效果很好，加入30%工業過氧化氫后，酸槽中98%變色工業硫酸最后變得清亮無色。一段時間后，硫酸車間找出了使硫酸變為茶棕色的原因，車間改進后也沒有出現硫酸變為茶棕色的現象。

7結論

(1)30%工業過氧化氫可有效處理呈茶棕色的98%工業硫酸；(2)正常生產時的酸槽溫度可滿足過氧化氫處理變色硫酸；(3)過氧化氫處理變色硫酸用量極少，對98%工業硫酸的濃度和質量無影響。

參考文獻

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作者：簡理 周建鋒 單位：武漢青江化工集團股份有限公司