第二节 无机盐工业
第二节 无机盐工业

    河南省无机盐生产可以上溯到1000多年以前,当时就有一些零星分散的无机化学品生产点,如火硝、硫磺、硝酸盐等土法生产。根据史料记载,北宋初期有官方兴办的军械所,拥有工人万余名,辖设十大部,其中生产的化工产品主要就是硝酸钾(即火药)。宋真宗咸平三年(1000年),又制成火球、火蒺藜等。明朝初期,仅汴京城的硝民约有800余户。清代末叶,官府设有火药局等专门机构,主管硝酸钾的生产等。1931年,国民党政府还设立了官办工厂——开封炼硝厂。
    中华人民共和国成立后,炼硝生产得到发展,逐步变单一的硝酸钾提纯为硝酸原料的开发生产。
    1950年河南省开始建设无机盐生产厂,1958年有了较大发展。60年代建设起来的企业,技术和装备有了明显的提高,生产规模也不断扩大;80年代是全省无机盐工业大发展的时期,产品质量提高,产量大幅度增加。在调查的65个建成项目中,50年代投产的有4个,占6%;60年代投产的有11个,占17%;70年代投产的有17个,占26%;80年代投产的有33个,占51%。全省无机盐生产企业能生产20个系列60多个品种。1987年无机盐产量约50万吨。1978~1987年,无机盐行业创省优质产品13个,部优质产品5个。
    河南省拥有丰富的重晶石、化工灰岩、铝土矿以及硫、磷、钒、盐、碱等矿产资源,为发展无机盐工业提供了充足的生产原料。但河南省无机盐品种和产量居于全国中等水平,与先进省市相比还有一定差距,主要表现在生产工艺和装备落后,生产规模小,缺少大中型骨干企业,原材料和动力消耗高,三废治理差,资源没有充分利用。粗加工产品多,精加工专用产品少,新产品、新技术的引进和研究进展不快,没有形成合理的经济规模,影响着技术和经济效益的提高。对现有产品和新建项目,需要进一步优化产品结构,向系列化、专用化、精细化方向发展。
    全省无机盐工业主要分布在焦作、鹤壁、新乡、郑州、洛阳、开封等市,其他地市无机盐产品很少。
一、硫化物及硫酸盐
    (一)硫酸铝 分子式:Al2(SO4)3·xH2O。其主要生产企业有焦作化工总厂、鹤壁市化工一厂、鹤壁市化工一厂、鹤壁市化工四厂、鹤壁市无机化工厂、南阳石油化工厂、荥阳硫酸厂、焦作市精细化工厂等。
    1966年鹤壁市化工一厂采用土法生产硫酸铝。1968年对硫酸铝车间进行改造。1982年进行了第二次改造,生产能力达到了1万吨/年。在1983年全国同行业质量评比中,并列第二名。
    1966年焦作化工厂建成硫酸铝车间,1982年形成了年产3万吨的生产能力。后又达到4万吨年生产能力,成为全国第二大生产厂家。生产硫酸铝主要采用硫酸法,系用硫酸分解铝土矿而得。其生产工艺流程示意图如下:

    1987年全省硫酸铝生产能力为5.4万吨/年。产量44313吨,其中:焦作市化工总厂30107吨,鹤壁市化工一厂5627吨,鹤壁市无机化工四厂7754吨,鹤壁市化工厂825吨。
    (二)硫化钠(硫化碱) 分子式为Na2S。生产厂家主要有济源市化工厂、安阳县化学厂、宜阳县化工二厂、安阳染料厂、安阳市化工原料厂、开封市鼓楼化工厂、许昌市化工厂、焦作市化工六厂、密县大隗化工厂等。1979年安阳染料厂生产硫化钠被评为省优质产品。全省1987年生产能力9000吨/年,产量8128吨。其中安阳县化学厂生产2290吨,济源化工厂5655吨,安阳化工二厂183吨。
    生产硫化钠主要有以煤粉和气体如氢气、一氧化碳、甲烷等为还原剂还原芒硝矿的方法。以煤粉为还原剂的方法几乎都用转炉,气体还原剂中目前只有氢气用于工业生产。
    还原炉有的用卧式转炉,也有的用竖式窑炉。以煤粉为还原剂生产硫化钠的流程示意图如下:

    主要原料为硫酸钠(芒硝)和煤,每吨硫化碱耗芒硝(80~85%)1.5吨左右。
    (三)硫酸钡(沉淀硫酸钡) 分子式:BaSO4。主要生产企业有安阳市化工原料厂、安阳县化学厂、宜阳县化工二厂和洛阳市化工十一厂。1987年全省生产能力为4000吨年,产量为647吨。
    工业生产采用较多的是芒硝——硫化钡法,此法可同时得到硫化碱。芒硝——硫化钡法生产工艺流程示意图如下:

    (四)硫化钡 分子式:BaS。主要生产厂家有:宜阳县第二化工厂、宜阳县赵保综合化工厂、宜阳县白杨一区化工厂、宜阳县高桥钡盐化工厂。宜阳县第二化工厂硫化钡生产能力3000吨/年。
    煤粉还原法生产硫化钡工艺流程示意图如下:

    (五)硫酸镍(镍矾) 分子式:NiSO4·7H2O。1966年新乡市第一化工厂首次生产特需质量的硫酸镍,生产能力由初期的400吨/年逐步扩大到800吨/年。1980年开始出口日本,以后平均每年200吨。1982年桥牌硫酸镍被评为河南省优质产品。1985年远销澳大利亚、西德、津巴布韦等国,产品供不应求。
    生产工艺流程采用金属镍酸解法,流程示意图如下:

    (六)硫酸铜(胆矾、蓝矾、铜矾) 分子式:CaSO4 ·5H2O。其主要生产企业有:长葛县长锦化工厂、修武县化工厂、洛阳铜加工厂电解分厂、洛铜服务公司化工厂、卢氏县硫酸铜厂、开封县仙人庄乡硫酸铜厂等。生产方法有废铜法、电解液法、白冰铜法、氧化铜法、二氧化硫法。小企业主要采用废铜法,将废铜焙烧氧化成氧化铜,再与硫酸作用而得。
    废铜法生产硫酸铜流程示意图如下:

    (七)硫代硫酸钠(大苏打、海波) 分子式:Na2S2O3 ·5H2O。全省主要有4个生产厂家,即安阳染料厂、孟津县甲萘胺厂、滑县化工厂、商丘县染料化工总厂。年总产量为1886吨。
    硫代硫酸钠的生产原料多为其他工厂的废料,其主要成分不同处理方法也各异,但生产中各法常综合使用,称为综合法。
    (八)硫酸铝铵(铵明矾) 分子式:(NH4)2SO4·Al2(SO4)3·24H2O。其主要生产企业有:鹤壁市化工一厂、鹤壁市无机化工厂、鹤壁市化工四厂、焦作化工总厂和焦作市精细化工厂。
    生产以间接法为主,间接法是用硫酸分解铝土矿,生产出硫酸铝溶液(参见硫酸铝生产),再加硫酸铵结晶而得。
    间接法生产铵明矾流程示意图如下:

    (九)硫酸铝钾(钾明矾) 分子式:K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O。焦作市精细化工厂生产钾明矾,生产能力2000吨/年。
    生产硫酸铝的企业大多采用铝矾土法。铝矾土法是将硫酸铝在反应器中加热分解,使溶液中Al203含量在8%左右,在搅拌下加入硫酸钾,温度保持在80~90℃,反应1小时后真空过滤,清液进行冷却结晶。所得结晶经离心脱水,洗涤干燥后即为成品。母液及洗液则返回用作溶解原料硫酸铝。
    铝矾土法生产钾明矾流程示意图如下:

    (十)无水亚硫酸钠(硫氧) 分子式:Na2SO3。全省只有新乡市第一化工厂生产无水亚硫酸钠,年生产能力1500吨,1987年产量308吨,产值27.7万元。
    生产方法一般采用碱吸收法,用纯碱(或苛性钠)吸收SO2气体制得亚硫酸钠浓溶液,在95~100℃时析出结晶,即为无水亚硫酸钠。碱吸收SO2法生产亚硫酸钠流程示意图如下:

    (十一)硫酸亚铁(绿矾、铁矾) 分子式:FeSO4·7H2O。1965年新乡市第一化工厂生产特需质量的硫酸亚铁,生产能力600吨/年。1974年停产。此外有新乡县化工厂生产硫酸亚铁,洛阳市西关化工厂、开封化工厂也曾生产硫酸亚铁。在硫酸法生产钛白粉的企业中都副产硫酸亚铁。
    生产方法有废铁硫酸法和钛白副产法。
    废铁硫酸法生产硫酸亚铁流程示意图如下:

    (十二)焦亚硫酸钠(偏重亚硫酸钠、重硫氧) 分子式:Na2S2O5。开封树脂厂生产焦亚硫酸钠,1985年产量为325吨,1987年产量400吨。洛阳市化工六厂也曾生产焦亚硫酸钠。生产方法:纯碱与硫磺燃烧后生成的二氧化硫进行气液相反应,生成的酸式亚硫酸钠干燥即得成品。
    生产焦亚硫酸钠流程示意图如下:

    (十三)无水硫酸钠(无水硝、无水芒硝、元明粉) 分子式:Na2SO4。开封市南关区和新乡市化工一厂曾生产无水硫酸钠。新乡市化工一厂从1980年起不再生产无水硫酸钠,历年累计产量1437吨。1985年开封南关区产量180吨。
    主要制法是芒硝脱水法和转化法。芒硝脱水法系将芒硝加热脱水而得。脱水法又分:全溶蒸发脱水法、热融蒸发脱水法及热融盐析脱水法。
    热融蒸发脱水生产无水硫酸钠流程示意图:

(十四)保险粉(学名次硫酸钠或连二亚硫酸钠) 分子式:Na2S2O4。1969年新乡市第一化工厂首家生产保险粉,1978年底被迫停产。设计生产能力400吨/年。
    该厂采用锌粉法生产。锌粉法是将锌粉悬浮于水中,通入二氧化硫反应生成连二亚硫酸锌,然后加入烧碱进行复分解反应,经盐析脱水、过滤、干燥而得成品。锌粉法生产保险粉流程示意图如下:

    (十五)亚硫酸铵 分子式:(NH4)2SO3·H2O。主要生产企业为开封化肥厂、荥阳硫酸厂、虞城磷肥厂、鹤壁化工一厂、长葛化工厂。1985年产量分别为6907吨、347吨、193吨、81吨、65吨,合计7593吨。1986年总产量8723吨。开封化肥厂1986年产量为8654吨,1987年产量为10622吨。焦作市化工总厂于1987年建成了亚硫酸铵车间,生产能力1000吨/年。
    生产采用碳酸氢铵法:生产硫酸尾气用水或母液吸收后,与碳酸氢铵反应,经分离、干燥,制得亚硫酸铵。其反应式和生产流程示意图如下:

    (十六)亚硫酸氢铵(溶液) 分子式:NH4HSO3。主要生产企业为开封化肥厂。
    生产方法:中和法是用氨水吸收硫酸生产废气中二氧化硫,即得亚硫酸氢铵。其反应式和生产流程示意图如下:

    (十七)亚硫酸氢钠(重亚硫酸钠) 分子式:NaHSO3。主要生产企业有开封市树脂厂、洛阳市化工六厂。开封市树脂厂1970年开始生产,当年产量为2吨,历年产量最高的1981年为838吨。
    生产方法采用碳酸钠吸收法。在燃烧炉中,将硫磺燃烧生成二氧化硫,燃烧温度为700~800℃。空气加入量是理论量的两倍左右,制得二氧化硫浓度(体积)为10~13%。S+O2→SO2高温的二氧化硫气体经冷却、除尘分离、水洗后进入吸收反应器。反应过程中析出结晶,经离心分离,再经气流干燥,即得成品。其反应式及工艺流程示意如下:

    也可用纯碱溶液吸收制硫酸尾气中的二氧化硫,即得亚硫酸氢钠。纯碱吸收二氧化硫法生产消耗纯碱0.25吨吨。
    (十八)五硫化二磷 分子式:P2S5。主要生产企业有信阳化工厂和三门峡化工厂。1983年全省生产能力为1500吨,产量1200吨。
    生产五硫化二磷采用合成法,由黄磷和硫磺直接合成五硫化二磷,其反应式及工艺流程示意如下:

二、碳酸盐
    (一)轻质碳酸钙(沉降碳酸钙) 分子式:CaCO3。主要生产企业有:焦作市化工三厂、密县化工厂、卫辉市化工二厂、新乡市磷肥厂、郑州市黄河化工厂等。全省1987年生产能力2.61万吨/年,产量25880吨。其中,焦作市化工三厂15891吨,密县化工厂9000吨,汲县唐庄化工厂989吨。
    轻质碳酸钙由石灰石化学加工而得,即由石灰石煅烧得到的氧化钙在消化器中消化成氢氧化钙(称石灰乳),将净化后的氢氧化钙在碳化塔中经二氧化碳碳化,控制不同的碳化条件,可得不同性能和细度的轻质碳酸钙。微细或超细活性碳酸钙的制取与石灰乳碳化法相似,除需严格控制碳化条件外,还需要添加某些适当的添加剂(如硬脂酸),以达到所需要的晶型、粒径之目的,必要时要进行表面活化处理。
    工业生产工艺几乎全部采用碳化法生产,但因具体单元操作、碳化处理不同,可分为连续法及间歇法。连续法从石灰石煅烧、碳化,连续生产,皆可自控。碳化法(连续法)生产流程示意图如下:

    主要生产设备有石灰窑、碳化塔、洗气塔、压缩机、干燥机、干燥炉等。生产轻质碳酸钙主要原料为石灰石,其中碳酸钙含量应在98%以上,含镁盐1%左右,含铁铝氧化物0.5%以下。确山县、新安县、密县、焦作市富产石灰石。
    密县化工厂生产的活性轻质碳酸钙(白艳华),1987年出口800吨,轻质碳酸钙出口2000吨。
    (二)碳酸钾(又称钾碱) 分子式:K2CO3。1964年汝南县化工厂的碳酸钾投产,生产能力200吨/年,1985年产量172吨,1987年产量81吨。

    汝南化工厂采用离子交换法。先将氯化钾与碳酸氢铵用阳离子交换树脂使钾离子(K+)和铵离子(NH+4)相互交换制得碳酸钾溶液,后将溶液蒸发除氨和二氧化碳,经浓缩、结晶,烘干即得碳酸钾。其反应式如下。离子交换法生产工艺流程示意如图3-2-19。KCl+NH4HCO3→KHCO3+NH4Cl2KHCO3→K2CO3+CO2+H2O
三、硅酸盐
    (一)硅酸钠(水玻璃、泡花碱) 分子式:Na2O·nSiO2。主要生产企业有:焦作市化工三厂、洛阳市化工二厂、郑州市泡花碱厂、郑州市黄河化工厂、商丘县化工四厂、鹤壁市金属化工厂、安阳市电子材料厂、漯河市水玻璃厂、邓州市第二化工厂、林县小店铸造厂、栾川县化工厂、临颍县化工厂等。
    1957年洛阳市化工二厂开始生产硅酸钠,1977年焦作市化工三厂建成硅酸钠车间。1987年全省拥有硅酸钠生产能力4.4万吨/年,产量30639吨,其中主要生产企业产量为:焦作市化工三厂18071吨,洛阳市化二厂4737吨,郑州黄河化工厂5787吨,商丘市化工厂2050吨。
    生产硅酸钠的方法分为湿法、干法。其中干法因原料不同又可分为碳酸钠法、硫酸钠法。碳酸钠法生产硅酸钠流程示意图如下:

    硫酸钠法的生产工艺流程和碳酸钠法一样。根据成品的不同规格,按比例把芒硝和碳粉先混合均匀,再加入石英砂混合,在反射炉中发生反应。
    湿法生产硅酸钠的原料是烧碱和石英砂,因烧碱供应比纯碱供应紧张,用此法生产的很少。在郑州等地有几个厂开始采用芒硝取代纯碱进行硅酸钠的生产并获得成功。
    (二)氟硅酸钠 分子式:Na2SiF6。主要生产企业为:开封磷肥厂、鹤壁市化工一厂、黄泛区化工厂。1971年开封磷肥厂投产,生产能力为200吨/年。1978年鹤壁市化工一厂投产,生产能力为300吨/年。两厂部分年份氟硅酸钠产量如下表:

    1986年开封磷肥厂氟硅酸钠产品出口30吨。
    生产方法有过磷酸钙副产法、中和法和复分解法。本省采用过磷酸钙副产法,将过磷酸钙生产过程中的含氟废气用水吸收,再与氯化钠反应制得。综合利用,变害为利,是工业生产氟硅酸钠的一个主要途径。其主要反应式及其工艺流程示意如下:H2SiF6+2NaCl→Na2SiF6+2HCl3

    (三)硅溶胶 主要生产企业有:洛阳市红光蓄能材料厂、洛阳市瀍河东华蓄能材料厂、偃师县大口乡硅溶胶厂,生产能力分别为50、30、50(吨/年)。
    用离子交换法生产硅溶胶,将硅酸钠进行离子交换,然后用烧碱再生,制得硅溶胶。主要原料及消耗(离子交换法):硅酸钠(Na2SiO3:40°Be)2吨/吨 阳离子树脂0.018吨/吨 阴离子树脂0.02吨/吨 盐酸(HCl:31%)1.9吨/吨 烧碱(NaOH:96%)0.19吨/吨
    (四)硅酸钾钠(钾钠水玻璃、钾钠泡化碱) 分子式:(Na2O·K2O)·nSiO2。1986年漯河市水玻璃厂硅酸钾钠投产,生产能力为1500吨/年。
    生产方法有干法和湿法。漯河市水玻璃厂是采用干法生产硅酸钾钠,系将碳酸钾、碳酸钠、硅砂按一定比例混合后在高温下熔融反应,再用水溶解即得产品。此法工艺成熟、设备简单、原料来源较广,是主要的生产方法。其反应式及工艺流程示意如下:Na2CO3+K2CO3+2nSiO2→Na2O·nSiO2+K2O·nSiO2+2CO2图3-2-22

四、硝酸盐
    (一)硝酸钾 分子式:KNO3。硝酸钾是河南化工的老产品,各地有很多企业都生产过。1987年全省有硝酸钾主要生产企业4个,生产能力为3700吨/年,其中:开封市化工五厂900吨,商丘县化工厂1500吨,汝南县化工厂300吨,固始县化工厂1000吨。当年总产量2226吨。另外,济源市化工厂、开封市红旗化工厂、太康县龙曲化工厂、开封市顺河化工厂、柘城县化工厂、开封市化工四厂、光山县化工厂、商城县化工厂、襄县化工厂等也生产过硝酸钾。

    生产方法有转化法、合成法、吸收法、硝酸铵复分解法。工业上广泛采用转化法,将硝酸钠与氯化钾复分解而得。此法工艺流程简单,产品质量较高。转化法生产硝酸钾流程示意图如图3-2-23:
    (二)硝酸镍 分子式:Ni(NO3)2·6H2O。1966年新乡市第一化工厂在河南省首家生产硝酸镍,由于硝酸镍用量较小,故产量不大,但产值高,利润大。生产能力500吨年。该厂采用金属镍法生产,系将金属镍和硝酸反应而制得。其流程示意图如下:

    (三)亚硝酸钠 分子式:NaNO2。新乡县第五化工厂生产亚硝酸钠,年产量水平150吨。
    生产方法采用吸收法。在硝酸和硝酸盐生产中排出的尾气含有少量NO和NO2,工业上常用纯碱或烧碱溶液吸收而得中和液,然后利用NaNO2和NaNO3的溶解度不同,将它们分开。其流程示意如下:

    (四)硝酸钠 分子式:NaNO3。济源市化工厂、开封市磷肥厂生产硝酸钠,1986年产量分别为456吨、22吨。
五、氯化物及氯酸盐
    (一)氯酸钾 分子式:KClO3。主要生产企业为开封市化工二厂和陕县化工厂。开封化工二厂1983年产量为179吨,1985年产量482吨。陕县化工厂1985年产量38吨。信阳化工总厂亦曾生产过氯酸钾。
    生产方法有电解法和化学法。开封化工二厂采用化学法,将石灰乳和氯气反应生成氯酸钙,氯酸钙与氯化钾分解反应生成氯酸钾。化学法生产工艺流程示意图如下:

    (二)次氯酸钠 分子式:NaClO。主要生产企业为:开封化工二厂、郑州农药厂、信阳化工总厂、南阳石油化工厂、平顶山树脂厂、济源树脂厂。1985年全省生产次氯酸钠2898吨,1987年产量6533吨。
    生产方法有碱液氯化法、漂白粉复分解法、电解法。碱液氯化法系将氢氧化钠或碳酸钠溶液氯化而得。此法广泛应用于工业生产。
    一定量的碱液,加入适量的水,配成一定浓度的氢氧化钠溶液,然后通入氯气进行反应,待溶液中次氯酸钠含量达到一定时,即可成为成品。其反应式和生产工艺流程示意如下:

    (三)氯化铵(电盐、盐脑、电气药粉、盐精) 分子式:NH4Cl。本产品为工业用氯化铵,1958年新乡市电池厂曾土法小批量生产。1968年底,新乡市第一化工厂建设成年产能力800吨并逐步发展为1500吨的氯化铵车间,供应省内电池行业。1984年下半年停产。1985年将氯化铵生产转给延津县榆林乡化工厂实行联营,为新乡市第一化工厂的第二分厂。1987年郑州市化肥厂建成工业用氯化铵车间,生产能力为年产2000吨。
    新乡市第一化工厂1968~1980年采用硫酸铵与食盐进行复分解。其反应式为:2NaCl+(NH4)2SO4→Na2SO4+2NH4Cl
    1981~1984年采用农用氯化铵提纯法。郑州市化肥厂也是用此法。其工艺流程示意如下:

    (四)聚合氯化铝(聚合铝、碱式氯化铝) 分子式:〔Al2(OH)nCl6-n·xH2O〕m。1985年郑州市荥阳县嵩山化工厂生产聚合氯化铝投产,年生产能力1000吨。
    聚合氯化铝生产方法较多,荥阳嵩山化工厂原采用氢氧化铝为原料,由于氢氧化铝价格升高,后采用铝土矿为原料与盐酸反应。其工艺流程示意如下:

    (五)三氯化磷 分子式:PCl3。郑州农药厂、信阳化工总厂主要为有机磷农药配套生产。1985年两厂三氯化磷产量918吨,其中郑州农药厂594吨,信阳化工总厂324吨。1987年信阳化工总厂产量1681吨,郑州农药厂1034吨。安阳石油化工厂也曾生产三氯化磷。
    生产方法及工艺流程:用黄磷氯化法,将氯气通入熔融的黄磷中进行氯化反应,经蒸馏、冷凝制得三氯化磷。其反应及工艺流程示意如下:

    (六)无水氯化钙 分子式:CaCl2。焦作市化工三厂是利用纯碱生产中的废渣液回收氯化钙,1987年生产无水氯化钙1109吨,工业总产值58.8万元。
    生产无水氯化钙是先制成二水氯化钙,再进一步制取无水氯化钙。将二水氯化钙于200~300℃下干燥脱水,即得无水氯化钙。对于中性氯化钙溶液,亦可采用喷雾干燥塔,在300℃热气流下,喷雾干燥,即得无水粉末状成品。
    (七)二水氯化钙 分子式:CaCl2·2H2O。焦作市化工三厂利用氨碱法、纯碱废液回收法生产二水氯化钙,1987年产量5411吨。
    生产方法有纯碱废液回收法、氯酸钾废液回收法、羟基氯化钙法,磷酸钙废液回收法和盐酸石粉法。纯碱废液回收法,将纯碱生产中的蒸馏废液连续地蒸发,使其浓度由约含氯化钙10%增加到78%左右,以达到熔融氯化钙产品的要求。纯碱废液回收法生产流程示意图如下

    氨碱法纯碱生产中的蒸馏废液,其中含氯化钙100克升左右,氯化钠约45克升,少量溶解态的石膏、氢氧化钙和氢氧化铵及悬浮杂质。这种废液经净化、澄清后,在多效蒸发器中蒸发,当氯化钙含量达40%左右时,溶液中的氯化钠几乎全部沉淀,经离心分离后,可返回作纯碱生产原料,也可制成精盐。分离出氯化钠后的母液,经澄清后送入蒸发器继续浓缩,氯化钙含量达70%左右注入包装桶,冷凝而得成品。
    (八)漂白粉 分子式:CaCl2·Ca(OCl)2·2H2O。主要生产企业有郑州化工厂和陕县化工厂,1985年产量分别为656吨、674吨,1986年产量分别为820吨、735吨,1987年产量分别为835吨、592吨。焦作市化工二厂、南阳市石油化工厂、平顶山树脂厂、开封市化工总厂、商丘市化工厂也曾生产漂白粉。
    用吸收法生产漂白粉,将石灰石煅烧,生成石灰加水消化,经风选、分离后送到氯化塔。氯化塔通入氯气,尾气经处理放空。漂白粉自塔底排出。其反应式及工艺流程示意如下:

    (九)三氯硫磷(硫代磷酰氯) 分子式:PSCl3。主要生产企业有信阳化工厂和安阳石油化工厂。1983年全省生产能力2000吨/年,产量200吨。
    生产用合成法,将溶融硫磺和二氯化磷进行反应生成三氯化磷,经回流、冷凝、分离即得成品。其反应式及工艺流程示意如下:

六、磷酸盐
    (一)三聚磷酸钠(磷酸五钠、焦偏磷酸钠) 分子式:Na5P3O10。三门峡化工厂1986年投产,生产能力4000吨/年。1987年产量241吨。
    生产工艺分为一步法和二步法两种流程,一步法是将中和液的干燥、聚合在回转聚合炉内一步完成;二步法是将中和液和聚合脱水分两步完成。三门峡化工厂采用一步法,首先是用碳酸钠和磷酸进行中和反应,控制中和度,然后进行干燥、聚合,将合格的中和液干燥为亚磷酸盐,干燥和聚合生成三聚磷酸钠。其反应式及工艺流程示意如下:

    (二)磷酸三钠 分子式:Na3PO4·12H2O。主要生产企业有开封市顺河化工厂、洛阳市化工六厂、三门峡化工厂。顺河化工厂生产能力1200吨/年,1987年产量787吨。
    生产方法:用磷矿粉与硫酸反应制成磷酸,磷酸再与纯碱、烧碱反应制成磷酸三钠。其反应式及工艺流程示意如下:

    洛阳市化工六厂采用硫酸萃取骨粉中的磷化合物为磷酸,然后经中和、浓缩、结晶等工艺制成。其工艺流程示意如下:

    (三)六偏磷酸钠(格雷姆盐) 分子式:(NaPO3)6。1985年温县第三化工厂投产,当年产量84吨,出口18吨。1987年生产能力为1000吨/年,产量450吨。
    生产方法有磷酸二氢钠法和五氧化二磷法。温县第三化工厂采用五氧化二磷法,将黄磷氧化成五氧化二磷,五氧化二磷与纯碱混合后,经高温聚合反应,骤冷制片制得六偏磷酸钠。其反应式及工艺流程示意如下:

七、氧化物
    (一)二氧化锆 分子式:ZrO2。1971年焦作市化工总厂投产,生产能力为250吨/年。1985年产量104吨。
    (二)氧化锌(锌白、锌氧粉) 分子式:ZnO。主要生产企业有栾川县化工厂和开封市红旗化工厂。1987年生产能力分别为3200吨/年和3000吨/年,产量分别为2043吨和120吨。生产方法有间接法和直接法。
    1、间接法 以锌锭和焦炭为原料,经熔锌、氧化制成氧化锌。其反应式及工艺流程示意如下:

    2、直接法 由锌精矿加煤粉煅烧氧化而得。其反应式和工艺流程示意如下:

    (三)液体二氧化硫 分子式:SO2。主要生产企业有开封化肥厂和焦作市化工总厂。开封化肥厂生产能力为2500吨/年,焦作市化工总厂生产能力150吨/年。
    生产方法:生产硫酸尾气与氨作用生成亚硫酸氢铵和亚硫酸铵,然后经分解、精制、冷却、液化制成液体二氧化硫。其反应式及工艺流程示意如下:

    (四)轻质氧化镁 分子式:MgO。主要生产企业有嵩县化工厂、宜阳县氧化镁厂、洛阳市氧化镁厂、伊川县无机盐化工厂、偃师县化工原料厂及淅川豫鹏程化冶总公司等。
    生产方法有纯碱法和碳化法:
    纯碱法系用碳酸钠与可溶性镁盐(硫酸镁、苦卤等)溶液反应生成碱式碳酸镁,再经煅烧而得。
    碳化法系将白云石经煅烧、消化、碳化热分解等一系列处理后,再经煅烧、粉碎而得轻质氧化镁。其反应式及工艺流程示意如下:

    (五)过氧化氢(双氧水) 分子式:H2O2。1987年末,郑州市中原化工厂有过氧化氢生产,其生产能力为950吨/年。
    生产方法有电解法和蒽醌法:
    1、电解法 硫酸氢铵电解得到过硫酸铵,过硫酸铵水解制得过氧化氢。其反应式及生产工艺流程示意如下:

    2、蒽醌法 烷基蒽醌和有机溶剂配制成工作溶液,然后在触媒的存在下,加氢气氢化,再经空气或纯氧氧化,制得过氧化氢。其生产工艺流程如图3-2-43:

    (六)白炭黑(水合硅酸、轻质二氧化硅、沉淀二氧化硅、微细硅酸) 分子式:SiO2·nH2O。主要生产企业有焦作市精细化工厂、邓县第二化工厂、博爱县第一化工厂及新乡市第五化工厂。
    生产方法有盐酸、硝酸、硫酸沉淀法,碳化法和燃烧法。焦作市精细化工厂是采用沉淀法生产白炭黑:一种产品用硫酸沉淀法,另一种不同规格的产品采用盐酸沉淀法。盐酸沉淀法是将盐酸和氯化钠作用于硅酸钠水溶液,经过滤、洗涤和干燥而得成品。其工艺流程示意如下:

    (七)五氧化二钒(钒酸酐) 分子式:V2O5。1982年河南省淅川钒矿五氧化二钒投产,生产能力为1000吨/年。1985年产量1070吨,出口1050吨。1987年生产能力1100吨/年,产量931吨。
    淅川钒矿采用直接法生产五氧化二钒,将钒渣与纯碱焙烧成偏钒酸钠,浸取得到偏钒酸钠溶液。然后加热搅拌,用盐酸(或硫酸)中和,水解析出含有大量水分的无定形的五氧化二钒沉淀物,即为成品。反应式及工艺流程示意如下:4(FeO·V2O5)+4Na2CO3+3O2→2Fe2O3+8NaVO3+4CO22NaVO3+2HCl→2NaCl+V2O5+H2O

八、非金属单质
    (一)黄磷(白磷) 主要生产企业有三门陕化工厂和新乡豫北化工厂。两厂电炉法生产黄磷投产时间分别为1971年和1973年,当时生产能力分别为3260吨/年和1700吨/年。1966年三门峡化工厂开始进行高炉法生产黄磷试验,由于收率低等原因,后来改为电炉法生产。1987年全省黄磷产量4420吨,其中,三门峡化工厂3458吨,新乡豫北化工厂962吨。
    黄磷生产主要是用电炉法,将磷矿石、焦炭和硅石分别破碎,然后按一定比例配料,加入电炉高温熔化反应(1400~1500℃),使磷矿中的五氧化二磷还原为黄磷。磷矿石、硅石、焦炭的混合料在电炉中的熔融还原反应及生产工艺流程示意如下:4Ca5F(PO4)3+21SiO2+30C→3P4+30CO+SiF4+20CaSiO3021

    (二)赤磷(红磷) 分子式:P4。生产厂家主要为三门峡化工厂,生产能力750吨/年,1986年产量94吨。
    生产赤磷采用转化法。将黄磷放入转化器中,与大气隔绝,在有催化剂情况下(如磺)加热至240~250℃,即得赤磷。但在工业生产上,多用提高温度(360~420℃)的方法,不加催化剂。其反应式及工艺流程示意如下:

    (三)硫磺 分子式:S。硫磺在历史上是河南省的传统产品,焦作、济源、新安等地很早就有炼磺生产。焦作市化工总厂就是由中华人民共和国成立前的炼磺生产发展起来的。中华人民共和国成立前采矿用的是牛角锤、石匠钻、炼磺用川(缸),炼一川磺需要24小时,一川仅装矿石100~200斤。1956~1958年,采矿和炼磺机械化程度有了较大幅度的提高。炼磺小炉发展到能装4000斤矿石的大炉生产。经过调整、巩固、充实、提高,硫磺生产进入稳步发展阶段。1967年进入收尾阶段逐步转向硫酸生产。

    新安八一硫磺矿硫磺生产能力1000吨/年,4个中型氮肥厂生产中可回收硫磺,洛阳市、新乡市、焦作市、鹤壁市也有生产硫磺企业。全省硫磺产量1985~1987年3年分别为2148吨、1661吨、3846吨。
    全省已开采的硫矿资源多为分散小块的“鸡窝矿”型,地质储藏情况较复杂,经过长时期的、凭经验的手工业式开采,至80年代后期,原有的开采矿点陆续退役,炼磺生产减退,河南省由原来产硫磺的重点省份、产量居全国各省的前4名而下退。

    本省硫磺生产多数是土法,一部分是合成氨生产中脱硫工段回收硫磺。其反应式如下。工艺流程如图3-2-48。3FeS2→Fe2O3+2S
    硫磺块再经熔融、除杂、粉碎制成硫磺粉。
    (四)氧气 分子式:O2。主要生产企业有:开封化肥厂、安阳化肥厂、平顶山化肥厂、信阳化工厂、焦作市化工二厂、新乡市电石厂、河南化工厂等多家企业皆有空分装置,可以生产氧气。1983年全省氧气生产能力130万立方米年,全省生产量100万立方米。
    生产方法采用空气液化分离法。空气经压缩、冷却而液化,在精馏塔中因氧气与氮气沸点不同而分离,此法是最经济的制氧方法,可制得纯度极高的氧气,在工业上得到广泛应用。其工艺流程示意如下:

    (五)液氯(氯气液化) 分子式:Cl2。利用电解饱和食盐水溶液制取烧碱和氯气并副产氢气。每生产1吨烧碱,联产氯气880公斤和氢气25公斤。氯气通常可直接利用,但为了制取纯净的氯气,并考虑贮运的方便,而把一部分氯气进行液化制成液氯,用钢瓶或槽车运往用户。河南省1987年生产商品液氯27834吨,其中信阳化工厂11340吨,河南化工厂5429吨,郑州化工厂3439吨,开封市化工二厂2481吨,南阳石油化工厂2106吨,郑州农药厂1896吨,陕县化工厂1143吨。
    用冷冻法生产液氯,氯气一般来自烧碱电解槽,经干燥在压力下经冷冻剂冷却而凝成液体氯。未冷凝的含氯废气经废气分离器,分离出来的不凝废气送往它处使用;液氯流入液氯计量槽,再用压缩空气压至液氯贮槽。其工艺流程示意如下:

九、其他
    (一)氧氯化锆 分子式:ZrOCl2·8H2O。1973年焦作市化工总厂投产,生产能力为1200吨/年。1985年被评为部优产品,产量544吨,出口量461吨,1987年产量783吨,居全国之首,出口500吨。生产方法采用氢氧化锆盐酸法,锆英石与烧碱和硫酸作用生成锆酸,锆酸与氢氧化铵作用生成氢氧化锆后再与盐酸作用,制得氧氯化锆。
    其反应式及工艺流程示意如下:ZrO2+2NaOH→Na2ZrO3+H2ONa2ZrO3+H2SO4→Na2SO4+H2ZrO3H2ZrO3+2NH4OH→Zr(OH)4+NH3+H2OZr(OH)4+2HCl→ZrOCl2+3H2O4

    (二)亚铁氰化钠(黄血盐钠) 分子式:Na4Fe(CN)6 ·10H2O。安阳钢铁厂焦化车间利用炼焦气副产回收法生产亚铁氰化钠。
    用炼焦气副产回收法生产黄血盐钠,将含氰废水先用蒸汽解吸,放出氰化氢在填充有铁屑的塔中用纯碱液循环吸收,经沉降除杂得亚铁氰化钠。其反应式及工艺流程示意如下:6HCN+Fe+2Na2CO3→Na4Fe(CN)6+H2+2CO2+H2O

    (三)重铬酸钠(红矾钠) 分子式:Na2Cr2O7·2H2O。1987年末有主要生产企业2个,生产能力2300吨/年,其中,开封振兴化工厂800吨,巩县回郭镇化工二厂1500吨。当年总产量2286吨,其中,开封市振兴化工厂567吨,巩县回郭镇化工厂1719吨。
    采用硫酸法生产重铬酸钠,将铬铁矿、纯碱、白云石等混合,经转炉高温氧化焙烧后生成铬酸钠,再用硫酸处理转变为重铬酸钠。其反应式及工艺流程示意如下:4(FeO·Cr2O3)+8Na2CO3+7O2→8Na2CrO4+2FeO3+8CO22Na2CrO4+H2SO4→Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O

    (四)铬酸酐(铬酸、三氧化铬) 分子式:CrO3。生产厂家主要有:巩县回郭镇第二化工厂,生产能力1500吨/年;开封市振兴化工厂,生产能力300吨/年。1987年产量分别为716吨和226吨。
    本省主要用硫酸法生产,将重铬酸钠与硫酸进行熔融反应制得铬酸酐。其反应式及工艺流程示意如下:Na2Cr2O7+2H2SO4→2CrO3+2NaHSO4+H2O

    (五)氰化钠(山萘) 分子式:NaCN。洛阳市化工六厂70年代曾生产氰化钠。年产水平仅100吨。
    (六)硼砂(学名四硼酸钠、十水四硼酸钠,又称焦硼图3-2-55 硼砂生产工艺流程示意图酸钠、硼酸钠、月石砂等) 分子式:Na2B4O7·10H2O。1960年开封市化工厂投产,生产能力6000吨/年。1987年产量6235吨。
    生产方法:将预处理过的硼矿粉与碳酸钠溶液混合加热,通入二氧化碳后反应即成。其反应式如下。工艺流程示意如图3-2-55。2(2MgO·B2O3)+Na2CO3+2CO2+10H2O→NaB4O7· 10H2O+4MgO·3CO2

    (七)氟硅酸(硅氟酸) 分子式:H2SF6。工业上皆采用酸解法和煅烧吸收法。虞城化工总厂为处理过磷酸生产排放出的废气,用水循环吸收含氟尾气,生产出浓度为8~10%的氟硅酸,产量不高,仅在本县附近销售。其他一些磷肥厂因回收氟硅酸浓度太低而没有利用。
    (八)无水氢氟酸 分子式:HF。鹤壁市化工一厂和原阳县化工总厂生产无水氢氟酸,生产能力分别为1000吨/年和500吨/年,1987年产量分别为193吨和79吨。
    生产采用硫酸法,系将硫酸分解萤石而生成的氟化氢直接冷凝,然后加以精馏制得无水氢氟酸。其反应式及工艺流程示意如下:CaF2+H2SO4→2HF+CaSO4