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1、乙醇与水混合溶剂结晶法制备硫酸铜2006 年第 11 期第 33 卷总第 163 期广东化工WWW乙醇与水混合溶剂结晶法制备硫酸铜张威,杨蔚(1.江苏职工医科大学基础部,江苏南京 210029;2.江苏省警官学院技术系 ,江苏南京 210012)【摘要】本文通过运用乙醇与水混合溶剂结晶生产硫酸铜,同时对溶剂比例,结晶温度,溶液酸度等进行实验,得出较好的生产条件,为工业生产硫酸铜中节省能源,节约成本提供了有益的参考.【关键词】硫酸铜;结晶;混合溶剂RefiningBluestonewithMixedSolventofEthanolandWaterZhangWei,YangWei(1.BasicD
2、epartmentofJiangsuStaffMedicalCollege,Nanjing210029;2.TechnologyDepartmentofJiangsuPoliceInstitute,Nanjing210012,China)Abstract:WestudiedhowtOrefinebluestonewithmixedsolventofethanolandwater,andwestudiedthatbluestonecrystalinfluencedbytheproportionofmixedsolvent.thetemperatureofcrystallizingandtheac
3、idityofsolution,SOthatwecouldgettheappropriateconditionofcrystallizingbluestone.ThiswouldofferreferencetOproducingbluestoneinindustry.Keywords:bluestone;crystal;mixedsolvent无机盐按其溶解度大小可分为可溶物和不溶物,对不溶物,可直接从水中沉淀出来.对可溶物,由于其溶解度较大,不能用沉淀法,生产上一般用蒸发水份或冷却溶液来提高溶液过饱和度,达到结晶的目的.由于水的蒸发潜热很大,因此,结晶过程的能耗很大.硫酸铜作为工业上常用的一
4、种无机盐,其生产过程就存在这样的情况.为了降低能耗,许多生产,科研单位投入了较大的人力,物力对硫酸铜的制备进行研究,但这些?研究一直都以水为溶剂的,节能效果并不理想.我们通过实验发现,以乙醇和水的混合溶剂代替水溶剂,结晶制备硫酸铜,.不仅是可行的,而且可显着地降低结晶过程的能耗,温度,生产流程也可缩短.1 实验部分1.1 原理物质的溶解实质上就是物质粒子与水分子之问互相作用的【收稿日期 12006-0724【作者简介 1 张威(1968 一 J,男,讲师,硕士,主要研究方向为化学教学 .结果,当所有的水分子都参与这一过程时,溶液就达饱和状态.若要降低物质在水中的溶解量,就必须减少与物质互相作用
5、的水分子或降低水分子的运动激烈程度,生产上一般用直接蒸发水份或降低温度的办法,其实,减少与物质粒子互相作用的水分子的办法除了直接蒸发外,也可不蒸发,而是在原溶液中加入乙醇,使乙醇分子跟水分子发生作用,削弱了水分子对铜离子和硫酸根离子的作用,使物质结晶出来.这正是用乙醇与水混合溶液结晶法生产硫酸铜的基本原理.1.2 工艺流程用乙醇与水混合溶液结晶法生产硫酸铜,其工艺流程如图l 所示.将净化后的硫酸铜溶液在常温下同乙醇按一定比倒加入结晶池中结晶,结晶后进行过滤或抽滤,滤液在低温条件下蒸发,并回收溶剂循环利用,残液丢弃或反复利用,滤饼经干燥后即可制得产品.36.广东化工WWW2006 年第 11 期
6、第 33 卷总第 163 期图 1 工艺流程2 实验结果及讨论2.1 溶剂组成对产品的影响在结晶温度为 35,溶剂中乙醇与水组成比分别为 2:1,1:1,1:2,用硫酸控制溶液的【H】=1mol/L, 溶液的浓度都是50.0g,L 条件下,通过结晶法获得硫酸铜,实验结果见表 1.表 1 溶剂组成比对产品的影响(35)由此看出,乙醇与水的组成比对硫酸铜的产量影响很大.组成比越大,产量越高,损失越少.但从乙醇回收角度来考虑,组成比越大,需要的乙醇量越大,生产投入越大.因此,也不宜使用高的乙醇与水的比例.一般取 1:1 左右比较适宜 ,此时总能耗约为传统工艺的 1/3.2.2 结晶温度对产品的影响乙
7、醇与水的组成比为 1:1,用硫酸控制溶液的【H】=1mol/L,溶液浓度为 50.0g,L 的条件下,分别在 3O,35,40,45下结晶获得硫酸铜,实验结果见表 2.表 2 结晶温度对产品的影响可看出,温度越高,结晶量越好.但从溶剂性能方面考虑,温度越高,不利于操作.因此,选择 35结晶温度比较理想,且产出的产品也符合有关标准.2.3 溶液酸度对产品的影响乙醇与水的组成比为 1:1,温度控制在 35,溶液浓度为50.0g,L 的条件下,用硫酸调节溶液酸度,分别使氢离子浓度达到 1.5mol/L,lmol/L 和 O.5mol/L,然后在此条件下结晶获得硫酸铜,实验结果见表 3.表 3 酸度对
8、产品的影响通过以上的实验数据可以看出,随着溶液中氢离子浓度的增加,结晶量也略有增加;同时还影响到结晶颗粒大小及晶粒颜色的深浅.可见,在生产过程中,为了保证较高的产量及相应低成本,保持溶液的适当酸度是必须的,通过实践可知,控制【H】=1mol/L 是比较适合的 .3 结束语本文为了提高结晶法生产硫酸铜的产量,节省能量损耗,节约生产成本,运用乙醇与水混合溶剂结晶法制备硫酸铜,同时进行溶剂比例,温度,溶液酸度等影响因素的实验,在综合各种因素的前提下,得出了较为满意的生产条件,即乙醇与水的质量比为 1:1,温度控制在 35左右,酸度控制在【 H+1=1mol/L,为生产提供了有益的参考.当然,结晶法生
9、产硫酸铜是一个较为复杂的过程,除了上述因素外,还有杂质对结晶产量的影响,溶液浓度的高低对结晶产量的影响,冷却速度的快慢对结晶产量的影响,结晶时间长短对结晶产量的影响等很多因素,由于条件限制,并没有一一进行研究,在此提出来供大家参考.?参考文献【l】高盐生,杭德森,高瑞华.部分可溶性无机盐的结晶研究 【J.江西化工,2001(4):15-16.【2】天津化工研究院.无机盐工业手册【M】.北京 :化学工业出版社,1981.【3】印永嘉.大学化学手册【M】.济南:山东科技出版社,1985.【4】北京师范大学等.无机化学实验【M】.北京:高等教育出版社.(本文文献格式:张威,杨蔚.乙醇与水混合溶剂结晶法制备硫酸铜【J】.广东化工,2006.33(11):3536.)
