过氧化氢处理变色工业硫酸研究

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[摘要]公司浓度98%的工业硫酸因生产异常出现茶棕色现象，对其进行分析处理，浓度30%的工业过氧化氢可以在生产过程中有效去除工业硫酸中的茶棕色。过氧化氢处理茶棕色工业硫酸时用量少，且对工业硫酸的质量没有影响，同时处理费用和人工成本低。

[关键词]工业硫酸；过氧化氢；变色；处理

1前言

硫酸是一种重要的基础化工产品，是许多工业产品的生产原料或辅料，广泛应用于冶金、石油、化纤、染料、国防和农业等国民经济生产部门。武汉青江化工集团股份有限公司硫酸车间生产浓度98%的工业硫酸，采用“二转二吸”工艺。在某一段时间内，硫酸车间生产的工业硫酸偶尔出现异常，其色度超过内控指标0.1mL，呈茶棕色。虽然大部分硫酸在集团公司内部使用了，且变为茶棕色的硫酸不影响其正常使用，但为了将硫酸质量产品做得更好以及不影响外售的那部分硫酸，需要解决硫酸变为茶棕色的问题。经过对茶棕色硫酸进行分析和处理，发现使用30%工业过氧化氢可以有效去除硫酸中的茶棕色，使98%工业硫酸产品的色度小于0.1mL，达到透明无色。

2硫酸分析结果

98%茶棕色工业硫酸(本文后面都称为变色硫酸)与正常硫酸的分析结果如表1所示。可知变色硫酸除了色度偏高外，其它指标与正常硫酸都相差很小。

3处理过程

3.1过氧化氢加入量对变色硫酸的影响

常温下，在25mL变色硫酸中加入25mL浓度30%的工业过氧化氢，12h后变色硫酸转变为无色，说明30%的工业过氧化氢可去除变色硫酸中茶棕色的物质。为确定常温下去除变色硫酸中茶棕色物质所需过氧化氢的量，在50mL变色硫酸中加入不同量的过氧化氢，结果如表2，处理时间为24h。可知，常温下50mL变色硫酸中加入0.2mL过氧化氢就可去除部分硫酸中茶棕色的物质，处理后硫酸的色度为0.15mL；在变色硫酸中加入0.4mL过氧化氢时，硫酸的色度更低，为0.1mL；变色硫酸中过氧化氢加入量大于0.6mL时，硫酸的色度和正常硫酸一样，小于0.1mL。

3.2温度对处理变色硫酸的影响

一般而言，提高温度有利于增加过氧化氢的活性。进一步考察温度对变色硫酸的处理效果，升高温度后，过氧化氢处理变色硫酸的时间大大缩短，且过氧化氢处理变色硫酸的量大幅增加。表3是过氧化氢处理500mL变色硫酸的结果，处理时间为3h。可见处理为温度50℃时，只要0.5mL过氧化氢就可以去除使硫酸变色的物质，70℃时只需加入0.4mL过氧化氢。

4车间酸槽温度的实际情况

为确认生产时的温度能否满足处理变色硫酸，对硫酸车间98%工业硫酸的酸槽温度进行统计分析。为使酸槽温度具有代表性，随机选取酸槽冬天与夏天一整天的温度，车间酸槽温度的实际情况如图1所示。产时酸槽温度可满足过氧化氢处理变色硫酸。

5过氧化氢对变色硫酸质量的影响

50℃时，处理500mL的98%变色硫酸只需要0.5mL的30%过氧化氢，过氧化氢与硫酸质量比为0.06051%(取30%工业过氧化氢密度为1.111g/mL，98%硫酸密度为1.836g/mL)。故只需极少量的过氧化氢就可处理变色硫酸。过氧化氢反应后变为水，加入过氧化氢对98%硫酸的浓度没有影响。根据工业过氧化氢的标准GB1613-2003和工业硫酸的标准GB534-2002，30%过氧化氢与98%工业硫酸的指标对比如表4。可知工业过氧化氢标准中杂质指标与工业硫酸标准中杂质指标没有重合的指标，因此过氧化氢所含的杂质对工业硫酸也没有影响。

6处理变色硫酸的成本和注意事项

30%工业过氧化氢价格约1800元/吨，处理1吨98%变色工业硫酸只需要消耗0.6051kg过氧化氢，处理变色硫酸成本仅为0.8714元/吨；处理变色硫酸人工成本也很低，只需将称量好的过氧化氢加入到变色硫酸中反应3个小时即可。在酸槽中加入过氧化氢处理变色硫酸时，尽量将过氧化氢加入到硫酸的液面下，这既可避免过氧化氢受热提前分解，同时也使过氧化氢与变色硫酸混合均匀。由于过氧化氢具有强氧化性，98%工业硫酸具有强腐蚀性，在变色硫酸中加入过氧化氢时需要注意防护。公司硫酸车间在酸槽中加入过氧化氢处理变色硫酸的效果很好，加入30%工业过氧化氢后，酸槽中98%变色工业硫酸最后变得清亮无色。一段时间后，硫酸车间找出了使硫酸变为茶棕色的原因，车间改进后也没有出现硫酸变为茶棕色的现象。

7结论

(1)30%工业过氧化氢可有效处理呈茶棕色的98%工业硫酸；(2)正常生产时的酸槽温度可满足过氧化氢处理变色硫酸；(3)过氧化氢处理变色硫酸用量极少，对98%工业硫酸的浓度和质量无影响。

参考文献

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作者：简理 周建锋 单位：武汉青江化工集团股份有限公司