真空浓缩废酸实验报告.docVIP

废酸浓缩实验报告（真空蒸馏37%-55%） 一：实验目的 分析废酸的基本组成（H2SO4、FeSO4及其它物质的质量分数）。 在常温常压下，将废酸中H2SO4加热蒸发浓缩到37%左右，考察此时的溶液沸点、H2SO4、FeSO4的质量分数。 将上述溶液转移到真空条件下蒸馏，将H2SO4浓度提高到55%左右。记录此时的实验数据（真空度、沸点），分析此时溶液中H2SO4、FeSO4的质量分数。 将上述溶液冷却，抽滤，记录蒸馏水的体积、溶液体积和质量、析出固体的质量。 分析析出固体物质的基本组成。 分析不同浓度的沸点条件下的废酸中的硫酸亚铁溶解度。 二：实验内容 在常温常压下，将废酸常压蒸发，至沸点为122℃左右时停止加热，此时H2SO4浓度约为37%。冷却，取上清液化验分析H2SO4浓度和FeSO4浓度。再将没有除去FeSO4的上述溶液转移至真空浓缩装置，根据实验前后硫酸浓度的变化计算蒸馏水以控制实验终点。在一定真空度下，测量达到终点的沸点，冷却，抽滤，分析终点溶液中H2SO4浓度和FeSO4浓度，称重固体质量，分析固体成分。 三：实验数据 废酸的基本性质见表一 表一：废酸的基本性质 性质 类别 密度（g/l） H2SO4(%) FeSO4(%) TiOSO4(%) Al2(SO4)3(%) 罐区 1.17 18.98 9.87 1-2 2.0 大窑 1.25 25.63 12.24 1-2 2.0 常压浓缩后常温下废酸的基本性质见表二 表二：常压浓缩后常温下废酸的基本性质 密度（g/l） H2SO4(%) FeSO4(%) 罐区 1.42 35.62 7.56 大窑 1.47 38.96 7.61 在不同硫酸浓度的沸点温度下废酸中硫酸亚铁的溶解度见表三 表三：不同硫酸浓度的沸点温度下废酸中硫酸亚铁的溶解度 H2SO4浓度（%） 18.98 25.63 35.62 38.96 45.37 50.3 51.94 56.57 FeSO4浓度（%） 9.4 11.52 16.25 17.85 9.27 5.28 3.61 0.8 图一：不同硫酸浓度的沸点温度下废酸中硫酸亚铁的溶解度 真空浓缩实验数据见表四 表四：真空浓缩实验数据 性质 组别 体积（ml） 密度（g/L） 质量（g） 初始H2SO4浓度（%） 初始FeSO4浓度（%） 终点H2SO4浓度（%） 终点FeSO4浓度（%） 第1组 500 1.42 710 35.62 16.25 50.3 5.28 第2组 500 1.42 710 35.62 16.25 51.94 3.61 第3组 500 1.42 710 35.62 16.25 56.57 0.8 性质 组别 真空度（MPa） 沸点℃） 水（ml） 固体质量（g） 浓废酸（ml） 第1组 -0.09 102 200 198 220 第2组 -0.07 107 220 228 190 第3组 -0.07 114 265 247 160 5.固体成分分析 用原子发射光谱(AES)法测定固体物质中的原子含量，再将结果化为物质含量得如下表 表五：固体物质中的成分 物质 FeSO4 MgSO4 CaSO4 TiOSO4 Al2(SO4)3 水和他物质 含量（%） 44.31 0.85 0.41 1.16 2.33 50.94 四：实验结论和说明 析出大量硫酸亚铁的原因： 在常温常压下，废酸中的FeSO4没有达到饱和，随着温度的升高，水分逐渐蒸发，使溶液中FeSO4浓度逐渐提高，表现为从H2SO4浓度18.98%时的9.81%提高到H2SO4浓度35.62%时的16.25%。此时，从图一中可以看出硫酸亚铁基本达到饱和。继续蒸馏，此时随着硫酸浓度的提高，因为H2SO4电离的SO42-与FeSO4电离产生的SO42-属于同一离子，在这个阶段，同离子效应显著增强，由沉淀平衡方程式: Fe2++ SO42- FeSO4 根据溶解平衡方程 K=【Fe2+】【SO42-】，忽略温度对平衡常数影响，水分的蒸发，硫酸浓度提高，溶液中SO42-迅速提高，Fe2+浓度急剧减少，溶解的FeSO4也急剧，减少表现为从H2SO4浓度35.62%时的16.25%减少到H2SO4浓度56.57%时的0.8%，使得溶液中相同水分的硫酸亚铁含量减少；另一方面，蒸馏过程中水分的减少；这两方面的共同作用使得析出FeSO4量非常大。 2.在常压常压下加热蒸发，废酸中的FeSO4饱和溶解度在H2SO4浓度为37%左右时达到，此时，沸点为122℃左右；FeSO4