硫酸是一种重要的工业原料,其生产方法主要有以下几种:
硫磺燃烧法
将硫磺与空气在一定的温度和压力下燃烧,生成二氧化硫。
再与水反应生成硫酸。
矿石燃烧法
将黄铁矿(FeS2)与空气在高温下燃烧,生成二氧化硫。
再与水反应生成硫酸。
接触氧化法
将二氧化硫气体与氧气在接触氧化反应器中反应,生成三氧化硫气体。
再与水反应生成硫酸。
其他方法
使用FeSO4·7H2O加强热,用加冰水混合物的U型管冷凝,并用NaOH吸收SO2,理论可得29.5%的H2SO4。
将二氧化硫气体通入双氧水制取硫酸,此法占率较低。
盐酸与可溶的焦亚硫酸盐反应,产生气体通入硝酸,生成红棕色气体,当气体由红棕色变为无色时,代表反应完成,溶液部分即是硫酸。
工业制法
使用沸腾炉高温煅烧硫铁矿,制取二氧化硫。
将二氧化硫溶于水形成亚硫酸。
亚硫酸与氧气反应氧化制成硫酸。
实验室硫酸制法
加强热灼烧七水合硫酸亚铁,用冷凝管冷却气体,用氢氧化钠吸收尾气,冷凝管内收集到约29.5%的稀硫酸。
以上方法中,工业上常用的是塔式法或接触法制取硫酸,这些方法都是先制取二氧化硫,然后氧化成三氧化硫,最后通过吸收得到硫酸。
需要注意的是,硫酸的生产过程中,尾气处理非常重要,以防止有害气体排放到大气中。