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试论氯酸钠技术及其应用

时间:2017-10-31 材料毕业论文 我要投稿

  论文关键词:氯酸钠;二氧化氯;水处理;纸浆处理 
  论文摘要:氯酸钠属于无机盐类,它广泛应用于许多领域,并随着科技、经济的发展而不断扩展。目前国内氯酸钠年生产能力突破20万吨,实际产量大约为15万吨。另有数万吨的在建工程。本文简单介绍氯酸钠的应用及氯酸钠技术。 
   
  一、氯酸钠概述 
   
  氯酸钠是一种重要的无机化工产品,其分子式为NaClO3,分子量106.44。通常我们见到的是白色或微黄色晶体,在介稳状态呈晶体或斜方晶体。相对密度2.490,熔点255℃,味咸而凉,易溶于水,微溶于乙醇、液氨、甘油。有潮解性。加热到300℃以上就可分解放出氧气。在酸性溶液中有强氧化作用,在中性或弱碱性溶液中氧化能力非常低,与硫、磷及有机物混合或受撞击易引起燃烧和爆炸。 
   
  二、氯酸钠应用及发展 
   
  氯酸钠是一种重要的无机化工产品,在世界范围内的应用市场广泛。国际上氯酸钠92%用作纸浆处理和饮用水处理的原料:北美氯酸钠98%用于纸浆和造纸业,其余2%用于制备氯酸盐、矿业等。欧洲氯酸钠84%用于造纸业,7.8%用于制造其他氯酸盐、亚氯酸盐,4.2%用于制造除草剂,其余4%用于铀矿及其他。日本氯酸钠73%用于造纸业,6%用于氧化剂及其他氯酸盐的制备,5%用于除草剂,16%用于纺织及和其他行业。目前全世界氯酸钠的产销量约为300万吨,生产厂家主要集中在北美(加拿大、美国)和北欧(苏格兰、瑞典)。其中北美产量约为170万吨/年,北欧产量约为72万吨/年,日本产量约为8万吨/年。加拿大和美国的生产能力超过190万吨/年,瑞典、法国的氯酸钠产量也在20万吨/年以上,而我国却不足20万吨(包括用于生产氯酸钾所消耗的氯酸钠)。美国是氯酸钠消耗大国,虽连续扩建新装置仍需从加拿大、瑞典等国进口,以满足纸浆漂白、饮用水处理等方面的需求。在欧洲的芬兰、瑞典、法国等国家,纸浆和纸制品生产商用二氧化氯作漂白剂的发展迅速。在日本其需求量也在连年上升,是氯酸钠的长期进口国。 
  国外纸浆厂之所以采用二氧化氯漂白的主要原因:一是环保工作的需要,采用传统的方法用氯气漂白纸浆会产生强致癌物,还易与水中的腐殖质形成氯代烃,与水中酚类形成有怪味的氯酚,与水中的氨形成对鱼和人类均有害的氯胺,且氯气长期使用可引起水中某些微生物的抗药性,污染地下水源,不利于环保。目前欧洲和北美都已立法禁止造纸业使用氯漂白;二是二氧化氯与其它用于漂白的氧化剂相比,其漂白性能好,它的氧化电位适中,能有效地处理附着在纤维上的色素和污物而不影响其纤维强度,而且纸浆织物的白度可由原来氯漂的75°提高到85°。用二氧化氯漂白纸浆,生产的纸品在潮湿空气中不随时间延长而发黄变色,保证了纸品质量,价值也比较高。到目前为止,还未发现一种在成本及纸浆白度与强度方面超过二氧化氯的替代品。因此,制浆领域采用氯气漂白纸浆的方法将很快被二氧化氯漂白法所取代。 
  氯酸钠在水处理方面主要是应用氯酸钠衍生的二氧化氯。在城市饮用水和污水处理中,国际上通常采用3种消毒方式,即液氯消毒、二氧化氯消毒和臭氧消毒,中国基本上是采用液氯消毒。采用液氯消毒,在杀菌的同时,又带来游离氯对各种有机物的氯化作用,在水体当中产生三氯甲烷、二恶英、氯酚等致辞癌物,危害人类的健康。 
  近几年国家有关部门在对饮用水质的调查中发现,各地的饮用水中有各种不同属性的有机物300多种,其中三氯甲烷含量最为突出,一些地方的饮用水中三氯甲烷含量310μg/L。二氧化氯与液氯消毒相比,两者的消毒体系非常相似,但二氧化氯消毒不会与水中的有机物产生三氯甲烷,不会产生氯化胺,却能破坏酚、硫化物、氧化物和其他许多有机物;与臭氧消毒相比,二氧化氯消毒投资少,产率高,在水中的滞留时间长,能够有效地杀除和控制各种细菌,同时也不会与水中的溴化物、次溴酸物反应,产生对人体有害的物质。由此可见,二氧化氯不仅是一种比液氯更有效的杀菌剂和杀病毒剂,且其氧化能力仅次于臭氧(投资低于臭氧),消毒过程中几乎不形成三氯甲烷和挥发性有机氯,同时生成的总有机氯也要比液氯少得多,其取代液氯已成为时代的必然。目前,二氧化氯在欧美国家得到了普遍应用,而中国则刚刚起步,许多科研院所和自来水公司都已纷纷开展研究,并取得了一定的成绩。 
   
  三、氯酸钠技术简介 

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