浅谈盐酸中杂质对氯化钙产品质量影响

2022-09-10

前言

氯化钙应用广泛, 在石油化工中, 氯化钙用作钻井液, 能够有效地防止井壁垮塌。氯化钙还可用于处理钻井废水。在环保上, 氯化钙可用于处理含氟、磷等多种废水。在农业上, 氯化钙用于水果、鲜花的保鲜。氯化钙还可用作净水剂、防冻剂、干燥剂、防腐剂、融雪剂等。

目前, 氯化钙的生产主要有氨碱法废液直接生产和盐酸与石灰石反应生产两种。氨碱法生产的氯化钙中杂质较多, 氯化钙产品质量相对偏低。本单位颗粒氯化钙的生产, 采用盐酸和石灰石反应制得氯化钙溶液, 然后氯化钙溶液在高温气流中雾化流化经干燥造粒得到颗粒氯化钙。

一、实验部分

将A厂、B厂、C厂副产盐酸在低温下用氢氧化钠中和后, 用二硫化碳萃取富集以GC-MS进行分析。

分别取A厂、B厂、C厂副产盐酸与普通石灰石按一定的质量比反应, 于洁净的塑料桶中反应6小时, 加氢氧化钙调节p H至7.6, 静置24小时, 将制得的母液过滤, 测定过滤前后的COD值及氟离子。

取部分过滤后清液置于三个50ml坩埚中烘至近干, 然后置于265℃马弗炉中烘4小时, 于干燥器中冷却至室温, 得到无水氯化钙, 进行全分析。

分别用活性碳、陶土等物质对母液进行吸附, 测定吸附前后COD值。

二、结果与讨论

1. 不同厂副产盐酸杂质分析

对A、B、C厂的副产酸以GC-MS进行分析, 所得气相色谱图与质谱图

分析, A厂酸的主要杂质是三乙胺和一些高分子聚合物片段, B厂酸的主要杂质是偏二氯乙烯和三氯乙烯。C厂酸的主要杂质为甲醇和一些高沸点杂质。

2. 不同来源酸对氯化钙溶液质量的影响

不同厂的酸与石灰石反应前后溶液COD值以及氟离子含量如表1所示。

从表1可以看出, A厂酸的COD及氟离子均较高, 说明A厂酸中有机物含量较高, A厂酸中的杂质高分子可能为含氟聚合物片段。A、B、C三个厂的酸反应后COD均降低, 可能是酸中有机物与石灰石反应生成沉淀沉降下来。

实验中发现, A厂副产酸反应最慢, B厂副产酸反应最快。将反应后产物静置24小时, A厂副产酸仍然在反应且反应不完全。表面有黑色漂浮物, 继续静置12小时后发现漂浮物沉淀到溶液底部, 溶液为蓝绿色液体。

出现上述现象可能是由于C厂和B厂酸中的有机杂质大部分为易挥发物质, 且氟离子含量低。在碳酸钙与盐酸反应过程中, 由于放出大量的热, 易挥发物质逸出。而A厂副产酸中三乙胺沸点较高, 不太容易挥发, 且氟离子高, 形成的氯化钙与氟离子结合成氟化钙附着在碳酸钙表面形成保护膜, 导致反应很慢, 三乙胺的停留与石灰石中的有机物共同作用, 造成蓝绿色液体。这些现象与GC-MS分析结果相对应。