氯酸钠(NaClO3)

2020-04-15 09:58
无机盐工业 2020年4期
关键词:氯化电解槽电解液

1)性质。 通常是白色或微黄色等轴晶体,在介稳状态下呈立方晶体或斜方晶体。 味咸凉,易溶于水。 微溶于乙醇、乙二胺、甘油和液氨。 易吸潮。 有极强的氧化力。 加热至300 ℃以上易分解放出氧气。 与磷、硫及有机物混合,只需摩擦和受撞击即可发生燃烧和爆炸。 有毒!

2)用途。 主要用于制造二氧化氯、亚氯酸钠及其他氯酸盐、高氯酸盐。 其次用于除草剂、氧化剂、造纸、印染、鞣革、炸药、印刷油墨制造、火柴、焰火、医药、冶金矿石处理以及由海水中提溴等。

3)生产方法。 ①电解法:精制的饱和食盐水溶液,在无隔膜的电解槽中,通以直流电进行电解,经过电化学和化学作用生成氯酸钠。 然后,将电解完成液蒸发浓缩,或冷冻、盐析得到固体氯酸钠,再进行干燥即得成品。 ②化学法(碱液氯化法):系将石灰乳氯化,所得氯酸钙溶液析出氯化钙结晶后,与硫酸钠或碳酸钠作用,再经分离、蒸发、结晶而得。 此外,用纯碱、烧碱或碳酸氢钠溶液进行氯化,也能得到含NaClO3和NaCl 的溶液,经分离、结晶,即得成品。 电解法优点是原料便宜,成本低,流程简单,产品质量高,但耗电量大,是主要的工业生产方法。

4)主要制法(电解法)流程简述。 将食盐于40~45 ℃下加水溶化,使达饱和,在精制槽中加石灰(或烧碱)、纯碱和氯化钡以除去镁、钙和硫酸根等杂质(存在杂质会增加电耗,腐蚀阳极)。 再进入调液器,调酸并加入红矾钠,使盐水符合下列要求:ρ(NaCl)>280 g/L,ρ(Na2Cr2O7)为2~3 g/L(初次开车3~5 g/L),ρ(Ca2+、Mg2+)<1×10-5,ρ(SO42-)<5g/L,pH 为6.2~6.5。然后送去电解,通过化学反应和电化学反应生成氯酸盐。

电解槽采用外循环式,即电解槽与反应器并联。 电解原料精制盐水和用以调节电解液酸度的稀盐酸从反应器顶部加入。 反应器底部设冷却水管,调节冷却水流量维持器内电解液温度在80~85 ℃。 然后进入电解槽进行电解,主要发生(1)、(4)两项电化学反应。 反应时产生的大量氢气和热量促使电解液上升进入反应器上部, 在反应器内进行化学反应(7),使阴极区的ClO-和ClO3-不被还原为Cl-,电流效率可达93%~95%。 电解完成液由反应器侧壁上部的溢流口排出。 电解产生的氢气由反应器顶部的氢气导管送出,经集中进行除氯处理后回收使用。

将电解完成液放入保温槽,添加尿素或甲酸钠除去次氯酸根后送入蒸发器。 在蒸发过程中氯化钠首先成固体结晶析出,经洗涤可去配制精盐水。 自蒸发器放出的浓溶液送至结晶器中,冷却至30 ℃以下析出固体氯酸钠。 经离心机甩干,于100 ℃以下干燥,混入少量防结块剂后包装即得成品。

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