一种硝酸钠溶液的制备方法和装置
阅读说明：本技术 一种硝酸钠溶液的制备方法和装置 (Preparation method and device of sodium nitrate solution ) 是由 杨来文 杨基林 杨文清 杨红志 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硝酸钠溶液的制备方法,S1、选材：选取碳酸氢钠30-40份、硝酸溶液40-50份、氢氧化钠5-10份、纯净水足量；S2、配置：将碳酸氢钠粉末溶于水,形成碳酸氢钠水溶液和微量的碳酸钠溶液,然后在碳酸氢钠水溶液和微量的碳酸钠溶液中加入硝酸,本发明涉及硝酸钠溶液制备技术领域。该硝酸钠溶液的制备方法和装置,通过碳酸氢钠与硝酸溶液进行反应,然后利用氢氧化钠来去除多余的氢离子,利用PH试纸测试大致的PH值,采用中和滴定的方式进行中和反应,进行PH值微调,配合酸碱指示剂显色,可以有效的去除硝酸钠溶液中的其他离子,不仅制备的纯度高,而且碳酸氢钠的成本较低,提高了硝酸钠溶液制备的经济效益。(The invention discloses a preparation method of a sodium nitrate solution, S1, selecting materials: selecting 30-40 parts of sodium bicarbonate, 40-50 parts of nitric acid solution, 5-10 parts of sodium hydroxide and sufficient purified water; s2, configuration: the invention relates to the technical field of sodium nitrate solution preparation, and discloses a method for preparing sodium nitrate by dissolving sodium bicarbonate powder in water to form a sodium bicarbonate aqueous solution and a trace amount of sodium carbonate solution, and then adding nitric acid into the sodium bicarbonate aqueous solution and the trace amount of sodium carbonate solution. According to the preparation method and device of the sodium nitrate solution, reaction is carried out on the sodium bicarbonate and the nitric acid solution, then redundant hydrogen ions are removed by using the sodium hydroxide, the pH value is roughly tested by using the pH test paper, neutralization reaction is carried out by adopting a neutralization titration mode, pH value fine adjustment is carried out, the acid-base indicator is matched for color development, other ions in the sodium nitrate solution can be effectively removed, the purity of the sodium bicarbonate solution is high, the cost of the sodium bicarbonate is low, and the economic benefit of the sodium nitrate solution preparation is improved.)
技术领域
本发明涉及硝酸钠溶液制备技术领域，具体为一种硝酸钠溶液的制备方法和装置。
背景技术
硝酸钠，熔点为306.8℃，密度为2.257克/立方厘米(20℃时)，为无色透明或白微带黄色菱形晶体。其味苦咸，易溶于水和液氨，微溶于甘油和乙醇中，易潮解，特别在含有极少量氯化钠杂质时，硝酸钠潮解性就大为增加。当溶解于水时其溶液温度降低，溶液呈中性。在加热时，硝酸钠易分解成亚硝酸钠和氧气。硝酸钠可助燃，须存储在阴凉通风的地方。有氧化性，与有机物摩擦或撞击能引起燃烧或***。有刺激性，毒性很小，但对人体有危害。搪瓷工业用作助熔剂、氧化剂和用于配制珐琅粉的原料。玻璃工业用作各种玻璃及制品的脱色剂、消泡剂、澄清剂及氧化助熔剂。
现有的硝酸钠溶液的制备，大都是采用然智利硝石制备法，是将其用水萃取、过滤浓缩结晶而制得，其制备虽然方法简单但天然智利硝石不易得，成本较高，并且在对硝酸钠溶液制备的过程中，需要过滤固体杂质，而滤网固定，不方便进行拆卸清洗和取料。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种硝酸钠溶液的制备方法和装置，解决了现有的硝酸钠溶液的制备，大都是采用然智利硝石制备法，天然智利硝石不易得，成本较高，并且过滤过程中滤网固定，不方便拆卸清洗和取料的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种硝酸钠溶液的制备方法，包括如下步骤：
S1、选材：选取碳酸氢钠30-40份、硝酸溶液40-50份、氢氧化钠5-10份、纯净水足量；
S2、配置：将碳酸氢钠粉末溶于水，形成碳酸氢钠水溶液和微量的碳酸钠溶液，然后在碳酸氢钠水溶液和微量的碳酸钠溶液中加入硝酸，并通过搅拌棒缓慢的进行搅拌，混合液搅拌后，溶液内形成硝酸根离子、氢离子、钠离子，并生成二氧化碳产生气泡；
S3、中和：此时采用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，并向S2中的混合溶液内滴入氢氧化钠溶液，氢氧化钠中的氢氧根离子与氢离子中和后生成水，并通过PH试纸测试大致的PH值；
S4、PH值微调：通过S3进行中和反应，并经过PH试纸测试大致的PH值后，此时进行PH值微调：
(a)当PH试纸测试大致的PH值大于7后，说明S3中滴加了过量的氢氧根离子，此时采用胶头滴管吸取硝酸溶液，向混合溶液内缓慢滴加硝酸溶液，同时在混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的正好显色时，此时PH值正好等于7即可；
(b)当PH试纸测试大致的PH值小于7后，说明S3中滴加了的氢氧根离子不足，此时采用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，向混合溶液内缓慢滴加氢氧化钠溶液，同时在混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的颜色消失时，此时PH值正好等于7即可；
(c)当PH试纸测试大致的PH值等于7后，直接向混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的不显色时，说明PH值正好等于7，此时不需要进行PH值微调即可；
S5、过滤：将S4中进行PH值微调后的硝酸钠溶液，通过过滤装置进行过滤，将部分没有溶解的碳酸氢钠通过过滤网取出，然后即可得到高纯度的硝酸钠溶液。
优选的，所述S2中通过搅拌棒缓慢进行搅拌的时间为5-10分钟。
优选的，所述S4中进行PH值微调时，酸碱指示剂采用石蕊溶液。
本发明还公开了一种硝酸钠溶液的制备装置，包括底板，所述底板的顶部固定连接有过滤筒，所述底板顶部的左侧固定连接有安装筒，且安装筒的内表面活动连接有搅拌箱，所述过滤筒的内部活动连接有过滤网。
优选的，所述过滤筒内壁的上方固定连接有圆环套，所述圆环套顶部的两侧均开设有阶梯槽。
优选的，所述过滤网底部的两侧均固定连接有阶梯块，两个所述阶梯块的外表面均与阶梯槽的内表面滑动连接。
优选的，所述圆环套内部的两侧且位于阶梯槽的一侧固定连接有磁性块，所述过滤网顶部的两侧均固定连接有把手。
优选的，所述过滤筒内腔的底部固定连接有导流板，所述过滤筒右侧的下方连通有出料管。
(三)有益效果
本发明提供了一种硝酸钠溶液的制备方法和装置。与现有技术相比，具备以下有益效果：
(1)、该硝酸钠溶液的制备方法和装置，通过在S1、选材：选取碳酸氢钠30-40份、硝酸溶液40-50份、氢氧化钠5-10份、纯净水足量；S2、配置：将碳酸氢钠粉末溶于水，形成碳酸氢钠水溶液和微量的碳酸钠溶液，然后在碳酸氢钠水溶液和微量的碳酸钠溶液中加入硝酸，并通过搅拌棒缓慢的进行搅拌，混合液搅拌后，溶液内形成硝酸根离子、氢离子、钠离子，并生成二氧化碳产生气泡；S3、中和：此时采用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，并向S2中的混合溶液内滴入氢氧化钠溶液，氢氧化钠中的氢氧根离子与氢离子中和后生成水，并通过PH试纸测试大致的PH值；S4、PH值微调：通过S3进行中和反应，并经过PH试纸测试大致的PH值后，此时进行PH值微调：(a)当PH试纸测试大致的PH值大于7后，说明S3中滴加了过量的氢氧根离子，此时采用胶头滴管吸取硝酸溶液，向混合溶液内缓慢滴加硝酸溶液，同时在混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的正好显色时，此时PH值正好等于7即可；(b)当PH试纸测试大致的PH值小于7后，说明S3中滴加了的氢氧根离子不足，此时采用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，向混合溶液内缓慢滴加氢氧化钠溶液，同时在混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的颜色消失时，此时PH值正好等于7即可；(c)当PH试纸测试大致的PH值等于7后，直接向混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的不显色时，说明PH值正好等于7，此时不需要进行PH值微调即可，通过碳酸氢钠与硝酸溶液进行反应，然后利用氢氧化钠来去除多余的氢离子，利用PH试纸测试大致的PH值，采用中和滴定的方式进行中和反应，进行PH值微调，配合酸碱指示剂显色，可以有效的去除硝酸钠溶液中的其他离子，不仅制备的纯度高，而且碳酸氢钠的成本较低，从而极大的降低了成本的投入，提高了硝酸钠溶液制备的经济效益。
(2)、该硝酸钠溶液的制备方法和装置，通过在底板的顶部固定连接有过滤筒，底板顶部的左侧固定连接有安装筒，且安装筒的内表面活动连接有搅拌箱，过滤筒的内部活动连接有过滤网，过滤筒内壁的上方固定连接有圆环套，圆环套顶部的两侧均开设有阶梯槽，过滤网底部的两侧均固定连接有阶梯块，两个阶梯块的外表面均与阶梯槽的内表面滑动连接，圆环套内部的两侧且位于阶梯槽的一侧固定连接有磁性块，过滤网顶部的两侧均固定连接有把手，过滤筒内腔的底部固定连接有导流板，过滤筒右侧的下方连通有出料管，设置圆环套、阶梯槽和阶梯块，可以方便对过滤网进行拆卸清洗，通过设置磁性块，可以方便对梯形块进行固定，增强过滤网安装的稳定性，设置把手，可以方便取出过滤网，设置导流板和出料管，可以方便取出硝酸钠溶液。
附图说明
图1为本发明的内部结构剖视图；
图2为本发明过滤筒的外部结构俯视图。
图中，1-底板、2-过滤筒、3-加热装置、4-混合箱、5-过滤网、6-圆环套、7-阶梯槽、8-阶梯块、9-磁性块、10-把手、11-导流板、12-出料管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明实施例提供三种技术方案：一种硝酸钠溶液的制备方法和装置，具体包括以下实施例：
实施例1
S1、选材：选取碳酸氢钠30份、硝酸溶液40份、氢氧化钠5份、纯净水足量；
S2、配置：将碳酸氢钠粉末溶于水，形成碳酸氢钠水溶液和微量的碳酸钠溶液，然后在碳酸氢钠水溶液和微量的碳酸钠溶液中加入硝酸，并通过搅拌棒缓慢的进行搅拌，混合液搅拌后，溶液内形成硝酸根离子、氢离子、钠离子，并生成二氧化碳产生气泡，S2中通过搅拌棒缓慢进行搅拌的时间为5-10分钟；
S3、中和：此时采用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，并向S2中的混合溶液内滴入氢氧化钠溶液，氢氧化钠中的氢氧根离子与氢离子中和后生成水，并通过PH试纸测试大致的PH值；
S4、PH值微调：通过S3进行中和反应，并经过PH试纸测试大致的PH值后，此时进行PH值微调：
(a)当PH试纸测试大致的PH值大于7后，说明S3中滴加了过量的氢氧根离子，此时采用胶头滴管吸取硝酸溶液，向混合溶液内缓慢滴加硝酸溶液，同时在混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的正好显色时，此时PH值正好等于7即可；
(b)当PH试纸测试大致的PH值小于7后，说明S3中滴加了的氢氧根离子不足，此时采用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，向混合溶液内缓慢滴加氢氧化钠溶液，同时在混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的颜色消失时，此时PH值正好等于7即可；
(c)当PH试纸测试大致的PH值等于7后，直接向混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的不显色时，说明PH值正好等于7，此时不需要进行PH值微调即可，S4中进行PH值微调时，酸碱指示剂采用石蕊溶液；
S5、过滤：将S4中进行PH值微调后的硝酸钠溶液，通过过滤装置进行过滤，将部分没有溶解的碳酸氢钠通过过滤网取出，然后即可得到高纯度的硝酸钠溶液。
实施例1得到的硝酸钠溶液按硝酸钠的国标化验方法GB/T4553-2002测得，该硝酸钠溶液的纯度为99.92％。
实施例2
S1、选材：选取碳酸氢钠35份、硝酸溶液45份、氢氧化钠7.5份、纯净水足量；
S2、配置：将碳酸氢钠粉末溶于水，形成碳酸氢钠水溶液和微量的碳酸钠溶液，然后在碳酸氢钠水溶液和微量的碳酸钠溶液中加入硝酸，并通过搅拌棒缓慢的进行搅拌，混合液搅拌后，溶液内形成硝酸根离子、氢离子、钠离子，并生成二氧化碳产生气泡，S2中通过搅拌棒缓慢进行搅拌的时间为5-10分钟；
S3、中和：此时采用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，并向S2中的混合溶液内滴入氢氧化钠溶液，氢氧化钠中的氢氧根离子与氢离子中和后生成水，并通过PH试纸测试大致的PH值；
S4、PH值微调：通过S3进行中和反应，并经过PH试纸测试大致的PH值后，此时进行PH值微调：
(a)当PH试纸测试大致的PH值大于7后，说明S3中滴加了过量的氢氧根离子，此时采用胶头滴管吸取硝酸溶液，向混合溶液内缓慢滴加硝酸溶液，同时在混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的正好显色时，此时PH值正好等于7即可；
(b)当PH试纸测试大致的PH值小于7后，说明S3中滴加了的氢氧根离子不足，此时采用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，向混合溶液内缓慢滴加氢氧化钠溶液，同时在混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的颜色消失时，此时PH值正好等于7即可；
(c)当PH试纸测试大致的PH值等于7后，直接向混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的不显色时，说明PH值正好等于7，此时不需要进行PH值微调即可，S4中进行PH值微调时，酸碱指示剂采用石蕊溶液；
S5、过滤：将S4中进行PH值微调后的硝酸钠溶液，通过过滤装置进行过滤，将部分没有溶解的碳酸氢钠通过过滤网取出，然后即可得到高纯度的硝酸钠溶液。
实施例2得到的硝酸钠溶液按硝酸钠的国标化验方法GB/T4553-2002测得，该硝酸钠溶液的纯度为99.96％。
实施例3
S1、选材：选取碳酸氢钠40份、硝酸溶液50份、氢氧化钠10份、纯净水足量；
S2、配置：将碳酸氢钠粉末溶于水，形成碳酸氢钠水溶液和微量的碳酸钠溶液，然后在碳酸氢钠水溶液和微量的碳酸钠溶液中加入硝酸，并通过搅拌棒缓慢的进行搅拌，混合液搅拌后，溶液内形成硝酸根离子、氢离子、钠离子，并生成二氧化碳产生气泡，S2中通过搅拌棒缓慢进行搅拌的时间为5-10分钟；
S3、中和：此时采用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，并向S2中的混合溶液内滴入氢氧化钠溶液，氢氧化钠中的氢氧根离子与氢离子中和后生成水，并通过PH试纸测试大致的PH值；
S4、PH值微调：通过S3进行中和反应，并经过PH试纸测试大致的PH值后，此时进行PH值微调：
(a)当PH试纸测试大致的PH值大于7后，说明S3中滴加了过量的氢氧根离子，此时采用胶头滴管吸取硝酸溶液，向混合溶液内缓慢滴加硝酸溶液，同时在混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的正好显色时，此时PH值正好等于7即可；
(b)当PH试纸测试大致的PH值小于7后，说明S3中滴加了的氢氧根离子不足，此时采用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，向混合溶液内缓慢滴加氢氧化钠溶液，同时在混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的颜色消失时，此时PH值正好等于7即可；
(c)当PH试纸测试大致的PH值等于7后，直接向混合溶液内滴加几滴酸碱指示剂，当酸碱指示剂的不显色时，说明PH值正好等于7，此时不需要进行PH值微调即可，S4中进行PH值微调时，酸碱指示剂采用石蕊溶液；
S5、过滤：将S4中进行PH值微调后的硝酸钠溶液，通过过滤装置进行过滤，将部分没有溶解的碳酸氢钠通过过滤网取出，然后即可得到高纯度的硝酸钠溶液。
实施例3得到的硝酸钠溶液按硝酸钠的国标化验方法GB/T4553-2002测得，该硝酸钠溶液的纯度为99.93％。
如实施例1-3可知，实施例2采用的原料比例所达到的效果优于其他两种，得到的硝酸钠溶液纯度最高，因此为最佳的比例搭配；其余两种原料比例皆可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。