CN112501634A - 一种脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是针对于现有脱硫灰处理技术中存在的问题,提供了一种脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,属于电化学技术领域。该方法的步骤如下:1)按比例将脱硫灰和水放入电解槽中,混合均匀,再加入氨‑氯化氨电解质溶液并用碱调节混浊液的pH;2)将电极放入电解槽的两端,在搅拌条件下电解;3)将电解后的混浊液过滤,将固渣干燥。本发明采用电化学的方法处理脱硫灰中的亚硫酸盐,操作简便,不额外产生废液废物,氧化效率高。
Description
技术领域
本发明属于电化学技术领域,特别涉及一种亚硫酸盐的电化学氧化方法。
背景技术
针对厂矿二氧化硫排放的治理,导致脱硫副产物脱硫灰的产量逐年增加。若将其用于建材领域,但是由于脱硫灰中的不稳定成分亚硫酸钙严重影响产品的质量,高温下还会有二氧化硫排入大气,造成二次污染,影响其在建材领域方面的利用;若将其用于混凝土,脱硫灰中的氯离子会引起钢筋锈蚀,从而导致混凝土开裂,制约了其在钢筋混凝土中的应用。大量的脱硫灰无法得到合理的应用,不仅占用了土地资源,其中的有害物质还有可能污染环境。
现有技术中,对脱硫灰改性与应用的研究也很多,比如用双氧水、过氧化钠、过硫酸铵等过氧化物作为氧化剂改性脱硫灰,或者通过草酸等弱酸浸泡氧化脱硫灰,或者通过高温煅烧改性脱硫灰。申请号为CN111014230A的中国专利申请中提到了氧化剂过氧化钠和过硫酸盐的对脱硫灰的氧化作用。申请号为CN101734875A的中国专利申请中提到过氧化氢及锰盐溶液对脱硫灰的氧化作用。但是这些处理方法成本高或者用量较小制约了脱硫灰的改性与应用,因此有必要寻找更优的处理脱硫灰的方法。
电化学氧化是在电解槽中放入待氧化化合物的溶液或悬浮液,通过直流电,在阳极上夺取电子使待氧化化合物氧化的方法。电化学氧化具有条件温和、不产生废液废物的优点。但是,现有技术中尚未对脱硫灰的电化学氧化方法进行研究。
发明内容
本发明的目的是针对于现有脱硫灰处理技术中存在的问题,提供了一种脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法。本发明采用电化学的方法处理脱硫灰中的亚硫酸盐,操作简便,不额外产生废液废物,氧化效率高。
本发明的技术方案如下:
一种脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,包括如下步骤:
1)按比例将脱硫灰和水放入电解槽中,混合均匀,再加入氨-氯化氨电解质溶液并用碱调节混浊液的pH;
2)将电极放入电解槽的两端,在搅拌条件下电解;
3)将电解后的混浊液过滤,将固渣干燥。
上述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,所述步骤1)中,脱硫灰与水质量比为1:100~1:200;
上述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,所述步骤1)中,碱为氢氧化钾或氢氧化钠;
上述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,所述步骤1)中pH为8~12;
上述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,所述步骤1)中,氨-氯化氨电解质溶液的加入量为:占脱硫灰混悬液体积的0.05%~0.10%;
上述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,所述步骤2)中,电解的电压为20~30V;
上述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,所述步骤2)中,电解的时间为1h~4h;
上述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,所述步骤2)中,采用的电极为石墨电极板或电极棒。
与现有技术相比,本发明的优势在于:
本发明采用电解的方法处理脱硫灰中的亚硫酸钙,利用电解液中亚硫酸根的电解氧化和电极附近活泼氧原子的间接氧化将亚硫酸钙转化为硫酸盐,步骤简单、便于操作、用料环保、外加物质少、转化率高、无额外污染物产生低。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明具体实施方式进一步阐述说明,下面的实施案例仅是本发明的部分实施案例。
以下实施例中采用的电极为一对100mm×50mm×3mm的石墨电极板。
脱硫灰为某钢厂的烧结烟气干法脱硫灰,脱硫灰中的亚硫酸钙含量为25.60%。
实施例1
(1)称取0.5g的脱硫灰放入250mL电解槽中,加入100mL水,脱硫灰与水质量比为1:200,用玻璃棒搅动使脱硫灰均匀的分散在水中,加入氢氧化钾溶液(0.5mol/L)和0.05mL的0.1mL氨-氯化氨溶液(pH=10)调节混浊液pH为10;
(2)将准备好的100mm×50mm×3mm的一对石墨电极板放入电解槽中,使两石墨电极板100mm×50mm的面相对而放,且最大程度的淹没在混合液中,在电压30V的条件下持续电解1h,期间每隔20分钟搅拌一次,使脱硫灰中亚硫酸盐充分反应;
(3)将经电化学处理的脱硫灰与水的混浊液倒入抽滤漏斗中进行抽滤,使固液分离;
(4)将固体放入烘箱中90℃烘干后,得到最后产品。
参照GB/T5484-2012标准中碘量法测定最后产品中的二氧化硫含量,通过计算得到脱硫灰中亚硫酸钙的氧化率为54.70%。
实施例2
(1)称取0.5g的脱硫灰放入250mL电解槽中,加入100mL水,脱硫灰与水质量比为1:200,用玻璃棒搅动使脱硫灰均匀的分散在水中,加入氢氧化钾(0.5mol/L)溶液和0.05mL的0.1mL氨-氯化氨溶液(pH=10)调节混浊液pH为10;
(2)将准备好的100mm×50mm×3mm的一对石墨电极板放入电解槽中,使两石墨电极板100mm×50mm的面相对而放,且最大程度的淹没在混合液中,在电压30V的条件下持续2h,期间每隔20分钟搅拌一次,使脱硫灰中亚硫酸盐充分反应;
(3)将经电化学处理的脱硫灰与水的混浊液液倒入抽滤漏斗中进行抽滤,使固液分离;
(4)将得到的固体放入烘箱中90℃烘干后,得到最后产品。
参照GB/T5484-2012标准中碘量法测定二氧化硫含量,通过计算得到脱硫灰中亚硫酸钙的氧化率为67.45%。
实施例3
(1)称取0.5g的脱硫灰放入250mL电解槽中,加入100mL水,脱硫灰与水质量比为1:200,用玻璃棒搅动使脱硫灰均匀的分散在水中,加入氢氧化钾溶液(0.5mol/L)和0.1mL氨-氯化氨溶液(pH=10)调节混浊液pH为10;
(2)将准备好的100mm×50mm×3mm的一对石墨电极板放入电解槽中,使两石墨电极板100mm×50mm的面相对而放,且最大程度的淹没在混合液中,在电压30V的条件下持续3h,期间每隔20分钟搅拌一次,使脱硫灰中亚硫酸盐充分反应;
(3)将经电化学处理的脱硫灰与水的混浊液液倒入抽滤漏斗中进行抽滤,使固液分离;
(4)将固体放入烘箱中90℃烘干后,得到最后产品。
参照GB/T5484-2012标准中碘量法测定二氧化硫含量,通过计算得到脱硫灰中亚硫酸钙的氧化率为89.83.%。
实施例4
(1)称取0.5g的脱硫灰放入250mL电解槽中,加入100mL水,脱硫灰与水质量比为1:200,用玻璃棒搅动使脱硫灰均匀的分散在水中,加入氢氧化钠(0.5mol/L)和0.1mL氨-氯化氨溶液(pH=10)调节混浊液pH为10;
(2)将准备好的100mm×50mm×3mm的一对石墨电极板放入电解槽中,使两石墨电极板100mm×50mm的面相对而放,且最大程度的淹没在混合液中,在电压30V的条件下持续4h,期间每隔20分钟搅拌一次,使脱硫灰中亚硫酸盐充分反应;
(3)将经电化学处理的脱硫灰与水的混浊液液倒入抽滤漏斗中进行抽滤,使固液分离;
(4)将得到的固体放入烘箱中90℃烘干后,得到最后产品。
参照GB/T5484-2012标准中碘量法测定二氧化硫含量,通过计算得到脱硫灰中亚硫酸钙的氧化率为95.12%。
实施例5
(1)称取0.5g的脱硫灰放入250mL电解槽中,加入100mL水,脱硫灰与水质量比为1:200,用玻璃棒搅动使脱硫灰均匀的分散在水中,加入氢氧化钾(0.5mol/L)和0.05mL氨-氯化氨溶液(pH=10)调节混浊液pH为10;
(2)将准备好的100mm×50mm×3mm的一对石墨电极板放入电解槽中,使两石墨电极板100mm×50mm的面相对而放,且最大程度的淹没在混合液中,在电压20V的条件下持续4h,期间每隔20分钟搅拌一次,使脱硫灰中亚硫酸盐充分反应;
(3)将经电化学处理的脱硫灰与水的混浊液液倒入抽滤漏斗中进行抽滤,使固液分离;
(4)将得到的固体放入烘箱中90℃烘干后,得到最后产品。
参照GB/T5484-2012标准中碘量法测定二氧化硫含量,通过计算得到脱硫灰中亚硫酸钙的氧化率为70.54%。
实施例6
(1)称取0.5g的脱硫灰放入250mL电解槽中,加入50mL水,脱硫灰与水质量比为1:100,用玻璃棒搅动使脱硫灰均匀的分散在水中,加入氢氧化钾(0.5mol/L)和0.05mL氨-氯化氨溶液(pH=10)调节混浊液pH为10;
(2)将准备好的100mm×50mm×3mm的一对石墨电极板放入电解槽中,使两石墨电极板100mm×50mm的面相对而放,且最大程度的淹没在混合液中,在电压25V的条件下持续4h,期间每隔20分钟搅拌一次,使脱硫灰中亚硫酸盐充分反应;
(3)将经电化学处理的脱硫灰与水的混浊液液倒入抽滤漏斗中进行抽滤,使固液分离;
(4)将得到的固体放入烘箱中90℃烘干后,得到最后产品。
参照GB/T5484-2012标准中碘量法测定二氧化硫含量,通过计算得到脱硫灰中亚硫酸钙的氧化率为94.80%。
实施例7
(1)称取0.5g的脱硫灰放入250mL电解槽中,加入75mL水,脱硫灰与水质量比为1:150,用玻璃棒搅动使脱硫灰均匀的分散在水中,加入氢氧化钾(0.5mol/L)和0.075mL氨-氯化氨溶液(pH=10)调节混浊液pH为10;
(2)将准备好的100mm×50mm×3mm的一对石墨电极板放入电解槽中,使两石墨电极板100mm×50mm的面相对而放,且最大程度的淹没在混合液中,在电压30V的条件下持续4h,期间每隔20分钟搅拌一次,使脱硫灰中亚硫酸盐充分反应;
(3)将经电化学处理的脱硫灰与水的混浊液液倒入抽滤漏斗中进行抽滤,使固液分离;
(4)将得到的固体放入烘箱中90℃烘干后,得到最后产品。
参照GB/T5484-2012标准中碘量法测定二氧化硫含量,通过计算得到脱硫灰中亚硫酸钙的氧化率为94.45%。
实施例8
(1)称取0.5g的脱硫灰放入250mL电解槽中,加入100mL水,脱硫灰与水质量比为1:200,用玻璃棒搅动使脱硫灰均匀的分散在水中,加入氢氧化钾(0.5mol/L)和0.05mL氨-氯化氨溶液(pH=10)调节混浊液pH为8;
(2)将准备好的100mm×50mm×3mm的一对石墨电极板放入电解槽中,使两石墨电极板100mm×50mm的面相对而放,且最大程度的淹没在混合液中,在电压30V的条件下持续4h,期间每隔20分钟搅拌一次,使脱硫灰中亚硫酸盐充分反应;
(3)将经电化学处理的脱硫灰与水的混浊液液倒入抽滤漏斗中进行抽滤,使固液分离;
(4)将得到的固体放入烘箱中90℃烘干后,研钵研成粉末状,得到最后产品。
参照GB/T5484-2012标准中碘量法测定二氧化硫含量,通过计算得到脱硫灰中亚硫酸钙的氧化率为90.04%。
实施例9
(1)称取0.5g的脱硫灰放入250mL电解槽中,加入100mL水,脱硫灰与水质量比为1:200,用玻璃棒搅动使脱硫灰均匀的分散在水中,加入氢氧化钾(0.5mol/L)和0.1mL氨-氯化氨溶液(pH=10)调节混浊液pH为12;
(2)将准备好的100mm×50mm×3mm的一对石墨电极板放入电解槽中,使两石墨电极板100mm×50mm的面相对而放,且最大程度的淹没在混合液中,在电压30V的条件下持续4h,期间每隔20分钟搅拌一次,使脱硫灰中亚硫酸盐充分反应;
(3)将经电化学处理的脱硫灰与水的混浊液液倒入抽滤漏斗中进行抽滤,使固液分离;
(4)将得到的固体放入烘箱中90℃烘干后,得到最后产品。
参照GB/T5484-2012标准中碘量法测定二氧化硫含量,通过计算得到脱硫灰中亚硫酸钙的氧化率为92.15%。
Claims (8)
1.一种脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)按比例将脱硫灰和水放入电解槽中,混合均匀,再加入氨-氯化氨电解质溶液并用碱调节混浊液的pH;
2)将电极放入电解槽的两端,在搅拌条件下电解;
3)将电解后的混浊液过滤,将固渣干燥。
2.根据权利要求1所述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,其特征在于,所述步骤1)中,脱硫灰与水质量比为1:100~1:200。
3.根据权利要求1所述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,其特征在于,所述步骤1)中,碱为氢氧化钾或氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,其特征在于,所述步骤1)中pH为8~12。
5.根据权利要求1所述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,其特征在于,所述步骤1)中,氨-氯化氨电解质溶液的加入量为:占脱硫灰混悬液体积的0.05%~0.10%。
6.根据权利要求1所述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,其特征在于,所述步骤2)中,电解的电压为20~30V。
7.根据权利要求1所述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,其特征在于,所述步骤2)中,电解的时间为1h~4h。
8.根据权利要求1所述的脱硫灰中亚硫酸盐的电化学氧化方法,其特征在于,所述步骤2)中,采用的电极为石墨电极板或电极棒。
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