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氢氧化钠、氢氧化钾用途与制法

发布时间:2019-09-11 来源:中国标准物质网 阅读:78

1.氢氧化钠

【别名】苛性钠;烧碱;火碱

【英文名】sodium hydroxide; caustic soda

【结构式】NaOH

【分子量】40.00

【物化性质】纯净的氢氧化钠是白色的固体,极易溶解于水,它的水溶液有涩味和滑腻感。氢氧化钠暴露在空气中时容易吸收水分,表面潮湿而逐步溶解,这种现象叫作潮解。其相对密度2.130,熔点318.4℃,沸点1390℃。市售烧碱有固态和液态两种:纯固体烧碱呈白色,有块状、片状、棒状、粒状,质脆;纯液体烧碱为无色透明液体。固体烧碱有很强的吸湿性,易溶于水,溶解时放热,水溶液呈碱性,有滑腻感;溶于乙醇和甘油;不溶于丙酮、乙醚。腐蚀性极强,对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用。与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢;与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应;与酸类起中和作用而生成盐和水。

【质量标准】

1.国家标准《工业氢氧化钠》GB209-2006

表1工业固体氢氧化钠质量指标


表2工业液体氢氧化钠质量指标


注:CT通常指苛化法生产的氢氧化钠,但不限于此工艺;DT通常指隔膜法生产的氢氧化钠,但不限于此工艺;IT通常指离子交换膜法生产的氢氧化钠,但不限于此工艺;IL液体氢氧化钠;IS固体氢氧化钠。

外观:固体(包括片状、粒状、块状等)氢氧化钠主题为白色,有光泽,允许微带颜色。液体氢氧化钠为稠状液体。

2.国家标准《食品添加剂固体氢氧化钠》GB 5175-2008


【用途】用于造纸、纤维素浆粕的生产;用于肥皂、合成洗涤剂、合成脂肪酸的生产以及动植物油脂的精炼。纺织印染工业用作棉布退浆剂、煮炼剂和丝光剂。化学工业用于生产硼砂、氰化钠、甲酸、草酸、苯酚等。石油工业用于精炼石油制品,并用于油田钻井泥浆中。还用于生产氧化铝、金属锌和金属铜的表面处理以及玻璃、搪瓷、制革、医药、染料和农药方面。食品级产品在食品工业上用作酸中和剂,可作柑橘、桃子等的去皮剂,以及脱色剂、脱臭剂。

【制法】工业上生产烧碱的方法有苛化法和电解法两种。苛化法按原料不同分为纯碱苛化法和天然碱苛化法;电解法可分为隔膜电解法和离子交换膜法。电解法是当前的主流。

(1)隔膜电解法将原盐化盐后加入纯碱、烧碱、氯化钡精制剂除去钙、镁、硫酸根离子等杂质,再于澄清槽中加入聚丙烯酸钠或苛化麸皮以加速沉淀,砂滤后加入盐酸中和,盐水经预热后送去电解,电解液经预热、蒸发、分盐、冷却,制得液体烧碱,进一步熬浓即得固体烧碱成品。盐泥洗水用于化盐。其反应式如下:


(2)离子交换膜法将原盐化盐后按传统的办法进行盐水精制,把一次精盐水经微孔烧结碳素管式过滤器进行过滤后,再经鳌合离子交换树脂塔进行二次精制,使盐水中的钙、镁含量降到0.002%以下,将二次精制盐水电解,于阳极室生成氯气,阳极室盐水中的Na+通过离子膜进入阴极室与阴极室的OH-生成氢氧化钠,H+直接在阴极上放电生成氢气。电解过程中向阳极室加入适量的高纯度盐酸以中和返迁的OH-,阴极室中应加入所需纯水。在阴极室生成的高纯烧碱浓度为30%~32%(质量分数),可以直接作为液碱产品,也可以进一步熬浓,制得固体烧碱成品。其反应式如下:

2NaC1+2H2O→2NaOH+H2↑+CI2↑

【安全性】

健康危害:具有极强的腐蚀性,其溶液或粉尘溅到皮肤上,尤其是溅到黏膜,可产生软痂,并能渗入深层组织,灼伤后留有瘢痕。溅入眼内,不仅损伤角膜,而且可使眼睛深部组织损伤。

急救措施:如不慎溅到皮肤上立即用清水冲洗10min;如溅入眼内,应立即用清水或生理盐水冲洗15 min,然后再点入2%奴佛卡因,严重者速送医院治疗。防护措施:操作人员工作时必须穿戴工作服、口罩、防护眼镜、橡皮手套、橡皮围裙、长筒胶靴等劳保用品。应涂以中性和疏水软膏于皮肤上。生产车间应通风良好。空气中烧碱粉尘最高容许浓度为0.5mg/m3。

包装方法;工业用固体烧碱应用铁桶或其他密闭容器包装,桶壁厚度0.5mm以上,耐压0.5Pa以上,桶盖必须密封牢固,每桶净重200kg,片碱25kg。包装上应有明显的“腐蚀性物品”标志。食用液体烧碱用槽车或贮槽装运时,使用两次后必须清洗干净。不允许使用装运过水银电解法制得的液体烧碱的槽车或贮槽、桶装运食用液体烧碱。允许使用符合食品包装标准要求的塑料桶、贮槽装运食用液体烧碱或片碱。包装上应有明显的“食品添加剂”字样及“腐蚀性物品”标志。贮存运输:属一级无机碱性腐蚀物品,危规编号:GB 8.2类82001。UN No.1832;IMDG CODE 8225页,8226页,8.2类。应贮存在通风、干燥的库房或货棚内。包装容器要完整、密封。不得与易燃物和酸类共贮混运。运输过程中要注意防潮、防雨。如发现包装容器发生锈蚀、破裂、孔洞、溶化淌水等现象,应立即更换包装或及早发货使用,容器破损可用锡焊修补。消防措施:失火时,可用水、砂土和各种灭火器扑救,但消防人员应注意水中溶入烧碱后的腐蚀性。

2.氢氧化钾

【别名】苛性钾;钾灰

【英文名】potassium hydroxide; potash,caustic

【结构式】KOH

【分子量】56.11

【物化性质】白色斜方结晶,工业品为白色或淡灰色的块状或棒状。相对密度2.044,熔点360.4,沸点1320~1324℃,易溶于水,水溶液呈强碱性,溶解时放出大量的热;也溶于乙醇,不容于醚。属强碱,腐蚀性强,吸水性极强。吸收CO2逐渐变为K2CO3,其性质与烧碱相似,是基础化工原料之一。

【质量标准】

1.国家标准GB/T 1919-2014


注:用户对硫酸盐和钠两项指标无要求时,可不控制。Ⅰ类为离子膜法,Ⅱ类为隔膜法。

2.化工行业标准HG/T 3688-2010


【用途】广泛应用于高锰酸钾、碳酸钾等钾盐和钾碱的生产,在医药工业中用于生产钾硼氢、安体舒通、沙肝醇、黄体酮、丙酸睾丸素等。在轻工业中用于生产钾肥皂、碱性电池、化妆品。在染料工业中用于生产还原染料,如还原蓝RSN等。在电化工业中用于电镀、雕刻等。在纺织工业中用作印染、漂白和丝光,并大量用作制造人造纤维,是聚酯纤维的主要原料。此外,还在合成橡胶、食品添加剂、发酵、纸张分量剂、冶金加热剂、皮革脱脂等方面应用。由于氯化钾价格较贵,因此氢氧化钾的用途也受到一定限制。该产品的用途有待进一步开发。

【制法】

(1)隔膜电解法原料氯化钾在化盐槽溶化成饱和溶液,加热至90℃时分别加入碳酸钾、苛性钾、氯化钡除去钙、镁和硫酸根等杂质,经沉降除渣、盐酸中和、精制的含氯化钾280~315g/L的氯化钾溶液预热到70~75℃后进行电解,得氢氧化钾、氯气和氢气。隔膜法所得氢氧化钾浓度为10%~11%,需通过蒸发浓缩和冷却澄清,制得含45%~50%氢氧化钾的溶液;也可继续在熬碱锅中浓缩,经脱色,制得固体氢氧化钾,或经制片成片状氢氧化钾产品。其反应式如下:


(2)离子膜法用氯化钾为原料,从离子膜电解槽流出的淡盐水经过脱氯塔脱去氯气,进入盐水饱和槽制成饱和盐水,而后再加入氢氧化钾、碳酸钾等化学品,盐水进入澄清槽澄清,但是从澄清槽出来的一次精制盐水还有一些是悬浮物,对盐水精制的螯合树脂塔将产生不良影响,一般要求盐水中的悬浮物小于1×10-6,因此需要经过盐水过滤器过滤。而后经过二次精制,即盐水进入赘合树脂塔除去其中的钙、镁,就可以加到离子膜电解槽的阳极室;与此同时,纯水和液碱一同进到阴极室。通入直流电后,在阳极室产生氯气和流出淡盐水,经分离器分离,氯气输送到氯气总管,淡盐水一般含KCl 200~220g/L,经脱氯气去饱和槽。在电解槽的阴极室产生氢气和30%~32%的液碱,同样也经过分离器,氢气输送到氢氧总管。30%~32%的液碱可以作为商品出售,也可以送到蒸发装置蒸浓到48%的液碱,作商品出售,再浓缩即可制成片状、固体氢氧化钾产品。

【安全性】

健康危害:对组织有烧灼作用,可溶解蛋白,形成碱性变性蛋白。溶液或粉尘溅到皮肤上,尤其是溅到黏膜上,可产生软痂。溶液浓度越高,温度越高,作用越强。溅入眼内,不仅可损伤角膜,而且能使眼深部组织损伤。

防护措施:工作时应防止触及皮肤和眼睛,如不慎触及时,可用流水洗涤受损部位,然后湿敷5%的醋酸、酒石酸、盐酸或柠檬酸溶液;如溅入眼内,应用流水或生理盐水仔细缓慢洗涤10~30min,然后点入2%的奴佛卡因或0.5%的地卡因溶液。操作时应穿由结实布制作的工作服,戴橡皮手套、袖套、围裙,穿胶鞋等劳保用品,手上宜涂敷中性和疏水软膏。最高容许浓度为0.5mg/m3。

包装方法:固体块状产品用铁桶包装,桶上应有明显的“腐蚀性物品”标志。固体产品每桶净重50kg,100kg或150kg。液体产品用槽车装运,每槽车装3.5t。固体片状氢氧化钾内包装采用聚乙烯塑料袋,中层用聚丙烯涂膜编织袋,外包装用聚丙烯塑料编织袋,每袋净重40kg;固体片状产品亦可采用聚乙烯塑料袋内包装,外包装用全开口的铁桶,每桶净重50kg或100kg。

贮存运输:属无机碱性腐蚀物品,危规编号:GB 8.2类82002a UN No.1813;IMDG CODE 8214页,8.2类。宜贮放在通风、干燥的库房内,容器要密封。贮运过程中应与酸类隔离,应防雨淋,勿曝露于空气中,勿与酸、水等接触。远离易燃物品,以防引起燃烧。

消防措施:失火时,宜用砂土扑救,防止用水直冲物品。


关键词:氢氧化钠、氢氧化钾

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