Axit Sulphamic (H₃NSO₃) - TQ - CN - 25kg - Tính chất hóa lý và các ứng dụng trong công nghiệp

Tính Chất Vật Lý & Hóa Học Chi Tiết

Axit Sulphamic (H₃NSO₃) là một hợp chất kết tinh, không mùi, có công thức cấu tạo lai tạp giữa axit sulfuric và urea. Nó được mệnh danh là "axit rắn", một ưu điểm lớn trong vận chuyển và bảo quản.

1. Tính Chất Vật Lý:

   • Trạng thái: Tinh thể màu trắng hoặc bột kết tinh.

   • Khối lượng phân tử: 97.09 g/mol.

   • Điểm nóng chảy: ~205°C (phân hủy thành SO₃, NH₃, N₂, H₂O thay vì nóng chảy rõ ràng).

   • Tỷ trọng: 2.15 g/cm³.

   • Độ tan: Tan tốt trong nước (hòa tan chậm hơn so với các axit vô cơ thông thường), tan trong dung môi hữu cơ như ethanol, methanol; ít tan trong acetone. 
     Lưu ý quan trọng: Quá trình hòa tan là thu nhiệt mạnh.

2. Tính Chất Hóa Học:

   • Là một axit mạnh vừa phải: pKa = ~1.0. Mạnh hơn axit acetic nhưng yếu hơn đáng kể so với HCl, H₂SO₄. Độ mạnh axit tương đương với axit phosphoric.

   • Phản ứng với chất kiềm: Trung hòa với base (e.g., NaOH, KOH, NH₃) tạo thành muối sulphamate hòa tan.
     H₂NSO₃H + NaOH → H₂NSO₃Na + H₂O

   • Phản ứng với muối carbonate/bicarbonate: Tạo ra khí CO₂. Tính chất này được dùng để tẩy cặn vôi (CaCO₃) một cách an toàn, không ăn mòn như HCl.
     2H₂NSO₃H + CaCO₃ → Ca(H₂NSO₃)₂ + CO₂ + H₂O

   • Phản ứng với chloride (Hypochlorite): Đây là phản ứng then chốt trong công nghiệp tẩy rửa và khử trùng. Nó phản ứng rất nhanh với NaClO (nước Javen) để tạo ra N-Chloro sulphamic acid, một chất khử trùng mạnh và ổn định.
     H₂NSO₃H + NaClO → ClNHSO₃Na (Sodium N-Chloro sulphamate)

   • Tính ổn định: Bền ở nhiệt độ phòng, khan. Tuy nhiên, thủy phân chậm trong nước nóng thành ammonium bisulphate (NH₄HSO₄), do đó dung dịch của nó không nên được bảo quản lâu ngày ở nhiệt độ cao.
     H₂NSO₃H + H₂O → NH₄HSO₄

   • Khả năng tạo phức: Có thể tạo phức với các ion kim loại, giúp ổn định dung dịch và ngăn ngừa tái kết tủa cặn bẩn.

III. Ứng Dụng Công Nghiệp & Tỷ Lệ % Điển Hình

Dựa trên 20 năm trong ngành tẩy rửa, tôi xin phân tích các ứng dụng chính và hàm lượng điển hình. Lưu ý: Tỷ lệ % này có thể thay đổi tùy theo công thức cụ thể, nhiệt độ, độ cứng của nước và bản chất của vết bẩn.

ỨNG DỤNG TRONG TÁCH VÀNG (Au) TỪ QUẶNG

1. Hỗ trợ tiền xử lý quặng

   • Sulphamic acid dùng để rửa quặng trước khi hòa tách, giúp loại bỏ cacbonat (CaCO₃, MgCO₃) và oxit kim loại.

   • Giảm tiêu hao cyanide hoặc các tác nhân hòa tách (GDA, SCN⁻, thiourea...).

   • Liều lượng: 5–10 kg/tấn quặng (tùy độ kiềm và thành phần khoáng).

2. Hòa tách vàng bằng hệ chlorine hoặc bromine

   • Trong quy trình dùng Cl₂, NaClO₃, NaOCl, Br₂... để oxy hóa Au → Au³⁺, axit sulfamic được bổ sung để khử lượng clo dư sau hòa tách, tránh thất thoát vàng do bay hơi Cl₂ và ăn mòn thiết bị.

   • Liều lượng: 0.1–0.5% so với thể tích dung dịch hòa tách.

3. Ổn định dung dịch chứa Au

   • Trong dung dịch hòa tách Au³⁺, đặc biệt với thiourea, iod, SCN⁻, cyanide, thường xuất hiện phản ứng oxy hóa khử phụ làm vàng bị kết tủa không kiểm soát.

   • Axit sulfamic đóng vai trò ổn định dung dịch bằng cách khử các chất oxy hóa mạnh dư thừa (Cl₂, NO₂, Fe³⁺ cao).

   • Nhờ đó nâng hiệu suất chiết tách Au.

ỨNG DỤNG TRONG KẾT TỦA/THU HỒI VÀNG TỪ DUNG DỊCH

1. Khử ion cản trở

   • Trước khi hoàn nguyên Au bằng Na₂SO₃, NaHSO₃, oxalic acid hoặc kẽm bột, có thể thêm sulfamic acid để khử NO₃⁻ dư, Cl₂ dư → tránh Au mất mát.

2. Kiểm soát pH trong quá trình hoàn nguyên Au

   • Au kết tủa tốt trong môi trường pH 2–4 (tùy tác nhân khử).

   • Sulfamic acid giúp duy trì pH ổn định mà không mang tạp chất Cl⁻ (như HCl).

3. Ứng dụng thực tế

   • Trong nhà máy tách Au quy mô vừa và nhỏ, người ta thay HCl bằng NH₂SO₃H để tẩy rửa dung dịch trước khi kết tủa Au bằng Na₂SO₃.

   • Nồng độ: 1–3 g/L trong dung dịch Au.

• Bảo quản: Nơi khô ráo, thoáng mát, trong bao bì kín nguyên gốc. Tránh xa nguồn nhiệt, độ ẩm và các chất không tương thích (e.g., chất oxy hóa mạnh, base mạnh).