مصرف اسید سولفوریک

خلاصه

امروز پیشرفت و گسترش صنایع گوناگون باعث به وجود آمدن بخشهای مختلف صنعتی شده است که نیاز روزافزون بیشتری جهت مصرف اسید سولفوریک پیدا می کنند. و با توجه به این که اسید سولفوریک یک ترکیب شیمیایی بسیار پرمصرف و با اهمیت می باشد. بایستی از مراکز معتبر تهیه و مصرف گردد زیرا کیفیت و خلوص آن در کیفیت محصول نهایی تاثیر به سزا و چشمگیری دارد. که اینمساله در روند مصرف اسید سولفوریک بسیار حائز اهمیت می باشد.

به لحاظ مهم بودن موارد مصرف اسید سولفوریک بایستی در فرآیند تولید آن استانداردهای مربوطه به طور کامل رعایت گردند. تا در فرآیند مصرف آن مشکلی به وجود نیامده و باعث افت کیفیت تولید محصولات وابسته نگردد. به همین جهت این شرکت سعی بر این دارد که اسید سولفوریک را با بهترین کیفیت و بالاترین خلوص و همچنین مناسب ترین و به صرفه ترین بازه قیمتی و در تناژهای مختلف با قابلیت ارسال به سراسر ایران در اختیار مشتریان محترم قرار دهد.

برای خرید اسید سولفوریک تماس بگیرید .

اطلاعات تماس

شماره های تماس :

  • شرکت                         ۰۴۱۳۲۹۰۷۰۰۱
  • آقای مرتضی بخشایشی  ۰۹۱۴۱۰۳۲۲۹۲
  • آقای رضا بخشایشی       ۰۹۱۴۱۰۳۲۳۲۹
  • آقای امید بخشایشی      ۰۹۱۴۵۸۴۵۵۲۹

آدرس انبار ها :

  • انبار تبریز : جاده مایان – شهرک صنعتی مایان – فلکه دوم
  • انبار تهران : جاده قدیم قم – شور آباد

مقدمه

فاضلاب اسیدی حاصل از تخلیه صنعتی به ‌صورت کلی توسط فرایند خنثی‌ سازی تصفیه می‌ شود. قبل از روند خنثی‌سازی یا تصفیه آب بازیابی انتخابی ترکیبات با ارزش برای کاهش اثرات زیست ‌محیطی این ضایعات اسیدی روند مصرف اسید سولفوریک ضروری و مهم می ‌باشد. به‌عنوان سهمی در توسعه یک ‌روند تصفیه فاضلاب اسیدی نوین اسید اگزالیک به‌عنوان ماده هدف تعیین می‌شود که در پسماندهای اسیدی صنعت فلزکاری یافت می ‌شود.

تبلور اسید اگزالیک در حضور اسید سولفوریک به ‌ندرت گزارش شده ‌است. از آنجا  که این ضایعات اسیدی حاوی یون‌های آلومینیوم نیز می ‌باشند. تاثیر اسید سولفوریک و یون ‌های آلومینیم بر حلال و تبلور اسید اگزالیک مشخص شد. درنتیجه غلظت اسید سولفوریک بر حلالیت اسید اگزالیک تاثیر می‌گذارد اما یون ‌های آلومینیوم هیچ‌گونه تأثیری بر این روند ندارند.اسید اگزالیک با خنک‌ سازی تبلور از محلول اسید سولفوریک با یون ‌های آلومینیم به شکل ستونی رسوب می ‌نماید.

تشریح کلی فرآیند تصفیه در روند مصرف اسید سولفوریک

به ‌طورکلی زباله ‌های اسیدی فرآیند مصرف اسید سولفوریک خطرناک بوده و رفع خطرهای آن ‌ها روندی بسیار دشوار می ‌باشد. بنابر این یک روش معمول تصفیه پسماندهای اسیدی ، خنثی‌سازی است. با این‌حال جهت خنثی کردن مقدار زیادی قلیا تولید ضایعات لجنی ضروری می ‌باشد. به‌ عبارت ‌دیگر ترکیبات با ارزش موجود در فاضلاب نیز به‌ عنوان مواد زائد با ترکیبات بی ‌ارزش دور ریخته می ‌شوند. به ‌علاوه تصفیه کلیه اجزا به ‌صورت لجن باعث افزایش بار محیطی می ‌شود.

از سوی دیگر اخیراً بازیابی اشیاء با ارزش از فاضلاب به‌منظور استفاده بهینه از منابع و کاهش ضایعات صنعتی مورد توجه بوده ‌است. چندین روش بازیابی باید جهت تصفیه ترکیبات با ارزش در ضایعات اسیدی اعمال گردد. صنعت فلزکاری مقدار زیادی پسماند اسیدی تولید می ‌نماید زیرا اسیدهای معدنی مانند اسید کلریدریک و اسید سولفوریک به‌ طور گسترده ‌ای به‌ عنوان حلال فرآیند اتمام فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برای ایجاد یک فرایند بازیافتی مؤثر و مفید بازیابی اسیدهای معدنی از چنین فرایندهای صنعتی یکی از موضوعات مهم و مورد توجه می ‌باشد. اسید اگزالیک به ‌عنوان هدف جهت بازیابی اسید فاضلاب انتخاب ‌شده است. هدف از این کار تعیین حلالیت اسید اگزالیک و مشاهده بلورهای اسید اگزالیک رسوب یافته از محلول آبی با یون‌ های اسید سولفوریک و آلومینیوم است. ضایعات اسید حاوی بقایای اسید اگزالیک است زیرا به ‌عنوان افزودنی در فرایند مصرف اسید سولفوریک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بررسی نقش کمکی  اسید اگزالیک در فرآیند تصفیه اسیدی مصرف اسید سولفوریک

اسید اگزالیک به دلیل خواص گوناگون سودمند یکی از ترکیبات مهم و ارزشمند می ‌باشد. که طبق گزارش اخیر اسید اگزالیک بر چندین نوع از شکل ‌های کریستال‌ های گلیسین تاثیر می‌ گذارد. جهت بازیابی امن املاح ضایعات اسیدی چندین روش گزارش شده ‌است. که معمولاً از تبلور برای بازیابی ترکیبات با ارزش در روند مصرف اسید سولفوریک استفاده می ‌نمایند.

تبلور یک ‌روند کلی برای بدست آوردن مواد هدف در عملکرد بالا ، خلوص و پایداری می ‌باشد. در مورد اسید اگزالیک فقط چند گزارش از حلالیت و تبلور در محلول آب و محلول اسیدی پروسه مصرف اسید سولفوریک وجود دارد. یافته‌ های به ‌دست ‌آمده می ‌توانند با بازیابی تبلور به بازیابی اسید اگزالیک در شرایط پیچیده اسیدی کمک نمایند. غلظت اسید اگزالیک و اسید سولفوریک با استفاده از روش کروماتوگرافی یونی و یون آلومینیوم توسط طیف‌ سنجی انتشار نوری پلاسما به روش القایی مورد تجزیه‌ و تحلیل قرار گرفته ‌است. و شرایط اندازه‌گیری ICP_OES در جدول زیر آورده ‌شده است.

مقدارهای اندازه گیری شده

ICAP 6500 DUO

ابزارهای تشخیصی
۲۷/۱۲ رادیو فرکانس
۱۱۵۰ قدرت رادیو فرکانس
۱۲ گاز پلاسما
۰/۶۰ گاز نبولایزر
۱/۰ گاز کمکی
نمای محوری روش نمایش نوری
نوع اشل اسپکترومتر
۰/۰۰۷-۲۰۰ قدرت حل و فصل
CID ردیاب
۳۶۹/۱۵۲-۱۶۷/۰۷۹ طول موج آلومینیوم

بررسی ساختارهای کریستالی توسط روند XRD و پراش سنجی اشعه X  و روند آزمایشی مربوطه در مرحله مصرف اسید سولفوریک

اشکال کریستال توسط میکروسکوپ نوری مشاهده شد. و ساختار آن‌ ها توسط پراش سنجی اشعه ایکس تک کریستالی و پودری تعیین شد. بخشی از صد میلی ‌لیتر محلول اسید سولفوریک با غلظت ‌های ۰ ، ۱/۵ ، ۳ و ۶ مول بر لیتر در درون لوله‌ های آزمایشگاهی ریخته شد. سپس اسید اگزالیک اضافه گردید تا در هر درجه  ‌حرارت به‌طور کامل حل نشود. لوله‌ های آزمایش‌ شده مهر و موم شده بر روی دستگاه آزمایش قرار داده ‌شده و طبق شکل زیر در دماهای ده تا پنجاه درجه سانتی‌گراد در مرحله مصرف اسید سولفوریک گرم و سرد می ‌شوند.

شکل یک مصرف اسید سولفوریک

شکل یک مصرف اسید سولفوریک

پس ‌از مدت بیست ساعت محلول لایه شفاف فوقانی توسط یک سرنگ خارج و فیلتر گردید. و به ‌دنبال آن اندازه‌گیری وزن محلول نمونه انجام شد. مایعات نمونه ‌برداری شده صد و چهار بار با استفاده از یک فلاسک اندازه‌گیری ۱۰۰ میلی لیتری دو بار برای تجزیه ‌و تحلیل هر غلظت یون‌های اگزالات توسط کروماتوگرافی یونی رقیق شدند. و رسوبات در لوله‌های آزمایشی توسط پودر XRD مورد بررسی قرار گرفت.

بخشی از صد میلی‌لیتر محلول اسید سولفوریک با بیست گرم بر لیتر سولفات آلومینیوم در یک لوله آزمایش ریخته شد. و غلظت ‌های اسید سولفوریک در حد ۰ ، ۱/۵ ، ۶  مولار بر لیتر بود و سپس اسید اگزالیک اضافه شد. تا اسید سولفوریک در دماهای مختلف به‌طور کامل حل نشود. لوله ‌های آزمایش مورد نظر در دستگاه آزمایش قرار گرفته و در دمای ۵ تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد گرم و سرد می ‌شوند.

و پس ‌از گذشت مدت‌زمان بیست ساعت محلول لایه شفاف فوقانی توسط یک سرنگ خارج و فیلتر می ‌شود. جهت تجزیه ‌و تحلیل غلظت ‌های یون‌ های اگزالیک به وسیله کروماتوگرافی یونی مایعات نمونه ‌برداری شده. سه ‌تا چهار بار با آب فوق خالص با استفاده از یک فلاسک اندازه‌گیری صد میلی  لیتری دو بار در حین مصف اسید سولفوریک رقیق شدند.

آنالیز روند ببرسی غلظت یون های آلومینویم توسط فرآیند ICP_OES

به ‌منظور بررسی غلظت یون‌ های آلومینیوم توسط ICP_OES مایعات نمونه‌ برداری شده طی روند مصرف اسید سولفوریک  ابتدا ۱۰۲ بار با استفاده از یک فلاسک اندازه‌گیری صد میلی ‌لیتر با آب فوق خالص رقیق شدند. سپس پنج میلی ‌لیتر اسید کلریدریک به محلول اضافه شد تا ۱۰۲ بار رقیق شود. دستگاه آزمایشی و جزئیات شرایط آزمایش در شکل و جدول زیر ارائه ‌شده است.

شکل دو مصرف اسید سولفوریک

شکل دو مصرف اسید سولفوریک

اسید سولفوریک ۶ مول بر لیتر آب فوق خالص
۶/۰ ۰ اسید سولفوریک(غلظت)
۳۰۰ اسید سولفوریک(حجم)
۲۷ ۹۳ اسید اگزالیک(جرم)
۵۰ ۵۶ دمای اشباع
۴۰ دمای نهایی
۱/۵ ۱/۶ نسبت اشباع
۴۰۰ سرعت تحریک
۸/۰ قطر تبلور
۳/۵ قطر تحریک کننده

هر مقدار اسید اگزالیک به ۳۰۰ میلی ‌لیتر از هر محلول اسید سولفوریک در مرحله مصرف اسید سولوفریک اضافه شد. سپس محلول در هر دما گرم شده و به‌طور طبیعی تا چهل درجه سانتی‌گراد سرد می‌ شود. کریستال‌ های اسید اگزالیک تولید شده تحت فشار کم فیلتر شده و از ظروف آزمایشگاهی نمونه ‌برداری شدند. بلورهای اسید اگزالیک توسط میکروسکوپ نوری مشاهده و توسط پودر XRD اندازه‌گیری شد. تنظیمات آزمایشی و شرائط به ‌ترتیب در شکل زیر نشان داده شده ‌است.

شکل سه مصرف اسید سولفوریک

شکل سه مصرف اسید سولفوریک

نقش مقدار و غلظت اسید اگزالیک در فرآیند کریستال سازی روند مصرف اسید سولفوریک

هر مقدار اسید اگزالیک به پنجاه میلی ‌لیتر محلول اسید سولفوریک شش مول بر لیتر اضافه شد. و این محلول تا پنجاه و پنج درجه سانتی‌گراد گرم شده و به‌طور طبیعی تا چهل درجه سانتی ‌گراد سرد می ‌شود. کریستال ‌های اسید اگزالیک تولید شده تحت تاثیر کاهش غلظت اسید سولفوریک در غلظت ‌های بیش‌از سه مول بر لیتر اسید سولفوریک کمتر مشخص شدند. علت این پدیده نه‌تنها ممکن است تغییر شکل گونه‌ های شیمیایی بلکه هیدراتاسیون بین آب و پروسه مصرف اسید سولفوریک باشد.که برای بحث و بررسی بیشتر تعیین اسیدیته لازم است.

منحنی‌ های حلالیت اسید اگزالیک در محلول اسید سولفوریک با یون‌های آلومینیوم در شکل زیر به‌ عنوان غلظت در هر لیتر محلول اسید سولفوریک در برابر این دما نشان داده شده ‌است.

شکل چهار مصرف اسید سولفوریک

شکل چهار مصرف اسید سولفوریک

با مقایسه منحنی ‌های حلالیت در شکل فوق و شکل زیر برای غلظت اسید سولفوریک مربوطه این منحنی ‌ها تقریباً دارای هم ‌پوشانی می ‌باشند. به‌طورخلاصه یون ‌های آلومینیوم تاثیر قابل‌توجهی در حلالیت اسید اگزالیک به همراه مصرف اسید سولفوریک  نداشتند درنتیجه غلظت اسید سولفوریک برای تعیین حلالیت اسید اگزالیک که از غلظت یون آلومینیوم مهم ‌تر بود.

شکل پنج مصرف اسید سولفوریک

شکل پنج مصرف اسید سولفوریک

برای محاسبه نسبت ‌های خاص برخی از اشباع ، شکل زیر غلظت اسید اگزالیک را در هر صد گرم محلول اسید سولفوریک نشان می ‌دهد.

شکل شش تولید اسید سولفوریک

شکل شش تولید اسید سولفوریک

با خنک‌ سازی تبلور بر اساس شکل فوق اسید اگزالیک جهت بررسی شکل کریستال اسید اگزالیک در حضور اسید سولفوریک متبلور شد. اسید اگزالیک به‌  صورت ستونی رسوب می‌نماید همانگونه که در شکل‌ های زیر نشان ‌داده‌ شده است.

شکل هفت مصرف اسید سولفوریک

شکل هفت مصرف اسید سولفوریک

قسمت اول شکل فوق بلورهای نوع ستونی را نشان می‌دهد که در آب فوق ‌العاده خالص تولید شده‌ اند. به ‌عنوان مثال محلول صفر مول بر لیتر اسید سولفوریک و قسمت دوم شکل فوق کریستال نوع ستونی به ‌دست ‌آمده از محلول شش مول بر لیتر می ‌باشد. همچنین شکل و اندازه کریستال تولید شده طی مصرف اسید سولفوریک در شکل زیر مقایسه شده ‌است.

شکل هشت مصرف اسید سولفوریک

شکل هشت مصرف اسید سولفوریک

روند حلالیت و توزیع اندازه ذرات کریستال ها

حلالیت و همچنین توزیع اندازه و شکل کریستال ‌های اسید اگزالیک در محلول اسید سولفوریک با یون ‌های آلومینیوم بررسی شده ‌است. اسید اگزالیک به ‌عنوان دی هیدرات در محلول اسید سولفوریک بدون یون آلومینیوم پایدار بود. و با افزایش غلظت روند مصرف اسید سولفوریک میزان حلالیت اسید اگزالیک کاهش می ‌یابد. با این‌حال افزودن یون‌های آلومینیوم تنها تاثیر کمی در حلالیت اسید اگزالایک داشت.اسید اگزالیک بدون توجه به وجود یون‌ های آلومینیوم به‌صورت بلورهای ستونی شکل متبلور می ‌شود.

از طرف دیگر اسید سولفوریک موجود در محلول باعث بهبود CV بلورهای دی هیدرات اسید اگزالیک شد. این یافته ها می‌تواند به بهبود موفقیت‌آمیز بازیابی اسید اگزالیک از ضایعات اسید کمک کند. جهت تعیین روش بهینه برای این روند بازیابی خاص بیشتر تحقیقات در مورد خلوص و عملکرد اسید اگزالیک متبلور از محلول اسید سولفوریک با یون‌ های آلومینیوم ضروری می ‌باشد.

منبع:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ceat.201400710

شکل سه مصرف اسید سولفوریک
شکل شش تولید اسید سولفوریک
اسید کلریدریک با بشکه