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鹼熔
鎖定
- 中文名
- 鹼熔
- 外文名
- alkali fusion
- 定 義
- 分解礦物原料製取無機產品
- 影響因素
- 温度、時間、無機鹽等影響
- 鹼熔方法
- 常壓高温鹼熔、中温鹼熔等
- 應用學科
- 冶金術語
- 應 用
- 製備酚類化合物
鹼熔基本介紹
對於一些選礦廠的尾礦、煤礦的煤矸石等難溶樣品,如果要分析其中如鉻、釩、鉬等酸不易溶出的有色金屬元素時,可考慮鹼熔。一般選用過氧化鈉、碳酸鈉、四硼酸鈉等熔劑,在高温下與樣品共熔j這種方法能有效地分解樣品,是檢測難溶有色金屬元素總量的有效方法。
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鹼熔鹼熔設備
鹼熔影響因素
芳磺酸的結構
鹼熔是親核置換反應,因此芳磺酸的芳環其他原子上有吸電子基(如磺基),對磺基的鹼熔起活化作用。
硝基雖是很強的吸電子基,但在鹼熔條件下硝基會產生氧化作用而使反應複雜化,所以含有硝基的芳磺酸不適宜鹼熔。
氯代磺酸也不適宜鹼熔,因為氯原子比磺基更容易被羥基置換。
芳環上有供電子基(如羥基和氨基),對鹼熔起鈍化作用。例如,間氨基苯磺酸的鹼熔,需要用苛性鉀或苛性鉀與苛性鈉的混合鹼作鹼熔劑。
多磺酸鹼熔時,第一個磺基鹼熔比較容易,因為其他磺基對它有活化作用,一旦生成中間產物羥基磺酸,羥基就使第二個磺基鈍化,因此第二個磺基鹼熔比較困難。例如,對苯二磺酸的鹼熔,即使用苛性鉀作鹼熔劑,也只能得到對羥基苯磺酸,而得不到對苯二酚。
無機鹽的影響
芳磺酸鹽中一般都含有無機鹽(主要是硫酸鈉和氯化鈉)。這些無機鹽在熔融的苛性鹼中幾乎是不溶解的,在用熔融鹼進行高温(300~340℃)鹼熔時,如果芳磺酸鹽中無機鹽含量太多,會使反應物變得黏稠甚至結塊,降低了物料的流動性,造成局部過熱甚至會導致反應物的焦化和燃燒。因此,在用熔融鹼進行鹼熔時,芳磺酸鹽中無機鹽的質量分數要求控制在10%以下,使用鹼溶液進行鹼熔時,芳磺酸鹽中無機鹽的允許含量可以高一些。
鹼熔的温度和時間
鹼熔的温度主要決定於芳磺酸的結構,不活潑的芳磺酸用熔融鹼在300~340℃進行常壓鹼熔,鹼熔速度快,所需時間短。比較活潑的芳磺酸可以在70%~80%苛性鈉溶液中在180~270℃之間進行常壓鹼熔。更活潑的萘系多磺酸可在20%~30%稀鹼溶液中進行加壓鹼熔,反應時間較長,需10~20 h。
鹼的濃度和用量
高温鹼熔時,一般使用90%以上的熔融鹼,理論上1 mol 芳磺酸鹽需要2 mol 苛性鈉,但實際上必須過量,一般為1:2.5左右。中温鹼熔時,一般使用70%~80%的濃鹼液,且鹼過量較多,有時可達1:(6~8)或更多些,即理論量的3~4倍或更多。
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鹼熔鹼熔方法
鹼熔的方法主要有用熔融鹼的常壓高温鹼熔法、用鹼溶液的中温鹼熔法和用稀鹼的加壓鹼熔法。
熔融鹼的常壓高温鹼熔法
此法適用於不活潑磺基的鹼熔,可以使多磺酸中的磺基全部置換成羥基。重要的產品有苯酚、1一萘酚和2一萘酚等,鹼熔温度在320~340℃左右。一般是向盛有熔融鹼的鹼熔鍋中在高温下分批加入磺酸鹽,鹼過量25%左右。加完磺酸鹽後,再升温反應一段時間,通過測定遊離鹼含量控制反應終點。為了防止凝鍋,應將鹼熔物快速放入熱水中。
在常壓鹼熔時,由於生成的酚易被空氣氧化,所以要用水蒸氣加以保護,在鹼熔初期由芳磺酸鹽帶入的水和反應生成的水能起保護作用,但在鹼熔後期,則需要在鹼熔物的表面通適量的水蒸氣。
鹼溶液中温鹼熔法
該法耗用鹼量比熔融法多,通常在所選鹼液的沸點温度(180~270℃)下進行反應。
稀鹼液的加壓鹼熔