淮安礦鹵灘曬副產物的成分分析及提純方法研究

宋阿林 袁偉蕾 張潔 盧星河 王壽武

（淮海工學院化學工程學院,江蘇 連云港222005）

淮安礦鹵灘曬副產物的成分分析及提純方法研究

宋阿林 袁偉蕾 張潔 盧星河 王壽武

（淮海工學院化學工程學院,江蘇 連云港222005）

采用滴定法對礦鹵灘曬除硫副產二水硫酸鈣的主要成分進行了分析，并對混合鹽的提純方法進行了研究，得出了最佳洗滌用水量。

礦鹵;含量;二水硫酸鈣;滴定

0 前言

淮安礦鹵灘曬除硫時產生的大量副產物-二水硫酸鈣（含量65%左右），由于目前尚未對其采取措施加以綜合利用，現已堆積如山，占據大量存儲面積，對環境產生一定的污染，也是對資源的極大浪費。因此為了最大限度的分離、回收礦鹵灘曬除硫時副產的二水硫酸鈣，優化產品質量，杜絕或減少生產過程的"三廢"污染，我們對礦鹵灘曬副產二水硫酸鈣進行了成分分析，并對其提純方法進行了研究。礦鹵灘曬除硫副產二水硫酸鈣在國內還幾乎沒有人研究，只要對其相關特性進行研究，其深加工產品有著廣闊的應用前景。淮安礦鹵的主要成分為，NaCl：280.51 g/L，Na2SO4：l6.94 g/L，CaSO4：1.6 g/L，MgSO4:0.1 g/L[1]。

1 實驗部分

1.1 試劑及儀器

乙二胺四乙酸二鈉（EDTA），硝酸銀，鉻酸鉀，鹽酸，鈣指示劑，氯化鈉，甲基紅，無水乙醇，蒸餾水，氫氧化鈉。

燒杯一套，250 mL錐形瓶3個，溫度計，普通漏斗，規格為10 mL，100 mL，250 mL，1000 mL的容量瓶各一個，10 mL，25 mL的移液管，分析天平（型號：BS224S），控溫電熱套2臺（型號：KDM），電熱恒溫鼓風干燥箱1臺（型號：DHG－924D）。

1.2 實驗原理

測定氯離子含量時，將樣品溶液調至中性，以鉻酸鉀作指示劑，在充分攪拌下用硝酸銀標準溶液滴定，直至溶液呈現穩定的淡桔紅色懸濁液為止[2]。

測定鈣離子含量時，將樣品溶液調至pH=12，用EDTA標準溶液滴定至溶液由酒紅色變為純藍色為止[3]。

滴定前： Ca2++HIn2-=CaIn+H+

滴定開始至終點前：Ca2++Y4-=CaY2-

終點時： CaIn+Y4-=CaY2-+HIn2-

測定硫酸根含量時，將樣品溶液調至弱酸性，加入氯化鋇溶液，生成硫酸鋇沉淀，沉淀經過濾，洗滌、烘干、稱重計算硫酸根含量。

溫度在10℃時，每100 g水中能溶解的氯化鈉，硫酸鎂，硫酸鈣的量分別為36 g，30.4 g和0.1928 g，根據溶解度的不同，可以通過加水達到分離提純的目的。

1.3 實驗過程

1.3.1含水量的測定

先稱取一定重量的的濕基于燒杯中，置于烘箱中在（110±5)℃下烘約24 h，烘至恒重（兩次稱重之差不超過0.0002 g）。平行測定三組。數據見表1。

表1 濕基含水量的測定

1.3.2干基成分分析

取2 g干基，配成1000 mL溶液。

（1）氯離子的含量測定

用移液管量吸取25 mL已配好的溶液于250 mL的錐形瓶中，加入4滴鉻酸鉀溶液，在充分攪拌下用0.1 mol/L硝酸銀標準溶液進行標定，直至呈現穩定的淡桔紅色懸濁液為止，平行測定三組。數據見表2。

表2 氯離子含量測定

（2）鈣離子的含量測定

用移液管量吸取25 mL已配好的溶液于 250 mL的錐形瓶中，加入10滴2 mol/L的氫氧化鈉溶液將溶液的pH調至 12，加入0.1317 g鈣指示劑，然后用0.02 mol/L的EDTA標準溶液滴定至溶液由酒紅色變為純藍色為止，平行測定三組。數據見表3。

表3 鈣離子含量測定

（3）硫酸根離子的含量測定

用移液管量吸取100 mL已配好的溶液置于400 mL燒杯中，加水至150 mL，加2滴甲基紅指示液，滴加2 mol/L鹽酸至溶液剛呈現紅色，加熱至近沸，迅速加入80 mL 0.02 mol/L氯化鋇熱溶液，劇烈攪拌2～3 min，冷卻至室溫，再加少許氯化鋇溶液檢查沉淀是否完全。用已于(120±2)℃烘至恒重的玻璃坩堝抽濾，先將上層清夜傾入坩堝，用水將杯內沉淀洗滌幾次，然后將沉淀全部移入坩堝內。繼續洗滌數次至濾液不含氯離子。沖洗坩堝外壁后，置電烘箱中于(120±2)℃烘1 h后取出，在干燥器中冷卻至室溫稱重。以后每次烘30 min，直至恒重（兩次稱重之差不超過0.0002 g），平行測定三組。數據見表4。

表4 硫酸根離子含量測定

1.3.3最佳洗滌用水量

2 g干基分別加入5 mL，8 mL，9 mL，10 mL，20 mL，40 mL，60 mL，70 mL，80 mL，85 mL蒸餾水，經過濾后，將濾液及濾渣中氯化鈉的質量結果匯總，數據見表5。

表5 洗滌用水量

2 結果與討論

⑴根據表1，濕基的平均含水量為46.44%，即除硫副產物中每克濕基含0.4644 g水分，即濕基含水量為46.44%。

⑵根據表2，根據硝酸銀的平均用量2.7667 mL可推算出2 g干基中氯化鈉的總量為0.6474 g。由于礦鹵中硫酸鎂及一些不溶物的含量甚微，可認為干基中只含有NaCl和CaSO4·2H2O兩種物質，可計算出干基中NaCl與CaSO4·2H2O的比值為0.4786，從而可得到NaCl在混合鹽中的含量為32.36%。

⑶根據表3，可知鈣離子的平均濃度為0.3876 g/L。

⑷根據表4，可得到硫酸鋇的平均質量為0.1860 g,根據硫酸根離子的平均質量可得知硫酸根離子的平均濃度為7.98×10-3mol/L。

⑸根據表5可得圖1：

由于NaCl和CaSO4·2H2O的溶解度差別很大，可通過加水達到提純的目的。為達到工業硫酸鈣的標準98%，根據NaCl和CaSO4·2H2O的溶解度比值186.72，經計算可得到溶解掉的 NaCl的量為0.619864 g。根據圖1，可得到溶解掉的NaCl的量為0.619864 g時的加水量為22 mL。

3 結論

通過分析滴定的方法對淮安礦鹵灘曬除硫副產二水硫酸鈣的主要成分進行了分析，即濕基的平均含水量為46.44%；干基混合鹽中NaCl的含量為32.36%、CaSO4·2H2O的含量為67.64%；并對混合鹽的提純方法進行了研究，得出了最佳洗滌用水量為：1 g干基混合鹽需要用水量為11 mL。

[1]鄭海明.礦鹵日曬擴大試驗研究[J].蘇鹽科技，2008，(3): 7-8.

[2]左秉堅，郭德恩.海鹽工藝[M].北京:輕工業出版社，1989.

[3]李艷輝，許興友.無機及分析化學實驗[M].南京:南京大學出版社，2006，3.

Composition Analysis and Purification Method Study of Huai'an Mine Brine Byproduct

SONG A-lin,YUAN Wei-lei,ZHANG Jie,LU Xing-he,WANG Shou-wu
（College of Chemical Engineering,Huaihai Institute of Technology,Jiangsu 222005,China）

In this paper,titration of the mine brine beach drying desulphurization byproduct calcium sulfate dihydrate of the main components were analyzed,and mixed-salt purification method of the study found the optimal wash water.

mine brine;content;calcium sulfate dihydrate;titration

1006-4184（2010）11-0026-03

2010-08-15

連云港市科技計劃資助項目（CG0801），江蘇省海洋資源開發研究院科技開放基金資助項目（JSIMR10D04）。

宋阿林（1987-），女，江蘇徐州人，學士，主要從事精細化工及分析的研究工作。