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硫酸根及其在工業(yè)生產(chǎn)中含量超標(biāo)的危害

點(diǎn)擊次數(shù):14 更新時(shí)間:2025-01-08

硫酸根在自然界中廣泛存在。例如在石膏中,它是一種常見的礦物質(zhì)。許多天然水中也含有硫酸根離子,其來源可能是礦物質(zhì)的溶解等過程。含有硫酸根的化合物多數(shù)是離子化合物,如硫酸鈉。硫酸鈉是白色固體,易溶于水。硫-酸-鋇是白色沉淀,難溶于水和酸,這一特性常被用于檢驗(yàn)硫酸根離子的存在。在工業(yè)上,硫酸根可以用于制備各種硫酸鹽。例如,硫酸鋅可用于電鍍等工業(yè)過程;硫酸銨是一種常用的化肥,為農(nóng)作物提供氮和硫等營養(yǎng)元素。


工業(yè)生產(chǎn)中硫酸根含量超標(biāo)的危害


一、對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的危害

1、在化工產(chǎn)品生產(chǎn)方面

在生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品如電子級(jí)化學(xué)品時(shí),硫酸根含量超標(biāo)是極其有害的。例如在生產(chǎn)半導(dǎo)體用的超純化學(xué)試劑過程中,硫酸根雜質(zhì)可能會(huì)在半導(dǎo)體材料表面形成吸附層。這會(huì)改變半導(dǎo)體的電學(xué)性能,影響其導(dǎo)電性、載流子遷移率等關(guān)鍵指標(biāo),從而導(dǎo)致芯片性能下降甚至失效。

2、在制藥工業(yè)中

藥物原料中的硫酸根超標(biāo)會(huì)影響藥物的純度。對(duì)于一些注射用藥物,過多的硫酸根可能會(huì)引發(fā)藥物在體內(nèi)的不良反應(yīng),如與體內(nèi)的鈣、鎂等離子結(jié)合,干擾人體正常的生理代謝過程。

3、在材料加工方面

在玻璃制造中,硫酸根含量過高會(huì)導(dǎo)致玻璃出現(xiàn)缺陷。當(dāng)玻璃原料中的硫酸根超標(biāo)時(shí),在玻璃熔制過程中,它可能會(huì)產(chǎn)生氣泡或結(jié)石等瑕疵。這些瑕疵會(huì)降低玻璃的透明度和強(qiáng)度,對(duì)于光學(xué)玻璃來說,會(huì)嚴(yán)重影響其光學(xué)性能,如折射率的均勻性和透光率。

4、在陶瓷生產(chǎn)中

硫酸根超標(biāo)可能會(huì)使陶瓷坯體在燒制過程中出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。因?yàn)榱蛩岣诟邷叵驴赡軙?huì)與陶瓷原料中的其他成分發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生氣體,導(dǎo)致坯體內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損,從而影響陶瓷產(chǎn)品的成品率和質(zhì)量。


二、對(duì)工業(yè)設(shè)備的危害

1、腐蝕作用

在石油化工行業(yè)的煉油裝置中,硫酸根含量超標(biāo)會(huì)加速設(shè)備的腐蝕。例如,在原油蒸餾塔中,含有硫酸根的水溶液會(huì)與塔壁的金屬(如碳鋼)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。硫酸根會(huì)促進(jìn)酸性環(huán)境的形成,使金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕,導(dǎo)致塔壁變薄,增加設(shè)備泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。如果蒸餾塔發(fā)生泄漏,不僅會(huì)造成油品損失,還可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等嚴(yán)重事故。

在造紙工業(yè)的蒸煮設(shè)備中,硫酸根超標(biāo)會(huì)腐蝕設(shè)備內(nèi)部的管道和容器。造紙過程中使用的化學(xué)藥劑和原料可能含有硫酸根,當(dāng)它們與設(shè)備的金屬表面接觸時(shí),會(huì)引發(fā)腐蝕。長期腐蝕會(huì)使設(shè)備的維修成本增加,并且由于設(shè)備頻繁維修而導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。

2、結(jié)垢問題

在工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,硫酸根超標(biāo)會(huì)導(dǎo)致熱交換器結(jié)垢。例如,當(dāng)冷卻水中硫酸根與鈣、鎂等離子結(jié)合形成硫酸鈣、硫-酸-鎂等難溶鹽時(shí),這些鹽會(huì)在熱交換器的管壁上沉積。結(jié)垢會(huì)降低熱交換器的傳熱效率,使冷卻效果變差。為了維持正常的生產(chǎn)溫度,需要消耗更多的能源來冷卻,增加了生產(chǎn)成本。而且,嚴(yán)重的結(jié)垢可能會(huì)堵塞管道,導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)故障,需要停機(jī)清理,影響生產(chǎn)的連續(xù)性。


三、對(duì)環(huán)境的危害

1、水體污染

當(dāng)工業(yè)廢水中硫酸根含量超標(biāo)排放到水體中時(shí),會(huì)對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。例如,在印染工業(yè)廢水中,如果硫酸根含量過高,進(jìn)入河流、湖泊后,會(huì)使水體的化學(xué)需氧量(COD)升高。這會(huì)消耗水中的溶解氧,導(dǎo)致水生生物缺氧死亡。同時(shí),高濃度的硫酸根還可能改變水體的酸堿度,影響水生植物的光合作用和水生動(dòng)物的呼吸作用等生理過程。

對(duì)于地下水來說,硫酸根超標(biāo)污染更為嚴(yán)重。一些工業(yè)廢渣、廢水的不合理排放可能會(huì)使硫酸根滲入地下水中。地下水一旦受到污染,修復(fù)難度較大。而且,含有高濃度硫酸根的地下水被用于灌溉時(shí),會(huì)影響土壤的性質(zhì),使土壤板結(jié),降低土壤的透氣性和保水性,從而影響農(nóng)作物的生長。

2、大氣污染(間接)

在一些工業(yè)燃燒過程中,如火力發(fā)電、冶金工業(yè)中的燒結(jié)過程等,如果原料中的硫元素含量高,燃燒后產(chǎn)生的含硫酸根的化合物(如硫酸霧)會(huì)隨著廢氣排放到大氣中。硫酸霧會(huì)形成酸雨,酸雨會(huì)對(duì)建筑物、文物古跡等造成腐蝕。例如,酸雨會(huì)侵蝕古建筑的石材結(jié)構(gòu),使其表面剝落、損壞;還會(huì)腐蝕金屬雕像,使其失去原有的藝術(shù)價(jià)值。同時(shí),酸雨對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)也有危害,它會(huì)損害樹木的葉子和根系,影響樹木的生長和繁殖。


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