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濃硫酸腐蝕儲存材料

2017-12-12 8:51:30      點擊:
濃硫酸是一種無色無味油狀液體。常用的濃硫酸中H2SO4的質量分數為98.3%,其密度為1.84g•cm-3,其物 質的量濃度為18.4mol•L-1。硫酸是一種高沸點難揮發的強酸,易溶于水,能以任意比與水混溶。濃硫酸溶解時放出大量的熱,因此濃硫酸稀釋時應該“酸入水,沿器壁,慢慢倒,不斷攪! 若將濃硫酸中繼續通入三氧化硫,則會產生"發煙"現象,這樣超過98.3%的硫酸稱為"發煙硫酸"

圖(1)濃硫酸儲罐
儲存濃硫酸容器的選擇
一、用銅來裝有兩種情況:
1、銅太貴了用它來盛硫酸不實際。
2、Cu雖然沒有氫活潑不能與稀硫酸反應但是Cu可以和強氧化性的酸反應
例如:Cu + 4HNO3 ==== Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (濃硝酸)
      3Cu + 8HNO3 ==== 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (稀硝酸)
因為濃硫酸也顯強氧化性所以Cu也和它反應
反應方程式為:Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O(須加熱)
雖然此反應需加熱,但是也不敢保證在常溫下有極其微量的銅與硫酸反應了,影響了硫酸的純度。用銅粉與濃硫酸放置在同一試管內(試管用膠塞密封),過了相當長的一段時間大約幾個星期,緊挨銅粉上方的一小部分溶液顯出了很淡的藍色。
二、鋁及鋁合金
濃硫酸可以使鋁鈍化,但純鋁強度很低,不能用作機械設備,故工業用鋁都為加入了鎂、錳、鐵、銅、硅等鋁合金,實踐證明,常用鋁合金在濃硫酸中已遠不如鋁穩定。所以不用其來做濃硫酸容器。

圖(2)濃硫酸作業環境警示標識
三、鋼鐵
鋼鐵(一般用低碳鋼)在濃硫酸中的穩定性好,強度高、取材和制造容易,成本低,故都用其做濃硫酸容器。
濃硫酸適合用鐵罐保存,經濟又方便,但是要注意密封,以為濃硫酸會吸收空氣中的水變成稀硫酸,到時候鐵罐就會被融化了。低濃度硫酸屬于非氧化性酸(濃度小于50%),對鐵碳合金產生強烈的氫去極化腐蝕,且腐蝕速率隨濃度增加而增快。當硫酸濃度增大至70%以上,將具有較強氧化性并使鐵表面生成保護性的鈍化膜,腐蝕速率非常;因此室溫、密閉空間下,碳鋼可以直接存儲濃硫酸(濃度大于80%)而不會造成腐蝕;在發煙硫酸中,鈍化膜會遭到破壞,需要慎重選擇碳鋼進行倉儲;

圖(3)硫酸槽采用Kn17預保護
推薦采用KN17高分子陶瓷聚合物材料在金屬表面制作一層高致密的耐濃硫酸材料,這樣可以做到長效防腐,確保使用安全。

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