CN110467158B - 一种特定级低硒硫酸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特定级低硒硫酸的制备方法，使用尿素将硫酸中的硒酸还原为亚硒酸，然后蒸馏提纯将硒除去，包括：1）加入纯水配制试剂级硫酸含量至90‑92%；2）加入尿素，混合均匀，得到原料硫酸；3）将原料硫酸加热蒸馏，收集馏分得低硒硫酸。本发明用ICP‑MS区分硝酸根和硒酸根；本发明工艺制备的特定级低硒硫酸，达到矿业分析检测中对于硫酸试剂的要求，是一种成本低廉、操作简便、环境友好、产量较高的特定级硫酸生产工艺。

Description

一种特定级低硒硫酸的制备方法
技术领域
本发明涉及一种蒸馏提纯制备特定级低硒硫酸的方法，属化工技术领域。
背景技术
硫酸试剂生产的国家标准GB/T625-2007中，载有不含硝酸盐的硫酸的制备，一般经过纯化，要求分析纯和化学纯级别的硫酸，硝酸盐（NO3）含量（ω/%）小于0.00005，优级纯硝酸盐（NO3）含量（ω/%）小于0.00002。
而在矿业分析检测中，为避免将所用硫酸试剂中含有的硒带入干扰产生误差，要求使用的高纯硫酸中含硒量低于10PPB。
实际上在试剂级硫酸中就根本不存在硝酸根，因为浓硝酸沸点低（85℃），在蒸馏硫酸过程中和水一并除去。
发明内容
本发明的目的，在于区分硒酸根和硝酸根。由于硒酸根和硝酸根检验方法中显色一样，故误将硒酸根当硝酸根，需要进一步用ICP-MS方能得到；本发明的目的，还在于提供一种特定级低硒硫酸的制备方法，使用尿素将硫酸中的硒酸还原为亚硒酸，然后蒸馏提纯将硒除去，达到矿业分析检测中对于硫酸试剂的要求，是一种成本低廉、操作简便、环境友好、产量较高的特定级硫酸生产工艺。
为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种特定级低硒硫酸的制备方法，包括如下步骤：
1）加入纯水，配制试剂级硫酸含量至90-92%；
2）向步骤1）配制的硫酸中加入尿素，比例为以重量计硫酸﹕尿素=1000﹕（1-3），混合均匀，保持1-2小时，得到原料硫酸；
3）将步骤2）得到的原料硫酸放入蒸馏釜中，加热，控制温度270-330℃蒸馏，同时开启冷却水，收集馏分即得低硒硫酸。
硒酸根易发生氧化还原反应,转化为其他硒化合物，而在本发明所述提纯硫酸的环境下，硒酸氧化性强于硫酸易于被还原为亚硒酸，故尿素能将硒酸还原为亚硒酸。
硒酸沸点为260℃，稍低于90%的硫酸沸点（270℃），而亚硒酸沸点为684.9℃，高于98%硫酸沸点（为330℃），故可通过蒸馏提纯将硒除去。
尿素将硒酸还原为亚硒酸的化学方程式:
CO（NH2）2+3H2SeO4=CO2↑+N2↑+2H2O+3H2SeO3
优选的，步骤2）中以重量计硫酸﹕尿素=500﹕1。
优选的，所述步骤3）中的蒸馏釜为石英蒸馏釜，加热方式为电加热。
采用电加热方式加热石英蒸馏釜可降低生产能耗，减小生产成本，提高企业效益。
还包括步骤4）：采用ICP-MS检测硒含量，当硒含量高于10PPB，重复步骤1）至3）直至硒含量低于10PPB。
硒酸根和硝酸根检验方法中显色一样，需要进一步用ICP-MS方能得到区分。本发明采用ICP-MS检测硒含量，质检硒含量的同时，明确硝酸根含量符合国标标准，实际明确区分了硝酸根与硒酸根的含量，提高了硫酸试剂的生产标准，也保证了特定级硫酸的质量。
综上所述，与现有技术相比本发明提供的特定级低硒硫酸的制备方法的优点是：
1）硒酸根和硝酸根在硫酸试剂在检验方法中显色一样，本工艺进一步采用ICP-MS区分硒酸根和硝酸根，进一步明确对于硒酸根和硝酸根的含量要求；
2）本工艺将硫酸中的硒酸还原为亚硒酸，然后蒸馏提纯收集馏分得到高纯特定级低硒硫酸，将硒除去，达到矿业分析检测中对于硫酸试剂的要求，是一种成本低廉、操作简便、环境友好、产量较高的特定级硫酸生产工艺。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。
但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
实施例1：
一种特定级低硒硫酸的制备方法，包括如下步骤：
1）加入纯水，配制试剂级硫酸含量至90-92%；
2）向步骤1）配制的硫酸中加入尿素，比例为以重量计硫酸﹕尿素=500﹕1，混合均匀，保持2小时，得到原料硫酸；置于高槽中：
3）将步骤2）得到的原料从高位槽中放入硫酸放入石英蒸馏釜中，开启电加热，控制温度270-330℃蒸馏，同时开启冷却水，水压力为0.3MPa,收集馏分即得低硒硫酸；
4）采用ICP-MS检测步骤3）所得低硒硫酸的硒含量，硒含量低于10PPB。
实施例2：
一种特定级低硒硫酸的制备方法，包括如下步骤：
1）加入纯水，配制试剂级硫酸含量至90-92%；
2）向步骤1）配制的硫酸中加入尿素，比例为以重量计硫酸﹕尿素=1000﹕1，混合均匀，保持2小时，得到原料硫酸；置于高位槽中；
3）将步骤2）得到的原料从高位槽中放入硫酸石英蒸馏釜中，开启电加热，控制温度270-330℃蒸馏，同时开启冷却水，水压力为0.3MPa,收集馏分即得低硒硫酸；
4）采用ICP-MS检测步骤3）所得低硒硫酸的硒含量，当硒含量高于10PPB，重复步骤1）至3）直至硒含量低于10PPB，共重复2次。
实施例3：
一种特定级低硒硫酸的制备方法，包括如下步骤：
1）加入纯水，配制试剂级硫酸含量至90-92%；
2）向步骤1）配制的硫酸中加入尿素，比例为以重量计硫酸﹕尿素=1000﹕3，混合均匀，保持1小时，得到原料硫酸；置于高位槽中；
3）将步骤2）得到的原料从高位槽中放入硫酸石英蒸馏釜中，开启电加热，控制温度270-330℃蒸馏，同时开启冷却水，水压力为0.3MPa,收集馏分即得低硒硫酸；
4）采用ICP-MS检测步骤3）所得低硒硫酸的硒含量，硒含量低于10PPB。
实施例4：
一种特定级低硒硫酸的制备方法，包括如下步骤：
1）加入纯水，配制试剂级硫酸含量至90-92%；
2）向步骤1）配制的硫酸中加入尿素，比例为以重量计硫酸﹕尿素=500﹕1，混合均匀，保持1小时，得到原料硫酸，置于高位槽中；
3）将步骤2）得到的原料硫酸放入石英蒸馏釜中，开启电加热，控制温度270-330℃蒸馏，同时开启冷却水，水压力为0.3MPa,收集馏分即得低硒硫酸；
4）采用ICP-MS检测步骤3）所得低硒硫酸的硒含量，当硒含量高于10PPB，重复步骤1）至3）直至硒含量低于10PPB，共重复2次。
对比例1：
一种特定级低硒硫酸的制备方法，包括如下步骤：
1）加入纯水，配制试剂级硫酸含量至90-92%；
2）向步骤1）配制的硫酸中加入尿素，比例为以重量计硫酸﹕尿素=2000﹕1，混合均匀，保持1小时，得到原料硫酸；置于高位槽中；
3）将步骤2）得到的原料从高位槽中放入硫酸石英蒸馏釜中，开启电加热，控制温度270-330℃蒸馏，同时开启冷却水，水压力为0.3MPa,收集馏分即得低硒硫酸；
4）采用ICP-MS检测步骤3）所得低硒硫酸的硒含量，当硒含量高于10PPB，重复步骤1）至3）直至硒含量低于10PPB，共重复4次。
对比例2：
一种特定级低硒硫酸的制备方法，包括如下步骤：
1）加入纯水，配制试剂级硫酸含量至90-92%；
2）向步骤1）配制的硫酸中加入尿素，比例为以重量计硫酸﹕尿素=500﹕3，混合均匀，保持1小时，得到原料硫酸；置于高位槽中；
3）将步骤2）得到的原料从高位槽中放入硫酸石英蒸馏釜中，开启电加热，控制温度270-330℃蒸馏，同时开启冷却水，水压力为0.3MPa,收集馏分即得低硒硫酸；
4）采用ICP-MS检测步骤3）所得低硒硫酸的硒含量，当硒含量高于10PPB，重复步骤1）至3）直至硒含量低于10PPB，共重复3次。
测试例：
实施例1-4中，经过1-2次工艺，即可将硒含量降至10PPB以下，且均无硝酸根含量存在，其中实施例1的效果和效率最好。
对比例1-2中，由于硫酸与尿素的比例稍欠佳，故效率降低，经过3-4次工艺才能将硒含量降至10PPB以下，但也均无硝酸根含量存在，最终也是能制得需要的低硒硫酸。
综上所述，本发明公开的工艺用ICP-MS区分硝酸根和硒酸根；本发明提供一种特定级低硒硫酸的制备方法，使用尿素将硫酸中的硒酸还原为亚硒酸，然后蒸馏提纯将硒除去，达到矿业分析检测中对于硫酸试剂的要求，是一种成本低廉、操作简便、环境友好、产量较高的特定级硫酸生产工艺。

Claims (4)

1.一种特定级低硒硫酸的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)加入纯水，配制试剂级硫酸含量至90-92％；
2)向步骤1)配制的硫酸中加入尿素，比例为以重量计硫酸﹕尿素＝1000﹕(1-3)，混合均匀，保持1-2小时，得到原料硫酸；
3)将步骤2)得到的原料硫酸放入蒸馏釜中，加热，控制温度270-330℃蒸馏，同时开启冷却水，收集馏分即得低硒硫酸。
2.根据权利要求1所述的特定级低硒硫酸的制备方法，其特征在于：步骤2)中以重量计硫酸﹕尿素＝500﹕1。
3.根据权利要求1所述的特定级低硒硫酸的制备方法,其特征在于：所述步骤3)中的蒸馏釜为石英蒸馏釜，加热方式为电加热。
4.根据权利要求1-3任一项所述的特定级低硒硫酸的制备方法,其特征在于还包括步骤4)：采用ICP-MS检测硒含量，当硒含量高于10PPB，重复步骤1)至3)直至硒含量低于10PPB。
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