Determination of the sodium contribution of solvent-extractable organic compounds in Bayer process liquor

Význam tématu

Organické látky v Bayerově alkalickém roztoku se vyskytují převážně jako sodné soli a ovlivňují procesní stabilitu i rovnováhu sodíku. Přesné určení jejich sodíkového příspěvku pomáhá vysvětlit organické poruchy procesu, optimalizovat odstraňování nežádoucích sloučenin a zpřesnit sodíkové bilance.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo vyvinout a ověřit jednoduchou a opakovatelnou metodu pro stanovení sodného příspěvku organických kyselých sloučenin vyextrahovatelných z Bayerova roztoku. Studie využívá netradiční nekonduktivní termometrickou titrimetrii s katalytickým indikátorem k zachycení bodu ekvivalence.

Použitá instrumentace

• 859 Titrotherm (termometrický titrátor)
• 800 Dosino s 10mL byretou
• 804 Ti Stand a 802 Stirrer (magnetické míchadlo)

Použitá metodika

Vzorek vyčištěného Bayerova roztoku se nejprve okyselí HCl a extrahuje pětinásobně cyklohexanolem. Organická fáze se promyje nasyceným roztokem NaCl a vysuší Na2SO4. Suchý extrakt se rozpustí v propan-2-olu, přidá se paraformaldehyd jako katalytický indikátor a titruje se 0,1 mol/L KOH v propan-2-olu. Teplota reakce se sleduje termometricky a změny entalpie jasně vymezí ekvivalentní bod.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje vynikající opakovatelnosti s RSD přibližně 0,2 %. Titrace roztoků z různých rafinerií odhalila rozdíly v tvaru termometrických průběhů, což naznačuje odlišné složení slabě kyselých látek a jejich kinetiku při ekvivalenci. Navzdory mírné nevyrovnanosti reakce na okrajích jsou body ekvivalence spolehlivě určitelné.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda je vhodná pro průběžné sledování organických poruch v Bayerově procesu, pro optimalizaci technologií na odstraňování organických látek a pro zpřesnění sodíkových bilancí v průmyslovém provozu. Díky robustnímu senzoru bez přímého elektrického kontaktu je metoda odolná vůči foulingu a statickým rušením.

Budoucí trendy a možnosti využití

Doporučuje se rozšířit výzkum na široké spektrum extrahovatelných organických sloučenin a kombinovat termometrickou titrimetrii s chromatografickou speciací. Potenciálně lze metodu automatizovat pro on-line monitoring a propojit s chemometrickým zpracováním dat.

Závěr

Vyvinutá termometrická titrimetrická metoda umožňuje přesné stanovení sodného příspěvku kyselých organických extraktů z Bayerova roztoku s vysokou přesností a opakovatelností, což přispívá k lepšímu řízení průmyslového procesu.

Reference

• G.A. Vaughan, Thermometric and Enthalpimetric Titrimetry, Van Nostrand Reinhold Company, London 1973.
• T.K. Smith, The analysis of free fatty acids in edible oils by catalyzed endpoint thermometric titrimetry (CETT), Journal of the American Oil Chemists Society, 80(1), 21–24 (2003).
• M.J.D. Carneiro, M.A. Feres Júnior a O.E.S. Godinho, Determination of the acidity of oils using paraformaldehyde as a thermometric end-point indicator, Journal of the Brazilian Chemical Society, 13(5), 692–694 (2002).
• Metrohm Application Notes AN-H-001 a AN-H-029, Metrohm, 2006.
• L.S. Bark a S.M. Bark, Thermometric Titrimetry, Pergamon Press, Oxford 1969.