離子膜法電解制堿生產中把溶解在鹽水中的氯氣和次氯酸根兩部分以氯氣計的總和統稱為游離氯。
精制鹽水中的游離氯會腐蝕鹽水精制系統的設備和管道, 還會使螯合樹脂中毒失效, 因此, 送二次鹽水工序和離子膜工序的鹽水中不能含游離氯, 因此, 在生產控制中急需一種既能快速測定, 又在誤差范圍以內的分析方法。
1 游離氯的傳統分析方法
《離子膜法制堿生產技術》提供的分析方法是經典的碘量法。
1.1 分析檢測原理如下
利用鹵族元素性質, 酸性溶液中游離氯可以將碘鹽中的碘氧化為單質碘, 單質碘遇淀粉變藍的性質, 通過滴定的方法測定游離氯 (具有氧化性的氯元素) 。有淀粉溶液顯色的碘單質用硫代硫酸鈉標準溶液滴定, 反應式如下:
1.2 分析用藥劑溶液
碘鹽選用常見的碘化鉀溶液, 酸性溶液為醋酸溶液, 淀粉指示劑, 硫代硫酸鈉標準溶液。
1.3 分析步驟
(1) 量取50m L的鹽水溶液至200m L碘量瓶中, 再加50g/L的KI溶液10m L, 然后用0.1mol/L的標液將鹽水溶液滴定至淺黃色, 此時, 加入2%淀粉指示劑一滴做顯色劑, 繼續將溶液滴定至無色為終點。另, 消耗的Na2S2O3體積為R1毫升。
稱取50m L的鹽水溶液至200m L碘量瓶中, 加入50g/LKI溶液10m L, 再加入50g/L醋酸溶液10m L, 用0.1mol/L的Na2S2O3標液將鹽水容易滴定至淺黃色后, 再加加入2%淀粉指示劑一滴做顯色劑, 繼續將溶液滴定至無色為終點。另, 消耗的溶液體積為R2毫升。
滴定結果和計算:
式中:R為Na2S2O3標液體積, m L。
2 游離氯的快速測定
游離氯的傳統測定方法只能實現離線檢測, 無法實時對生產操作形成指導, 若采用快速測定, 便可以對生產線上的鹽水中的氯快速測定, 達到實時指導生產的目的。
2.1 分析原理
游離氯的快速測定主要利用氧化還原電位 (ORP) 的分析方法。氧化還原電位法是以溶液中氧化劑和還原劑之間的電子轉移為基礎的一種滴定分析方法。氧化還原反應的本質是電子的轉移, 氧化 (還原) 劑的強弱可借助測定其接受 (或給出) 電子傾向的大小來進行比較, 測定由氧化還原電對構成的電極與參比電極的電位差即可得知[1]。在鹽水中, 游離氯是氧化劑。
2.2 參比電極的選用和維護
參比電極常用甘汞電極或銀一氯化銀電極, 因為氫電極使用不方便, 甘汞電極或銀—氯化銀電極的電位, 其相對于標準氫電極的電位可以查表得出[2]。
ORP電極測量前和測量后, 需要用軟水清洗測量電極, 以保證測量精度, 在測定附著性強的試樣后, 電極還需用熱軟水反復清洗, 以便除去粘在鉑金片上的試樣。鉑金電極使用一段時間后, 不對稱電位和斜率會發生很大改變, 故必須定期校準。ORP電極是貴重的測量元件, 應避免被非測量介質的無機物污染和有機油污和油膜污, 避免鉑金表面污染嚴重形成氧化膜影響測量。
2.3 測量值的確定
利用ORP電極測定游離氯, 需要查PH&ORP對照表, 可以查出余氯的含量, 在實際生產中根據控制曲線便可以實現實時的控制。
3 結語
在生產中可以將離線檢測和實時ORP電極檢測法相結合對游離氯進行控制。便可以實現在生產工藝控制的無間隙管理。
摘要：本文闡述了離子膜法電解制堿工藝中, 在鹽水工段游離氯的來源分析, 提出應用快速測定游離氯方法, 以期對離子膜法電解鹽水中游離氯的測定分析水平的提升, 起到一定的理論指導意義。
關鍵詞：鹽水,游離氯,分析
參考文獻
[1] DAVID G, JEFF M.ORP Measurements in Wafter and Wastewater[J].Ultrapure Water Journal, 1993, 25 (5) :26-31.
[2] 陳韜, 彭永臻, 田文軍等.ORP檢測在水處理中的應用[J].中國給水排水, 2003, 19 (5) :20-2.