氯酸鹽分解實(shí)驗(yàn)總結(jié)

王小敏，侯方敏，蘇武臣

（中國平煤神馬集團(tuán)開封東大化工有限公司，河南 開封 475003）

中國平煤神馬集團(tuán)開封東大化工有限公司淡鹽水回收至化鹽重新利用，系統(tǒng)內(nèi)的氯酸鹽無法帶出，呈現(xiàn)積累效應(yīng)。目前，該公司一次鹽水氯酸根含量46g/L，電解返回鹽水氯酸根57 g/L左右。根據(jù)氯堿行業(yè)一次鹽水氯酸鹽標(biāo)準(zhǔn)5 g/L，一次鹽水中氯酸根含量已嚴(yán)重超標(biāo)，氯酸鹽既影響鹽水飽和度，又腐蝕電解槽墊片、槽框以及鹽水系統(tǒng)的管道和設(shè)備，且從陽極滲透至陰極后造成成品堿中氯酸鹽含量超標(biāo)，影響燒堿質(zhì)量，因此上一套氯酸鹽分解裝置，降低鹽水中的氯酸鹽含量，是該公司目前必須要做的事情。

1 實(shí)驗(yàn)儀器和藥品

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)儀器見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)儀器

1.2 實(shí)驗(yàn)藥品

實(shí)驗(yàn)藥品見表2。

表2 實(shí)驗(yàn)藥品

2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

由于氯酸鹽在常溫及堿性條件下比較穩(wěn)定，要想除去鹽水中的氯酸鈉，就要在較高的溫度和較強(qiáng)的酸性條件下進(jìn)行，其反應(yīng)方程式有[1]：

2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

該公司由于沒有氯酸鹽分解的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，通過用恒溫浴鍋控制溫度，做了數(shù)組實(shí)驗(yàn)，以便獲得較為可靠的運(yùn)行數(shù)據(jù)，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 淡鹽水加酸脫除氯酸鹽實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

第一組數(shù)據(jù)：2018年9月25日上午取老電解F槽出槽淡鹽水300mL，加鹽酸13.8mL，鹽酸/氯酸根摩爾質(zhì)量比是2.085，溫度75℃，時(shí)間40 min，反應(yīng)容器是燒杯，因燒杯壁厚，傳熱效果差，溫度最高只能到75℃，由于溫度和酸度比（2.085）都較低，氯酸根不但未降低反而從57.4 g/L升高到了71.53 g/L，升高率124.6%；游離氯也僅從反應(yīng)前的2 694 mg/L降低到1 999 mg/L；另外在分析反應(yīng)后酸度時(shí)，由于取的樣品量與容器不匹配，未能得到最終數(shù)據(jù)。

第二組數(shù)據(jù)：2018年9月25日下午取老電解F槽出槽淡鹽水200mL，加鹽酸132 mL，鹽酸/氯酸根摩爾質(zhì)量比是 21.821，溫度80℃，反應(yīng)40 min，反應(yīng)容器更換為三角瓶，反應(yīng)后氯酸根從57.4 g/L降低到了0.222 g/L，脫除率99.6%，游離氯也從2 694 mg/L降低到了266 mg/L，降低10倍，但因分析誤差，分析結(jié)果顯示反應(yīng)前后的酸度均是3N。

第三組數(shù)據(jù)：2018年9月25日下午再次取老電解F槽出槽淡鹽水200mL，加鹽酸22.85mL，鹽酸/氯酸根摩爾質(zhì)量比是5.019，溫度90℃，反應(yīng)40 min，反應(yīng)容器為三角瓶，反應(yīng)后氯酸根從57.4 g/L降低到了43.63 g/L，降低了24%，游離氯由2 694 mg/L稍微降低到了2 198 mg/L，酸度由反應(yīng)前的0.69 N降為0.41 N。

第四組數(shù)據(jù)：2018年9月27日上午取新電解D槽出槽淡鹽水200 mL，加鹽酸37 mL，鹽酸/氯酸根摩爾質(zhì)量比是9.902，溫度90℃，反應(yīng)40 min，反應(yīng)容器為三角瓶，反應(yīng)后氯酸根從58.52 g/L降低到了18.13 g/L，降低了69%，游離氯由3 439 mg/L降低到了1 524 mg/L，酸度由反應(yīng)前的1.388 N降為0.48 N。

第五組數(shù)據(jù)：取新電解D槽出槽淡鹽水200 mL（同第四組樣品），加鹽酸26.6 mL，鹽酸/氯酸根摩爾質(zhì)量比是8.226，溫度90℃，反應(yīng)30 min，反應(yīng)容器為三角瓶，反應(yīng)后氯酸根從58.52 g/L降低到了31.96 g/L，降低了26.56%，游離氯由3 439 mg/L降低到了479mg/L，酸度由反應(yīng)前的1.153N降為0.42N。

第六組數(shù)據(jù)：取新電解D槽出槽淡鹽水200 mL（同第四、五組樣品），加鹽酸26.6 mL，鹽酸/氯酸根摩爾質(zhì)量比是8.226，溫度90℃，反應(yīng)40 min，反應(yīng)容器為三角瓶，反應(yīng)后氯酸根從58.52 g/L降低到了30.37 g/L，降低了48.1%，游離氯由3 439 mg/L降低到了461 mg/L，酸度由反應(yīng)前的1.153 N降為0.37 N。

第七組數(shù)據(jù)：取新電解D槽出槽淡鹽水200 mL（同第四、五、六組樣品），加鹽酸26.6mL，鹽酸/氯酸根摩爾質(zhì)量比是8.226，溫度90℃，反應(yīng)60 min，反應(yīng)容器為三角瓶，反應(yīng)后氯酸根從58.52 g/L降低到了32.79 g/L，降低了25.73%，游離氯由3 439 mg/L降低到了238mg/L，酸度由反應(yīng)前的1.153N降為0.33N。

3 結(jié)語

從以上分析看，溫度低于80℃，鹽酸/氯酸根摩爾質(zhì)量比低于2時(shí)氯酸鹽不分解。只有當(dāng)溫度接近90℃，且鹽水中鹽水酸度與氯酸根之比在9左右時(shí)，氯酸根分解率較高，且時(shí)間40 min最佳。為了使反應(yīng)后過量的鹽酸能充分利用，老電解真空脫氯目前加酸量約300 L/h，老電解AB槽陽極循環(huán)槽體積約10 m3，建議采用第四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)控制進(jìn)口酸度（鹽水處理量4 m3/h，氯酸鹽分解后返回脫氯鹽水含酸量約280 L/h），最終脫氯F-313加鹽酸量可以不增加或少增加，F(xiàn)-315加燒堿量也不變或少增加，運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)。