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硫化钠在冶金中的应用

2019-07-23

  1)稀土淋出液除杂在处理风化壳淋积型稀土矿时,当用某强电解质溶液淋洗浸取后,得到的稀土淋出液常含有大量杂质离子,如Al3+、Fe3+、Ca2+、Mg2+、Cu2+等。利用草酸沉淀工艺时,这些杂质难免会形成草酸盐沉淀转入稀土产品,影响产品纯度。而且,为避免在后续萃取工艺中产生乳化现象,必须先将料液中杂质离子除去。几种金属硫化物沉淀的溶度积常数如附表所示,当向稀土淋出液中加入Na2S后,可将溶液中重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+等有效除去。研究表明,控制pH在5左右,向稀土淋出液中加入Na2S除杂,不但除杂效果好,并且不损失稀土。

  2)处理含汞废水含汞废水对环境以及人类健康都有极大危害,在制碱工业中,排放废水中汞的含量一般都较高,超过国际(0.05mg/L)。在弱减性(pH8~11)溶液中,汞离子能与硫化钠生成难溶于水的沉淀,从附表可以看出,HgS的溶度积很小(Ksp=1.6×10-52)。通过研究确定了在Na2S用量一定,控制pH值9~10时处理效果好,可将废水中Hg2+降至国标(0.05mg/L)以下。另外,通过加入FeSO4在水中生成Fe(OH)2和Fe(OH)3胶体,这些胶体不但能吸附汞离子,且能捕集和裹覆悬浮的HgS固体微粒,起到良好的混凝沉淀作用。沉渣不易二次污染,便于处置。

硫化钠应用

  3)利用Na2S除砷砷一般以硫化物形态存在于矿物中。在火法冶炼过程中,大部分砷挥发进入烟气和烟尘,特别是低浓度SO2直接排放会污染环境。因此,在烟气后续处理或排空之前,应先进行脱砷处理。采用Na2S溶液吸收SO2烟气,使As3+与S2-生成As2S3沉淀(Ksp=2.1×10-22),在较高pH下(pH>8),As2S3可溶解生成As3S3-6或AsS2-3,较低pH下,溶液会产生H2S气体。尹爱君等[4]的研究表明:当控制溶液pH在2.0~5.5范围,反应时间50min,反应温度30~50℃,以及加入絮凝剂的条件下,可较好除砷,除砷率可达90%以上。在药用白炭黑的生产中,为降低生产原料浓硫酸中杂质砷的含量,向浓硫酸中加入硫化钠,使As3+生成As2S3沉淀除去。生产实践表明:硫化钠除砷不仅反应速度快,而且除砷彻底。除砷后的硫酸中砷含量达0.5×10-6以下,用此原料生产的白炭黑含砷量≤0.0003%,完全符合美国药典的规定。硫化碱

  4)Na2S在电镀中的应用 Na2S在电镀中作为光亮剂:硫化钠溶于水后电离成带正电荷的钠离子(Na+)和带负电荷的硫离子(S2-),在电镀过程中,电解液中S2-的存在可促使阴极极化,在同样电流下,使阴极反应速度加快。沉积速度也随之加快,深镀能力增加,镀层细化,镀件表面相应变得更加光亮。 硫化钠在电解液中除杂:在电镀生产过程中,原料中的杂质或多或少会被带入到镀液中。这些杂质在电极作用下,发生不同反应,电位较低的杂质会与Zn2+一起沉积在镀件表面,影响镀层质量。加入硫化钠后,硫化钠中S2-能与金属杂质离子生成沉淀物,避免杂质参与电化学反应,使镀层光亮。

  5)利用Na2S溶液进行烟气脱硫目前,烟气中SO2的回收方法主要是将SO2转变为H2SO4、液态SO2及单质硫。由于单质硫便于装卸和运输,因此它也是一种理想的回收产品。利用Na2S溶液制取的H2S为还原剂还原SO2制得单质硫的新工艺。此工艺简单,无须象一般生产技术一样需消耗如天然气及低硫煤等昂贵的还原剂。当溶液pH降至8.5~7.5时,用Na2S吸收SO2就会产生H2S,在液相中H2S与SO2发生湿式Claus反应

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