45
PHÁƯN 2: CÄNG NGHÃÛ ÂIÃÛN HOẠ
CHỈÅNG VII
CÄNG NGHÃÛ SN XÚT XỤT - CLOR & AXIT CLOHYDRIC

♣1. Cå såí lê thuút vãư sn xút xụt clor:
I. Sn xút clor theo phỉång phạp hoạ hc:
1/ Sn xút xụt:
a/ Phỉång phạp sỉía väi: bàõt dáưu åí Nga (1814-18970) cọ trãn 10 nh mạy
sn xút theo phỉång phạp ny. Quạ trçnh âiãưu chãú nhỉ sau:
Na
2
CO
3
+ Ca(OH)
2
= NaOH + CaCO
3

Näưng âäü xụt âảt âỉåüc 90-135g/l. Phỉång phạp ny täún nhiãưu Ca(OH)
2
, thu âỉåüc
xụt long v cỉï âiãưu chãú âỉåüc 1 táún xụt b âi 1000-1300 kg CaCO
3

b/ Phỉång phạp Ferit: cọ hai giai âoản:
Giai âoản 1: Na
2
CO
3
+ Fe

âỉåüc 370g/l.
2/ Sn xút clor:
a/ Phỉång phạp Venton:
MnO
2
+ HCl = MnCl
2
+ 2H
2
O + Cl
2

Phỉång ny täún nhiãưu MnO
2
nãn âỉåüc hon ngun bàòng cạch:
MnCl
2
+ Ca(OH)
2
= Mn(OH)
2
+ CaCl
2

Thäøi oxy ca khäng khê vo:
2Mn(OH)
2
+ 2Ca(OH)
2
+ O

Cháút khäng tan ≤ 0.5 % (tảp cháút cå hc)
Ca
2+
≤ 0.4 %
46
Mg
2+
0.4 %
K
+
0.02 %
SO
4
2-
0.84 %
- Nổồùc muọỳi õổồỹc õióửu chóỳ vồùi nọửng õọỹ NaCl: 310-315 g/l.
- Caùc ion Ca
2+
, Mg
2+
laỡ nhổợng ion coù haỷi cho quaù trỗnh õióỷn phỏn. Trong thuỡng
õióỷn phỏn noù taùc duỷng vồùi xuùt taỷo ra hydroxit khoù tan, kóỳt tuớa lón trón maỡng caùch, bởt kờn
lọứ maỡng laỡm caớn trồớ quaù trỗnh õióỷn phỏn. Do õoù, caùc ion naỡy cỏửn phaới loaỷi boớ. Vióỷc loaỷi
boớ naỡy coù thóứ thổỷc hióỷn bũng ba phổồng phaùp:
+ Phổồng phaùp xọ õa - xuùt.
+ Phổồng phaùp sổớa vọi - xuùt.
+ Phổồng phaùp sổớa vọi - sunphat.
Thọng thổồỡng taỷi caùc nhaỡ maùy sổớ dung phổồng phaùp xọ õa - xut:
MgCl
2

, Mg
2+
thỗ xuùt vaỡ xọ õa phaới cho dổ vaỡ nhióỷt õọỹ
cuớa nổồùc muọỳi phaới lón õóỳn 40-50
o
C. Sau õoù trung hoaỡ xuùt dổ bũng axit HCl. Haỡm lổồỹng
xuùt sau khi trung hoaỡ phaới trong khoaớng 0.05-0.1 g/l; xọ õa 0.2-0.3 g/l. óứ tióỳt kióỷm xọ õa
vaỡ axit trung hoaỡ dổ, caùc nhaỡ maùy sổớ duỷng bióỷn phaùp cacbonat hoaù nổồùc muọỳi họửi lổu
bũng caùch thọứi CO2 vaỡo. Nhổ vỏỷy, mọỹt phỏửn xuùt seợ chuyóứn thaỡnh xọ õa theo phaớn ổùng:
2NaOH + CO
2
= Na
2
CO
3
+ H
2
O
Nhổ vỏỷy, nổồùc muọỳi họửi lổu coù caớ xọ õa, lỏựn xuùt vồùi haỡm lổồỹng õuớ õóứ kóỳt tuớa caùc
ion Ca
2+
, Mg
2+

- Nổồùc muọỳi sau khi õaợ xổớ lờ xong phaới õaớm baớo tióu chuỏứn:
NaCl: 310 5 g/l
Ca
2+
0.005 g/l
Mg

O + O
2

* Trón catọỳt (quaù trỗnh khổớù):
2H
+
+ 2e = H
2

Na
+
+ e = Na
óứ õióỷn phỏn taỷo saớn phỏứm NaOH, Cl
2
, H
2
ta cỏửn khọỳng chóỳ caùc thọng sọỳ kộ thuỏỷt
nhũm ổu tión vióỷc phoùng õióỷn cuớa Cl
-
, H
+
õọửng thồỡi haỷn chóỳ tọỳi õa sổỷ phoùng õióỷn cuớa caùc
ion Na
+
, OH
-
.
- Thọng thổồỡng dung dởch nổồùc muọỳi õem õióỷn phỏn laỡ dung dởch nổồùc muọỳi baợo
hoaỡ (310g/l) vồùi pH = 7. Do õoù, õióỷn thóỳ phoùng õióỷn cuớa ion H
+



ióửu kióỷn khọng thóứ xaớy ra õổồỹc, cho nón ion Na
+
khọng thóứ phoùng õióỷn cuỡng ion
H
+
õổồỹc.
Taỷi anọỳt tọửn hai quaù trỗnh phoùng õióỷn õọửng thồỡi cuớa caùc ion Cl
-
vaỡ ion OH
-
. Theo
phổồng trỗnh Nerst ta coù:

Volt
Volt
Cl
OH
33.1)4.66.0lg(059.036.1
82.0)1081.0lg(059.041.0
7
+=ì=
+=ì=







Cl-
) sao cho (
OH-
+
OH-
>
Cl-
+
Cl-
).
Nhổ vỏỷy, ion Cl
-
seợ ổu tión phoỡng õióỷn.
0.83 1.33
a
(V)
Qua nghión cổùu, ngổồỡi ta thỏỳy rũng caùc õióỷn cổỷc: graphờt, Ti maỷ Pt, RuO
2
thoaớ
maợn caùc yóu cỏửu trón.
48
Sau khi nghiãn cỉïu sỉû phọng âiãûn ca ion Cl
-
i
a
(mA/cm
2
)
trãn cạc váût liãûu ny ta cọ cạc âỉåìng cong phán cỉûc
anäút nhỉ hçnh bãn:

, H
+
, OH
-
.
+ OH
-
di chuøn âãún khäng gian anolit v phọng âiãûn:
4OH
-
- 4e = 2H
2
O + O
2

O
2
tảo thnh tạc dủng våïi âiãûn cỉûc graphêt tảo thnh CO v CO
2
. Âiãưu ny lm cho âiãûn
cỉûc bë àn mn dáưn. Do váûy âënh kç phi thay thãú âiãûn cỉûc graphêt.
+ Cl
2
tảo thnh s ho tan mäüt pháưn trong nỉåïc múi, theo phn ỉïng:
Cl
2
+ H
2
O = HClO + HCl
Sỉû ho tan ny phủ thüc vo näưng âäü ca nỉåïc múi v nhiãût âäü ca dung dëch

O = HClO + HCl
2NaOH + HClO + HCl = NaCl + NaOCl + 2H
2
O
Màût khạc: ϕ
Cl-
= 1.33V

ϕ
ClO-
= 0.94V
Cho nãn ion ClO
-
ỉu tiãn phọng âiãûn trỉåïc ion Cl
-
. Phn ỉïng xy ra nhỉ sau:
6ClO
-
+ 6OH
-
- 6e = ClO
3
-
+ 4Cl
-
+
2
3
O
2

+ H
2
O
Cạc ion ClO
-
, ClO
3
-
bë khỉí trãn catät:
ClO
3
-
+ 6H
+
+ 6e = Cl
-
+ 2H
2
O
ClO
-
+ 2H
+
+ 2e = Cl
-
+ H
2
O
Tỉì cạc phn ỉïng trãn ta nháûn tháúy ràòng, trong dung dëch xụt tảo thnh cọ c NaCl.
Do váûy, cáưn phi lc v tạch múi ny ra v âỉa vãư bãø häưi lỉu.

- Loải 3 såüi di 10-30mm
50
- Loải 4 såüi di 5-20mm
- Khäúi lỉåüng riãng 2.4-2.6g/cm
3

- Nhiãût âäü nọng chy 1500
o
C
- Âäü bãưn nhiãût: trong thåìi gian di l 550
o
C; trong thåìi gian ngàõn 700
o
C
- Bãưn kiãưm cao, bãưn axit tháúp
* Nhỉûa âỉåìng:
- Loải 3 bçnh thỉåìng, åí thãø lng, nọng chy åí 80-90
o
C
- Loải 4 bçnh thỉåìng åí thãø ràõn, nọng chy åí 80-90
o
C
- Loải 5 bçnh thỉåìng åí thãø ràõn, nọng chy åí 90-100
o
C
* Chç:
Dng loải chç cọ hm lỉåüng > 91.95%. Khäng âỉåüc sỉí dủng chç cọ hm lỉåüng Cu
v Sb cao.
* Graphit:
- Kêch thỉåïc 38×180×760mm

3+
< 0.004g/l
Âäü dênh ca vỉỵa phi âảt 11-13 giáy/ 500ml vỉỵa khi cho qua phãøu φ7mm.
- Hụt mng cạch:
+ Khäúng chãú sỉïc hụt 10-20mmHg/phụt
+ Thåìi gian hụt mng cạch mäùi láưn 30 phụt
+ Âäü chán khäng hụt láưn 1: 500-500mmHg
+ Âäü chán khäng hụt láưn 2: 610mmHg
+ Thåìi gian hụt khä êt nháút l tỉì 2-4 h.
51
2/ Trçnh tỉû thao tạc:
a/ Viãûc gia cäng giỉỵ gçn than bn:
Than bn phi âỉåüc bo sảch låïp bãn ngoi âm bo kêch thỉåïc 38×180×760mm.
Mäùi táúm than bn phi khoang hai läù nh
φ12 hay φ14 cọ âäü xiãn 5
o
cạch âạy 20mm, v
khi làõp vo âẹ dỉång cỉûc phi âỉåüc cỉa b âi mäüt miãúng dy 10-15mm, cao 40-50mm åí
mäùi bãn âáúy. Phi giỉỵ cho than bn khäng âỉåüc ngáúm nỉåïc khi mang, vạc, váûn chuøn,
trạnh va chảm mảnh lm nỉït than bn bãn trong.
b/ Chãú tảo dỉång cỉûc:
- Âem táúm Cu â mả Sn âàût vo khn âäø chç, âem cạc táúm than bn â xỉí lê càõm
vo khe ca giạ khn dỉång cỉûc, âàût âụng vë trê, cán âäúi, ngay ngàõn, củ li cạch âãưu nhau
(50±2mm) dng bulon v miãúng sàõt bàõt chàût lải.
- Dng âáút sẹt hay amiang dáưm vo xút kháu táúm Cu âãø chç khoi thạo ra theo
âỉåìng ny.
- Cho cạc thi chç khä rạo vo thng náúu chç v âun nọng tåïi nhiãût âäü nọng chy
425-450
o
C, måí van cho chç chy vo khn, trn vo cạc rnh con.

: cháút vỉỵa amiang phi håüp cạch, thåìi gian ngám phi âm bo 8-24h. Täúc
âäü hụt chán khäng phi duy trç 10-20mmHg/phụt trong âåüt mäüt.
52
d/ Làõp thng âiãûn gii:
- Dng palàng âỉa hm ám cỉûc làõp tỉì tỉì lãn âãú dỉång cỉûc, chụ trạnh lm rạch
mng cạch, phi chụ cỉû li cỉûc dỉång, cỉûc ám. Nãúu sạt nhau quạ phi chãm bàòng miãúng
thu tinh.
- lưn äúng cao su qua läù phun nỉåïc múi âãún gáưn sạt âạy thng, måí van cho nỉåïc
múi chy vo thng âiãûn gii, rụt b ọng cao su ra thay vo vi phun thu tinh v tiãúp
tủc cho nỉåïc múi vo.
- Bàõt chàût cạc táúm Cu vo chỉỵ Z näúi liãưn cạc thng âiãûn gii våïi nhau.
- Khi nỉåïc múi lãn âãún âäü cao 150-160mm so våïi màût táúm hm ám cỉûc (xem åí
äúng thu tinh), làõp äúng cao su coi ạp kãú clor, äúng láúy máùu clor, äúng phọng khäng hydro.
3/ Sỉû cäú, ngun nhán v cạch xỉí lê:

Sỉû cäú Ngun nhán Xỉí lê
Phêa trỉåïc hay sau than
bn chảm mng cạch
Than bn khäng thàóng hay khi
âäø chç âãø cỉû li khäng chênh xạc
hồûc nhiãût âäü chç quạ cao nãn
khi ngüi chç co lải
Cọ thãø cỉa båït chäù va chảm
hồûc chn cạc miãúng thu
tinh mng
Âäü chán khäng khäng
cao
Hm ám cỉûc thng Kiãøm tra lải chäø thng
Âäü chán khäng åí båm
cao. Âäü chán khäng åí

lm gáûy chỉỵ T to bn hån.

II. Cỉång vë thng âiãûn phán:
1/ Nhiãûm vủ:
- Giạm sạt thu nháûn nỉåïc múi håüp cạch vo thng cao vë, gia nhiãût nỉåïc múi v
cáúp vo thng âiãûn gii.
53
- Theo di cạc thng âiãûn phán lm viãûc, duy trç cạc thäng äú kè thût, hản chãú cạc
phn ỉïng phủ v hiãûn tỉåüng máút âiãûn åí thng âiãûn gii nhàòm náng cao hiãûu sút dng,
cháút lỉåüng sn pháøm v bo âm an ton cho sn xút.
2/ Nhỉỵng chè tiãu kinh tãú, ké thût:
* Nỉåïc múi vo âiãûn gii:
NaCl : 310g/l
Ca
2+
, Mg
2+
≤ 10mg/l
NaOH dỉ : 0.07-0.1 g/l
Na
2
CO
3
dỉ : 0.25-0.5 g/l
Fe
2+
, Fe
3+
≤ 1mg/l
SO

2
lãn âãún 1.26 phi theo di thỉåìng xun v váùn duy trç
sn xút. Nãúu tè lãû H
2
/Cl
2
lãn tåïi 1.8% thç phi cho phọng khäng tải phng, náng cao mỉûc
nỉåïc múi v tiãúp tủc theo di. Nãúu xỉí lê räưi m hm lỉåüng H
2
váùn tàng thç phi càõt
thng. Khäng cho phẹp H
2
/Cl
2
lãn tåïi 2%.
- Thưn khê hydro 98%
- Ạp sút khê thãø: P
Cl2
åí âỉåìng äúng chung -40 ÷ -10 mmH
2
O
P
H2
åí âỉåìng äúng chung 0 ÷ 10 mmH
2
O
* Mỉûc nỉåïc múi:
120-220mm kãø tỉì hm ám cỉûc
3/ Trçnh tỉû thao tạc: (Hçnh 7.3.)
a/ Chøn bë trỉåïc khi thäng âiãûn:

duy trỗ aùp suỏỳt hydro trón õổồỡng ọỳng 5-10mmH
2
O, sau õoù ngổng õióỷn.
- Nỏng cọứ ngọựng lón, thaùo boớ hoa sen, bởt kờn cọứ ngọựng.
- Huùt hóỳt khờ clor trong õổồỡng ọỳng vaỡ thuỡng õióỷn giaới
- Laỡm vóỷ sinh.
4/ Sổỷ cọỳ, nguyón nhỏn vaỡ caùch xổớ lờ:

Sổỷ cọỳ Nguyón nhỏn Xổớ lờ
1. ióỷn thóỳ thuỡng õióỷn
giaới cao
+ nhióỷt õọỹ trong thuỡng thỏỳp do nổồùc
muọỳi khọng õổồỹc gia nhióỷt õuớ
+ tióỳp õióỷn cuớa tỏỳm Cu khọng tọỳt
+ gia nhióỷt nổồùc muọỳi.
+ Xióỳt chỷt chọự tióỳp
xuùc
2. ióỷn thóỳ thuỡng caù
bióỷt cao
+ õóỳ dổồng cổỷc chóỳ taỷo khọng tọỳt, chọự
tióỳp xuùc giổợa chỗ, tỏỳm õọửng vaỡ than
baớn khọng tọỳt
+ chọự tỏỳm Cu tióỳp xuùc khọng tọỳt
+ Than baớn bở moỡn (doỡng tuỷt)
+ maỡng caùch giaỡ, trồớ lổỷc lồùn
+ gia cọng laỷi chọự tióỳp
xuùc
+ thay dổồng cổỷc, tuyóỷt
õọỳi khọng õổồỹc tng
doỡng õọỹt ngọỹt

+ mng gi tråí lủc låïn, hydro khuúch
tạn sang
Phọng khäng hydro,
náng cao mỉûc nỉåïc
múi, nãúu khäng âỉåüc
thay mng
7. Nhiãût âäü táúm âäưng
cao
Táúm âäưng tiãúp xục khäng täút Xiãút chàût chäù tiãúp xục
8. P
H2
> 15mmH
2
O + äúng nhạnh hydro bë tàõt
+ bäü pháûn xỉí lê hydro cọ sỉû cäú
+ thay äúng nhạnh
+ kiãøm tra bäü pháûn xỉí
lê, nãúu thåìi gian ngàõn
khäng xỉí lê âỉåüc, phi
phọng khäng hydro
9. P
Cl2
> 15mmH
2
O + bäü pháûn xỉí lê clor cọ sỉû cäú
+ nãúu P
Cl2
giao âäüng l do äưng thi
nỉåïc bë tàõt, hay mạy lảnh bë tàõt
kiãøm tra v bạo cho bäü

håüp.
12. Chãnh lãûch âiãûn
thãú giỉỵa cạc thng quạ
låïn
+ sỉû cạch âiãûn khäng täút hồûc bë kãút
tinh múi
+ miãûng äúng phun nỉåïc múi bë kãút
tinh hay hng
+ dng nỉåïc rỉía räưi lau
khä
+ thay vi phun måïi,
xỉí lê khäng hiãûu qu thç
kiãøm tra chènh lỉu
13. Âỉåìng äúng dáùn
nỉåïc múi bë tàõt,
thng
+ nhiãût âäü nỉåïc múi gim tháúp, trong
nỉåïc múi cọ nhiãưu ion SO
4
2-
kãút tinh
+ do bë àn mn
+ thäng âỉåìng äưng dáùn
+ âọng van åí thng cao
vë, thay äưng dáùn
14. Chạy äúng dáùn hụt
khê hydro
+ âiãûn cm ỉïng do sáúm sẹt
+ xụt chy xúng âáút gáy tiãúp âáút
+ duy trç ạp dỉång

thnh l khong 450-500
o
C.
II. Âiãưu chãú axit clohydric:
Axit clohydric âỉåüc âiãưu chãú bàòng cạch dng nỉåïc háúp thủ khê hydroclorua. Quạ
trçnh háúp thủ to nhiãût lm cho axit säi, nh hỉåíng khäng täút âãún quạ trçnh háúp thủ. Vç
váûy, cáưn phi láúy nhiãût ca quạ trçnh ny. Tu theo cạch láúy nhiãût m quạ trçnh âiãưu chãú
axit HCl chia lm hai loải:
- Háúp thủ âàóng nhiãût, trong âọ nhiãût láúy âi bàòng cạch truưn nhiãût qua thnh háúp
thủ. Phỉång thỉïc ny âi hi thạp phi dáùn nhiãût, gáy àn mn mảnh.
- Háúp thủ âoản nhiãût, trong âọ nhiãût ca thạp háúp thủ âỉåüc láúy âi bàòng cạch lm
bay håi mäüt pháưn nỉåïc. Thạp háúp thủ kiãøu ny bàòng váût liãûu phi kim loải.
Axit täøng håüp âỉåüc cọ näưng âäü khong 31-31.5%