有种说法:硫酸是化工之母。(还有种说法:工业盐是化工之母……不要在意这些细节,总之硫酸很重要)
为啥这样说,因为在化工行业中,用不到硫酸的工业实在是很少。硫酸的产量是衡量一个国家化工水平的标志。下面举几个简单的例子。
化 肥
硫酸铵(NH4)2SO4是最常见的氮肥之一,工业上采用氨与硫酸反应而得。
过磷酸钙Ca(H2PO4)2·H2O是最常见的磷肥之一,制造过程同样要使用大量硫酸。
2Ca5(PO4)3F+7H2SO4+3H2O→3Ca(H2PO4)2·H2O+7CaSO4+2HF↑
纺 织
【粘胶纤维大量用于我们的织物,每生产1吨粘胶纤维,需要消耗硫酸1.2吨。】
【每生产1吨尼龙短纤维,就要消耗230公斤硫酸。】
【生产一吨“塑料王”聚四氟乙烯,需要1.32吨硫酸。】
塑 化
【生产一吨“塑料王”聚四氟乙烯,需要1.32吨硫酸。】
【生产一吨环氧树脂,需要2.68吨硫酸。】
炸 药
【生产三硝基甲苯(TNT)需要用硫酸来做催化剂。】
……
(以上【】内容均来自知乎 @鲁超 《硫酸——化工水平的标志》一文)
硫酸如此重要,那我们如何生产硫酸呢?答案是黄铁矿,也叫硫铁矿。
工业上常用硫磺(S)、黄铁矿(FeS2)制造硫酸,但由于我国硫磺储量低,所以大多采用黄铁矿进行制造。
反应方程式为:
①4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2 (沸腾炉)
②2SO2+O2→2SO3(接触室)
③SO3+H2O→H2SO4(吸收塔)
黄铁矿,英文名为Pyrite,还因为颜色、光泽很像黄金,得了个外号“愚人金”,但其实与黄金一点儿关系也没有,其化学成分是二硫化亚铁FeS2。
等轴晶系,常呈立方体、五角十二面体,较少呈八面体(赵明,2010),集合体常呈致密块状、散染粒状以及结核状。
黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物(没有之一),在很多种矿床中均可出现,比如铜镍硫化物岩浆矿床、接触交代矿床、热液矿床……
安徽省黄铁矿资源丰富,储量居全国第二位(许荣奎,1984),主要分布在宁(南京)芜(芜湖)地区、铜陵、庐枞火山岩盆地(庐江)、淮北等地。
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