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酸中和法制备硅溶胶,用硫酸加硅酸钠中和,用乙醇洗去钠离子,中和过程的最适温度是多少啊, 在线等,急求

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2022-12-30 20:26:36

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2026-04-12 00:09:07

离子交换一般用强酸型阳离子交换树脂与稀释后的水玻璃进行离子交换,以除去水玻璃中的钠离子和其他阳离子杂质制得聚硅酸溶液。再用阴离子交换树脂进行离子交换,除去溶液中的阴离子杂质,制得高纯的聚硅酸溶液。此时得到的聚硅酸溶液稳定性较差,溶液偏弱酸性,可用少量的NaOH或其他试剂作为稳定剂,将溶液的pH值调节在8.5-10.5的碱性范围内,该范围是制得溶胶溶液的稳定区域,必要时在低温(4-10℃)下保存。

1.酸性硅溶胶的制备工艺

1.1.离子交换法

该法是目前研究最多、技术最成熟的制备工艺。该种方法采用水玻璃为原料,通常可分为三个步骤:制备活性硅酸,制备碱性硅溶胶和阳离子交换。常用制备工艺如下:将市售水玻璃通过稀释并与阳离子交换树脂进行交换,得到活性硅酸;将硅酸用碱液处理至碱性;再将该碱性的硅酸溶液进行加热缩合反应并浓缩,制得碱性硅溶胶;最后将碱性硅溶胶经过阳离子树脂进行阳离子交换,同时加入适量的酸进行调节,得到相应酸值下的酸性硅溶胶。

早在1941年,美国人Bird在其专利发明中提到利用离子交换法制备酸性硅溶胶,即将水玻璃溶液经过氢型的阳离子交换柱,使水玻璃中的碱金属同氢发生交换,其产品是高纯度酸性硅溶胶,pH 为2.0~4.0。此后Albrecht和William L改进了Bird 制备酸性硅溶胶的工艺,提出采用混合树脂床来生产更适合使用的酸性硅溶胶。

上世纪80年代,多数硅溶胶生产厂家均沿袭离子交换法制备酸性硅溶胶。如国内的湖北美华日用化工厂从1985年7月就开始着手研制酸性硅溶胶,他们采用离子交换法用自产碱性硅溶胶制备出酸性硅溶胶,其具体工艺是:将所需碱性硅溶胶稀释、过滤后,向其中投入氢型阳离子交换树脂,边投入边搅拌,当pH到达2~3时,停止投入树脂,静置让其彻底交换。用上述方法制得的酸性硅溶胶中二氧化硅的含量为大于10 %,粒径为10~20 nm,pH达2~3,稳定期为3~6个月。

许念强等将制得的活性硅酸陈化24~48h后再制成碱性硅溶胶,然后与强酸型阳离子树脂得到酸性硅溶胶。他们分析了pH、二氧化硅粒径、电解质盐浓度对酸性硅溶胶稳定性的影响,强调要制备高浓度、高稳定性、低黏度的酸性硅溶胶,首先要提高二氧化硅颗粒的粒径。

离子交换法的优点是根据不同的工艺组合可合成不同性能的硅溶胶,缺点是起始原料水玻璃的浓度不能很高,致使后面浓缩过程时间长,能耗大,而且再生离子交换树脂时产生的大量废水需加以处理。

1.2 电解电渗析法

该法制备硅溶胶是一种电化学方法。其原理是硅酸钠在水溶液中发生水解反应:

Na2H2SiO4 + H2O→2Na+ + H3SiO4– + OH–

随着反应的进行,在电场的作用下槽内的离子会定向迁移,由离子交换膜滤出杂质离子;当阳极室内生成的硅酸浓度大于其溶解度时就会发生缩聚反应,生成硅溶胶。通过调节槽内pH即可得到相应的硅溶胶。该方法制备硅溶胶时,要注意控制电渗析反应的电流密度、温度等反应条件。

日本的OKETA YUTAKA在其专利中提到利用离子交换膜电渗析法来制备脱盐酸性硅溶胶。在制备过程中,电渗析器内会交替形成一个脱盐室和一个浓缩室;用阴、阳离子交换膜将阳极和阴极分开,然后进行电渗析。脱盐室中水溶液的温度保持在5~20 ℃。

电解电渗析法是用酸中和硅酸钠水溶液,经陈化后,再通过半透膜渗析钠离子。该方法缺点是渗析所需时间太长,不适于工业化生产。

1.3.分散法

该法是利用机械将SiO2微粒分散在水中制备硅溶胶的物理方法。具体步骤如下:量取定量的去离子水加入到塑料杯中,将其固定于高速分散机上。开动高速分散机,将定量的气相SiO2粉末连续加到杯中。SiO2 粉末加完后,补加定量的去离子水,调节高速分散速度,经过一定时间制得SiO2水分散液。将SiO2水分散液陈化过夜后,高速分散并加入添加剂,继续高速分散数小时,用300目滤网过滤得到性能良好的硅溶胶。

傅朝春利用该方法制备的酸性硅溶胶能够有效替代微生物用于人、禽畜粪便、垃圾处理,可祛除恶臭、制备高效有机肥料。其具体工艺是:将一定浓度的硫酸和 200 目以下的分散剂SiO2置于一个塑料容器内进行搅拌;用NaOH调节pH为2~4;采用金属板做电极,联结一整流电源,置于上述塑料容器中通电;施以100 V电压,通电 450 mA的电流2~5 min;切断整流电源后,搅拌一段时间,等反应物呈胶状就停止搅拌。利用该方法制得的酸性硅溶胶中SiO2 的含量为25 %~35 %,粒径为1~12 nm。

由于该方法所制的酸性硅溶胶是用作特殊用途的,因而没有考虑某些杂质离子如Na+、SO42–等对其纯度的影响,故该方法对于酸性硅溶胶的制备不具有普遍适应性。

1.4.单质硅热氧化法

有研究表明,硅的热氧化物的生长通常是在900~1200℃之间的石英管中进行,或是在干燥氧气条件下,或是在含有水蒸气的湿氧条件下,或是让干燥的氧气和氮气通过接近沸腾的水所形成的蒸汽中。资料介绍,单质硅在湿氧或是水蒸汽氛围中的氧化比干燥氧气中进行得快。热氧化的总反应是:

Si + O2(gas) → SiO2 Si + 2H2O(gas) → SiO2 + 2H2(gas)

在干燥的氧化过程中第一个反应占主要地位,而在湿的氧化过程中第二个反应占主要地位。

2.酸性硅溶胶的胶团结构及其稳定性研究

我国早在1958年就开始了硅溶胶的研制和生产,如南京大学配位化学研究所、兰州化学工业公司化工研究院、青岛海洋化工厂等都从事了相关的研究和开发,但品种和产量都与国外有很大差距,尤其是酸、碱性硅溶胶的比例不合理,这样的局面到20世纪80年代才有所改善。酸性硅溶胶处于亚稳状态,在放置过程中会逐渐发生胶凝作用,稳定期一般为3~6个月,较碱性硅溶胶的稳定期短。因此,如何提高酸性硅溶胶的稳定性就成为众多研究者关心的问题。

2.1.酸性硅溶胶的胶团结构

酸性硅溶胶又称硅酸水溶胶,是高分子SiO2微粒分散于水中的胶体溶液,无臭、无毒,分子式可表示为mSiO2·nH2O(式中:m,n很大,且m<<n),外观为乳白色半透明液体。硅溶胶粒子的内部结构为硅氧烷键(-Si-O-Si),表面层由许多硅氧醇基(-SiOH)和羟基(-OH)所覆盖。由于硅溶胶中SiO2颗粒表面含大量羟基,具有较大的反应活性,因此被广泛用于纺织、橡胶、陶瓷、涂料、精密铸造、耐火材料、造纸、石油化工、电子等行业。

胶团结构如图1所示:当A+为Na+等金属离子时,表示碱性硅溶胶;当A+为H+时,表示酸性硅溶胶。在运动过程中,由胶核和吸附层组成的胶粒作为一个整体运动,这样扩散层与周围的电解质可以形成一种动态平衡来维持硅溶胶的稳定。

2.2 酸性硅溶胶稳定性的影响因素

2.2.1.pH对酸性硅溶胶稳定性的影响

硅溶胶的稳定性与pH之间的密切关系如图2所示。从图2可以看出,在低pH(<2.0)区域内,溶胶稳定性随pH的升高略有上升;在中部pH(2<pH<4)区域内,酸性硅溶胶具有一个较为宽阔的亚稳定区域,为制备酸性硅溶胶的可能性提供现实依据;在pH接近5~6的区域范围内时,硅溶胶的稳定性迅速下降。

王少明等认为pH与硅溶胶的稳定性有直接关系。经测定硅溶胶 pH 在2~10之间时,粒子的ξ电位为负值;pH 在2以下时,粒子的ξ电位为正值;pH=2 时为“0”电位;pH 在8.5~10范围内,为稳定区;pH>10时,硅溶胶粒子溶解为硅酸盐;pH 在4以下时为介稳区;pH=2 时,为最高介稳态。根据制备的高纯硅溶胶的特点,调节硅溶胶的pH在2.5左右,可以保持溶胶处于高介稳态,在室温下可存放2年而不凝胶。硅溶胶不稳定的主要表现之一就是发生凝胶化。

贾光耀等提到溶胶凝胶动力学可以人为控制。他们通过研究发现,硅溶胶的黏度、ξ电位以及凝胶化过程与pH有密切的关系,凝胶化过程发生在pH 为4~7之间。

2.2.2 电解质对酸性硅溶胶稳定性的影响

电解质对硅溶胶的稳定性也有一定的影响,且与pH有密切关系。因为盐类放出离子,与硅溶胶的表面电荷结合,进入紧密层的反离子增加,使分散层变薄;当电解质浓度增加到一定程度时,分散层厚度为零,引起粒子的集合而凝胶化。凝胶化的程度与使用的电解质种类、浓度、温度等因素有关。有资料报导,在pH<3.5时,电解质对硅溶胶的稳定性影响相对较小。

J. L. Trompette等提出当存在两种不同的补偿离子时,经浓缩的硅溶胶在pH为9.8时极易发生凝胶,并对凝胶动力学进行了研究。研究结果表明,离子特征对聚合动力学和溶胶—凝胶转化过程中凝胶显微结构有显著的影响。这归因于不同电解质的影响下临界凝结浓度不同。

而许念强等则认为,只有当SiO2粒子的粒径相对较小时,硅溶胶的稳定性才受到电解质盐浓度较大的影响,随着SiO2粒径增大,电解质盐浓度对硅溶胶的稳定性影响减弱。当硅溶胶中的含盐量降低到一定值时,电解质盐浓度在一定程度上不会构成制备酸性硅溶胶的主要影响因素。

杨靖等在研究了催化剂的种类、反应温度、反应时间、添加剂等因素对硅溶胶性能的影响时分析了电解质种类的影响效果:在[H+]相同的条件下,酸催化剂对溶胶粘度的影响为:

HF>HCl>HNO3>H2SO4>HAc ,对凝胶时间的影响为:HAc>H2SO4>HCl>HNO3>HF,几种溶胶固含量的大小为:H2SO4>HNO3>HCl>HAc,制备 SiO2 膜用硅溶胶较适合采用盐酸或硝酸作为催化剂。

2.2.3.粒径对酸性硅溶胶的影响

粒径是影响硅溶胶稳定的另一重要因素。硅溶胶粒子直径在一定范围内,粒径越均匀、分布范围越窄,稳定性越好。

许念强等在研究粒径对酸性硅溶胶的影响时提到,一定浓度下的酸性硅溶胶稳定性与SiO2粒径大小的关系呈现出一个斜“S”形,即在小粒径下,硅溶胶的稳定性相对很低,而随着粒径的增加,硅溶胶的稳定性迅速增强,并且粒径在10~20 nm内,硅溶胶稳定性近似与粒径大小成正比。

有学者经试验研究发现,将硅溶胶粒径控制在10~15nm范围内,既可简化工艺过程,又可保持高纯硅溶胶的稳定。

另外,SiO2粒子半径的增加,将使其粒子表面羟基基团的反应活性降低,胶粒比表面积减小,胶粒吸附能降低,从而大颗粒对小颗粒的吸附作用力降低,也是大粒径酸性硅溶胶相对于小粒径硅溶胶具有较高稳定性的原因。

此外,Janne Puputti 等在制备硅溶胶时,用乙醇取代一部分水,使其稳定性增加 3 倍。Anna Schantz Zackrisson 等通过干扰法及时间分辨小角X射线散射对硅溶胶分散体系中的聚合和凝胶化过程进行了研究,分析了离子强度对凝胶临界点的影响。

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哭泣的自行车
如意的流沙
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故答案为:蒸馏法;离子交换法;

(2)实验室从海带中提取碘:海带晾干灼烧成灰,加水浸泡①加热②溶解得到海带灰悬浊液,通过过滤,得到不溶的残渣,滤液为含碘离子的溶液,加入酸氧化剂H2O2③,将碘离子氧化成碘单质,利用有机溶剂萃取出碘单质④,再通过蒸馏提取出碘单质⑤.

Ⅰ.双氧水具有强氧化性,酸性条件下,双氧水氧化碘离子生成碘单质,自身被还原生成水,反应方程式为:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O,

故答案为:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O;

Ⅱ.KIO3与盐酸酸化的KI溶液发生氧化还原反应生成碘单质,离子反应为5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,

故答案为:5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O;

Ⅲ.萃取的基本原则两种溶剂互不相溶,且溶质在一种溶剂中的溶解度比在另一种大的多,萃取剂与溶质不反应,碘在四氯化碳或苯或汽油中的溶解度大于在水中的溶解度,四氯化碳或苯或汽油和水都不互溶,且四氯化碳或苯或汽油和碘都不反应,故可用四氯化碳或苯或汽油,酒精和水能互溶,不能做萃取剂,所以过程④的有机溶剂不能使用乙醇,

故答案为:C;

Ⅳ.过程⑤的目的是从含碘的有机溶剂的溶液中分离出单质碘和回收有机溶剂,是利用互溶的两种液体的沸点不同来分离,则实验操作为蒸馏,装置中A、B两个仪器的名称分别是冷凝管、锥形瓶,冷水从下部流入冷凝管,可以使管内充满冷水且停留较长时间,然后从上面流出,让热的蒸气得到充分凝,所以从b口进,

故答案为:蒸馏;冷凝管;锥形瓶;b.

平常的果汁
斯文的烤鸡
2026-04-12 00:09:07
在生物化工过程中常用的膜分离技术有微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、纳滤(NF)、电渗析(ED)、液膜(LM)等。

微滤

微滤是以多孔细小的薄膜作为过滤的介质,以筛分原理为根据的薄膜过滤。在压力作为推动力的作用下,溶剂、水、盐类及大分子物质均能透过薄膜,而微细颗粒和超大分子等颗粒直径大于膜孔径的物质均被滞留下来,以达到分离的目的,进一步使溶液净化。微滤是目前膜分离技术中应用最广且经济价值最大的技术,主要应用于生物化工中的制药行业。

超滤

超滤是根据筛分原理,以一定的压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的操作。同微滤过程相比,超滤过程受膜表面孔的化学性质影响较大,在一定的压力差下溶剂或小分子量的物质可以透过膜孔,而大分子物质及微细颗粒却被截留,以达到分离目的。超滤膜通常为不对称膜,膜孔径的大小和膜表面的性质分别起着不同的截留作用。超滤主要应用于浓缩大分子溶液的净化等.在生物化工过程中应用最广。

反渗透

反渗透过程主要是根据溶液的溶解、扩散原理,以压力差为推动力的膜分离过程。它与自然的渗透过程刚好相反。渗透和反渗透均是通过半透膜来完成的。在浓溶液一侧,当施加压力高于自然渗透压力时,就会迫使溶液中溶剂反向透过膜层,流向稀溶液一侧,从而达到分离提纯的目的。反渗透过程主要应用于低分子量组分的浓缩,如氨基酸浓缩(甘氨酸HGB

3075—79)、乙醇浓缩(GB 679-65)等。其渗透压的大小与膜的种类无关,而与溶液的性质有关。

纳滤

纳滤也是根据吸附、扩散原理,以压力差为推动力的膜分离过程。它除了有本身的工作原理外,还具有反渗透和超滤的工作原理。纳滤又可以称为低压反渗透,是一种新型的膜分离技术,这种膜过程,拓宽了液相膜分离的应用,分离性能介于超滤和反渗透之间,其截断分子量约为200~2000。纳米膜属于复合膜,允许一些无机盐和某些溶剂透过膜。纳滤过程所需压力比反渗透低得多,具有节约动力的优点。它能截断易透过超滤膜的那部分溶质,同时又可能被反渗透膜所截断的溶质透过,其特有功能是反渗透和超滤无法取代的。纳滤膜具有良好的热稳定性、pH

稳定性和对有机溶剂的稳定性,因此现已广泛应用于各个工业领域,尤其是医药、生物化工行业的分离提纯过程。纳滤膜是现今最先进的膜分离技术。微滤、超滤、反渗透、纳滤4种分离技术没有太明显的分界线,均是以压力作为推动力,被截断的溶质的直径大小在某些范围内相互重叠。

电渗析

电渗析是以电位差为推动力,在直流电作用下利用离子交换膜的选择透过性,把电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的淡化、精制或纯化目的。

液膜

液膜是悬浮在液体中的一层乳液微粒,形成液相膜。依据溶解、扩散原理,通过这层液相膜可以将两个组成不同而又互溶的溶液分开,并通过渗透的现象起到分离、提纯的效果,它克服了固体膜存在的选择性低和通量小的特点。液膜一般由溶剂、表面活性剂和添加剂构成。

野性的月亮
繁荣的小鸭子
2026-04-12 00:09:07
电渗析利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子(如离子)的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时,溶液中的带电的溶质粒子(如离子)通过膜而迁移的现象称为电渗析。

电渗析的推动力是电场力,电渗析一般和离子交换膜联合使用,。在外加电场作用下,水中离子在溶液中进行定向移动,借助于离子交换膜的选择透过性,实现溶液的浓缩、淡化和提纯,离子交换膜的污染是最关键的。

反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作压力。反渗透的推动力是压力差,所以反渗透膜需要耐高压。

孝顺的微笑
喜悦的火龙果
2026-04-12 00:09:07
亚硝酸钙和硝酸钙分开的方法有,一、生产亚硝酸钙的方法有:1.铁酸钙法;2.亚硝酸盐复分解法;3.碳酸钙悬浮液吸收nox法;4.氨氧化制亚硝酸钙法;5.综合法硝酸尾气治理生产亚硝酸钙:硝酸尾气主要由n2、o2、h2o、nox组成,利用石灰乳液吸收硝酸尾气中的nox气体,吸收反应生成的混合液称为中和液,溶液中主要含亚硝酸钙,其质量分数为20%左右,将中和液清液负压蒸发浓缩到亚硝酸钙质量分数为45%~55%,再进行喷雾干燥,经气固分离后得到粉末状亚硝酸钙产品。

其中,铁酸钙法、亚硝酸盐复分解法、碳酸钙悬浮液吸收nox法只适用于实验室或制备少量高纯度产品,目前还没有正式工业化生产,技术尚不成熟;氨氧化制亚硝酸钙法,氨氧化制取氧化氮混合气体发生复分解反应时,会产生有毒、有刺激性气味的一氧化氮和二氧化氮,在生产过程中容易对周边地区造成污染;工艺流程复杂繁琐,因为多个设备占地面积大,无形之中增加了场地成本、设备成本、人工成本等问题,且运行工况不稳定。

综合法硝酸尾气治理生产亚硝酸钙,生产过程中石灰乳液中残渣较多,石灰乳溶液中大颗粒残渣较多,易堵塞管道;石灰乳溶液浓度较低,吸收塔需要频繁出料,人工成本高;中和液亚硝酸钙含量低,系统水过剩中和液中硝酸钙含量波动中和液中硝酸钙含量波动,影响了产品质量。如公开日为20051019,公开号为cn1223511c的中国专利中公布了一种生产亚硝酸钙的新工艺及其设备,该发明采用石灰乳与高温氧化氮气nox反应来生产亚硝酸钙,工艺流程复杂繁琐,需要频繁出料,人工成本高。

技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足,而提供一种工艺链简单,生产率高效且环境友好型的亚硝酸钠和硝酸钙制备亚硝酸钙和硝酸钠的方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是:该亚硝酸钠和硝酸钙制备亚硝酸钙和硝酸钠的方法包括如下步骤:

步骤一:按照预设浓度值配置亚硝酸钠溶液和硝酸钙溶液,将配置好的亚硝酸钠溶液和硝酸钙溶液分别加入到亚硝酸钠脱盐液箱和硝酸钙脱盐液箱中;

步骤二:电渗析采用四通道电渗析装置,四通道电渗析装置包括若干个按一定顺序设置的一定数量的四通道模块,四通道模块中设有交错排列的阴离子交换膜和阳离子交换膜,四通道模块由于阴离子交换膜和阳离子交换膜的分隔形成a通道、b通道、c通道和d通道;使亚硝酸钠溶液进入a通道,硝酸钙溶液进入b通道,开启四通道电渗析溶液循环系统,循环30min,使四通道中的溶液流通循环至稳定后,开启四通道电渗析装置配套电源进行电渗析;

步骤三:电渗析过程中,a通道的钠离子通过阳离子交换膜进入c通道,亚硝酸根离子通过阴离子交换膜进入d通道;b通道的硝酸根离子通过阴离子交换膜进入c通道,钙离子通过阳离子交换膜进入d通道;随着电渗析的进行,c通道中得到浓缩的硝酸钠溶液,d通道中得到浓缩的亚硝酸钙溶液;

步骤四:c通道中得到的硝酸钠溶液进入硝酸钠浓缩液箱中,硝酸钠浓缩液箱中的溶液溢流后进入硝酸钠蒸发结晶单元,蒸发结晶得到高纯度硝酸钠盐产品;d通道中得到亚硝酸钙溶液进入亚硝酸钙浓缩液箱中,亚硝酸钙浓缩液箱中的溶液溢流后进入亚硝酸钙蒸发结晶单元,蒸发结晶得到高纯度亚硝酸钙盐产品。

作为优选,本发明中所述步骤一中亚硝酸钠脱盐液箱的溶液溢流后进入亚硝酸钠脱盐液下级处理单元;硝酸钙脱盐液箱的溶液溢流后进入硝酸钙脱盐液下级处理单元。

作为优选,本发明中所述步骤二中四通道电渗析装置的阴极液和阳极液均采用浓度3-5%的硝酸钠溶液。

作为优选,本发明中所述步骤二中四通道电渗析运行前,向c通道通入5%浓度的硝酸钠溶液,向d通道通入5%质量浓度的亚硝酸钙溶液,作为启机溶液,后期运行一般不需要另外配置。

作为优选,本发明中所述步骤一中亚硝酸钠溶液和硝酸钙溶液的预设浓度值均为10%。

作为优选,本发明中所述步骤三中电渗析同时,检测四通道模块的各通道中溶液的电导率,当a通道和b通道中的溶液电导率与c通道和d通道的溶液电导率相近时,分别向亚硝酸钠脱盐液箱和硝酸钙脱盐液箱添加高浓度的亚硝酸钠溶液和硝酸钙溶液,直到a通道和b通道中的电导率值稳定且均保持在预设浓度值对应电导率后停止添加。

本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:

1、本发明率先提出亚硝酸钙的四通道电渗析浓缩方法,采用四通道电渗析装置,亚硝酸钠和硝酸钙溶液进行离子配对后,脱盐液进一步采用常规电渗析处理回用,常规电渗析浓水返回原水池循环处理,四通道电渗析形成两股浓缩液分别是含盐量在200g/l以上的亚硝酸钙浓缩液和含盐量在200g/l以上的硝酸钠浓缩液,高浓度亚硝酸钙浓缩液和硝酸钠浓缩液可以进一步进行蒸发结晶制备纯度大于99.5%的亚硝酸钙盐与纯度大于99.5%的硝酸钠盐。

2、本发明采用四通道电渗析置换和蒸发结晶的方法来生产高纯度亚硝酸钙,大大缩短了制备亚硝酸钙的工艺流程,高浓度的亚硝酸钙溶液更易蒸发沉淀,缩小蒸发结晶器的规模,降低能量的消耗,提高亚硝酸钙的整体回收率,且除原料药剂亚硝酸钠和硝酸钙之外无需添加其他药剂,显著降低亚硝酸钙制备的总体成本,同时也更为环保,不会对环境产生二次污染。

3、本发明工艺简化,需求的设备较少,大幅节省了生产原辅药剂、减小占地面积、设备简单易于操作降低设备运行维护成本,降低了总体的系统投资和运行成本。

4、本发明通过检测溶液电导率来监控溶液的浓度变化,操作方便,并且间歇性的补充亚硝酸钠溶液和硝酸钙溶液使得两个脱盐液通道的溶液浓度保持预设浓度值,使得整个电渗析过程保持高效稳定的运行。

附图说明

图1是本发明实施例中亚硝酸钠和硝酸钙制备亚硝酸钙和硝酸钠的制备流程图。

图2是本发明实施例中亚硝酸钠和硝酸钙制备亚硝酸钙和硝酸钠的生产设备结构图。

图3是本发明实施例中四通道电渗析装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图3,本实施例中的亚硝酸钠和硝酸钙制备亚硝酸钙和硝酸钠的方法包括如下步骤:

步骤一:按照预设浓度值配置亚硝酸钠溶液和硝酸钙溶液,将配置好的亚硝酸钠溶液和硝酸钙溶液分别加入到亚硝酸钠脱盐液箱和硝酸钙脱盐液箱中;亚硝酸钠脱盐液箱的溶液溢流后进入亚硝酸钠脱盐液下级电渗析再浓缩处理单元进行再浓缩,浓缩后的浓液作为原液循环补充至亚硝酸钠脱盐液箱;硝酸钙脱盐液箱的溶液溢流后进入硝酸钙脱盐液下级电渗析再浓缩处理单元进行再浓缩,浓缩后的浓液作为原液循环补充至硝酸钙脱盐液箱。

步骤二:电渗析采用四通道电渗析装置,四通道电渗析装置包括按一定顺序设置的一定数量的四通道模块,四通道模块中设有交错排列的阴离子交换膜和阳离子交换膜,四通道模块由于阴离子交换膜和阳离子交换膜的分隔形成a通道、b通道、c通道和d通道;使亚硝酸钠溶液进入a通道,硝酸钙溶液进入b通道,四通道电渗析装置的阴极液和阳极液均采用浓度3%-5%质量浓度的硝酸钠溶液;四通道电渗析运行前,向c通道通入5%浓度的硝酸钠溶液,向d通道通入5%质量浓度的亚硝酸钙溶液,作为启机溶液,后期运行一般不需要另外配置;开启四通道电渗析循环系统的循环泵循环30min至四通道中的溶液流通循环至稳定后,开启四通道电渗析装置配套直流电源进行电渗析。

步骤三:电渗析过程中,a通道的钠离子通过阳离子交换膜进入c通道,亚硝酸根离子通过阴离子交换膜进入d通道;b通道的硝酸根离子通过阴离子交换膜进入c通道,钙离子通过阳离子交换膜进入d通道;随着电渗析的进行,c通道中得到浓缩的硝酸钠溶液含盐量浓度在200g/l以上,d通道中得到浓缩的亚硝酸钙溶液含盐量浓度在200g/l以上;电渗析同时,检测四通道模块的各通道中溶液的电导率,当a通道和b通道中的溶液电导率与c通道和d通道的溶液电导率相近时,分别向亚硝酸钠脱盐液箱和硝酸钙脱盐液箱添加高浓度的亚硝酸钠溶液和硝酸钙溶液,直到a通道和b通道中的电导率值稳定且均保持在预设浓度值对应电导率后停止添加。

步骤四:c通道中得到的硝酸钠溶液进入硝酸钠浓缩液箱中,硝酸钠浓缩液箱中的溶液溢流后进入硝酸钠蒸发结晶单元,蒸发结晶得到硝酸钠产品;d通道中得到亚硝酸钙溶液进入亚硝酸钙浓缩液箱中,高浓度亚硝酸钙浓缩液和硝酸钠浓缩液可以进一步进行蒸发结晶制备纯度大于99.5%的亚硝酸钙盐与纯度大于99.5%的硝酸钠盐。

本实施例中的亚硝酸钠和硝酸钙制备亚硝酸钙和硝酸钠的生产设备包括亚硝酸钠脱盐液箱、硝酸钙脱盐液箱、四通道电渗析装置、硝酸钠浓缩液箱、亚硝酸钙浓缩液箱、极液箱、阳极液循环泵、阴极液循环泵和电渗析溶液循环系统;该电渗析溶液循环系统包括循环泵1-4;四通道电渗析装置包括若干个的四通道模块,四通道模块中设有交错排列的阴离子交换膜和阳离子交换膜,四通道模块由于阴离子交换膜和阳离子交换膜的分隔形成a通道、b通道、c通道和d通道;其中亚硝酸钠脱盐液箱、循环泵1与a通道连接并形成循环通道;硝酸钙脱盐液箱、循环泵3与b通道连接并形成循环通道;硝酸钠浓缩液箱、循环泵2与c通道连接并形成循环通道;亚硝酸钙浓缩液箱、循环泵4与d通道连接并形成循环通道;极液箱、阳极液循环泵与四通道电渗析装置的阳极连接并形成循环通道;极液箱、阴极液循环泵与四通道电渗析装置的阴极连接并形成循环通道。

本实施例中亚硝酸钠脱盐液下级处理单元与亚硝酸钠脱盐液箱连接,硝酸钙脱盐液下级处理单元与硝酸钙脱盐液箱连接,主要用于对脱盐液进一步浓缩处理回用;硝酸钠蒸发结晶单元与硝酸钠浓缩液箱连接;亚硝酸钙蒸发结晶单元与亚硝酸钙浓缩液箱连接;主要用于对制备出的亚硝酸钙和硝酸钠浓缩液蒸发结晶。

本实施例作业时,电渗析的四个通道将分别形成a和b两个脱盐液通道,c和d两个浓缩液通道,并且通过循环泵一直在四通道电渗析装置内循环;a通道和b通道溶液含盐量不断下降,需要间歇的补充亚硝酸钠溶液和硝酸钙溶液以维持10%左右的浓度;在c和d通道中分别形成两股浓缩液,其中c通道是以a通道所提供的钠(na+)离子和b通道所提供的硝酸根(no3-)离子混合在一起的硝酸钠(nano3)溶液;d通道是以a通道所提供的亚硝酸根(no2-)离子和b通道所提供的钙(ca2+)离子混合在一起的亚硝酸钙(ca(no2)2)溶液;亚硝酸钙(ca(no2)2)浓缩液溢流到硝酸钠蒸发结晶单元进行处理,进行蒸发结晶制备亚硝酸钙盐(ca(no2)2);硝酸钠(nano3)浓缩液溢流到亚硝酸钙蒸发结晶单元进行处理,进行蒸发结晶制备硝酸钠盐(nano3)。

本实施例采用特殊构造的四通道电渗析装置,引入亚硝酸根离子(no2-)离子和钙(ca2+)离子进行配对,四通道电渗析最终形成两股浓缩液分别是硝酸钠溶液与亚硝酸钙溶液,此方法无需引进其他原料药剂,设备操作方便,运行工况稳定,工艺流程简单,而且整个工艺制备过程中,不含有碳酸根离子,有效的避免电渗析单元浓缩液测易结垢、离子汇集析出结晶结垢的问题。

聪明的过客
迅速的御姐
2026-04-12 00:09:07
化学品标识

化学品中文名称:氯化钠

中文拼音:lǜ huà nà

化学品化学式:NaCl

化学品俗名或商品名:食盐

相对分子质量:大约58.5

性质:无色立方结晶或白色结晶。密度2.165g/cm3。熔点801℃。沸点1413℃。溶于水、甘油,微溶于乙醇、液氨。不溶于盐酸。在空气中微有潮解性。由海水(平均含2.4%氯化钠)引入盐田,经日晒干燥,浓缩结晶,制得粗品。亦可将海水,经蒸汽加温,砂滤器过滤,用离子交换膜电渗析法进行浓缩,得到盐水(含氯化钠160~180g/L)经蒸发析出盐卤石膏,离心分离,制得的氯化钠95%以上(水分2%)再经干燥可制得食盐(table salt)。还可用岩盐、盐湖盐水为原料,经日晒干燥,制得原盐。用地下盐水和井盐为原料时,通过三效或四效蒸发浓缩,析出结晶,离心分离制得。用于制造纯碱和烧碱及其他化工产品,矿石冶炼。食品工业和渔业用于盐腌,还可用作调味料的原料和精制食盐。

勤劳的夕阳
懦弱的老虎
2026-04-12 00:09:07
4解决措施

茶多酚、咖啡碱是茶叶萃取液生成沉淀物的物质基础,是茶饮料发挥的主要成分。消除沉淀物的基本原理是除去部分茶多酚或咖啡碱,降低这些易络合物质的浓度,或是添加某种物质来阻断其络合,达到转溶去浑的目的。消除茶饮料混浊沉淀具体方法主要有以下几种:

4.1物理方法

可采用低温沉淀法,将茶提取液迅速冷却,使茶汁混浊或沉淀快速形成后,然后用离心或过滤的方法去除,以提高茶汁的澄清度;或采用超滤(UF)、微滤(MF)技术,去除茶汁中大分子的化学成分如蛋白质、果胶、淀粉等,也可获得澄清透明的茶汁;或采用硅藻土等吸附剂除去大分子物质;或采用电渗析-微滤法,降低高价金属离子浓度,除去大分子物质,从而获得澄清的茶汤[10]。

4.2化学方法

4.2.1添加酶类

在茶汁中添加单宁酶、纤维素酶、蛋白酶或果胶酶,可使茶汁中大分子物资分解。如单宁酶主要为水解酚酸的酯键,即切断没食子酸甲基酯键,破坏茶络合物的形成,而且可提高茶可溶物质在冷水中的溶解度,从而减少混浊沉淀现象,提高茶汁的澄清度。研究结果还表明,采用复合酶的效果优于单一酶[10]。

4.2.2转溶 氢键是一种比较弱的共价键,在茶汁中添加碱液,使茶多酚与咖啡碱之间络合的氢键断裂,且与茶多酚及其氧化物生成稳定性的水溶性很强的盐,避免茶多酚及其氧化物同咖啡碱络合,增加大分子成分的溶解性。可促进茶沉淀的形成,再用酸调节,茶汁经冷却和离心后即可增加澄清度。常用的碱有氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、硫酸铵、亚硫酸钠、低亚硫酸钠等。碱法转溶可促使多酚类过度氧化,使产品颜色加深、香气降低、滋味变淡[10]。

4.2.3添加大分子胶体物质 在茶饮料中添加大分子胶体物质如阿拉伯胶、海藻酸钠、蔗糖脂肪酸脂等。由于这些物质具有良好的乳化作用和分散作用,使茶汁中可溶成分的分散性得到改良,可避免在低温下产生混浊,并可提高茶汁的色香味[10]。

4.2.4去除茶汁部分内含物 添加少量吸附剂等物质,去除茶汁中部分茶多酚或咖啡碱,使茶汁中形成混浊沉淀的成分比例失调,从而减少沉淀产生。去除茶汁内含物的方法有⑴添加Ca2+、明胶、硅胶、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰胺树脂、清蛋白、番木瓜酶、壳聚糖等,经搅拌后离心分离,可去除部分茶多酚;⑵用氯仿、石油醚、植物油、苯与液态CO2等溶剂萃取出茶汤中的咖啡碱;⑶加入乙醇可使茶汤中的蛋白质、果胶等物质沉淀而除去[10]。

茶饮料出现的混浊沉淀主要是茶叶内含成分引起的,也是茶饮料风味物质所在。解决茶饮料混浊沉淀的措施要本着既不会造成茶汤成分过分损失或风味的过多改变,又能合理、有效地解决茶汤沉淀问题这一原则。目前各种方法对中低档原料茶能较好地解决沉淀问题,但对上高档茶仍存在一定的问题。随着科学技术的发展,高新技术的运用,如纳米技术、酶处理技术、微胶囊技术、超滤、微滤技术等,可以预见,不久的将来,高档茶饮料的沉淀问题能得以圆满解决。

昏睡的手链
儒雅的羊
2026-04-12 00:09:07

百分之七十五酒精溶液和纯净水的异同最决定性的是气味和性质,酒精有明显的酒味这点最好区别,当然性质上酒精易燃。纯净水和酒精在外观上并没有太大区别,酒精的表面张力不足于纯净水,在摇晃时可以看出酒精的波纹较激烈细密,但是两者区别并不是很大。其次就是挥发性,同体积的水与酒精,滴一滴在平面上酒精挥发速度远快于纯净水。

纯净水的介绍

不含有杂质或细菌的水,纯净水指的是不含杂质的H₂O,简称净水或纯水,是纯洁,干净,不含有杂质或细菌的水,如有机污染物,无机盐,任何添加剂和各类杂质,是以符合生活饮用水卫生标准的水为原水。

通过电渗析器法,离子交换器法,反渗透法,蒸馏法及其他适当的加工方法制得而成,密封于容器内,且不含任何添加物,无色透明,可直接饮用。市场上出售的太空水,蒸馏水均为纯净水。

也因为这一点,酒精与水滴在皮肤上,明显酒精的凉感高于水。