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鉻鹽清潔工藝中鉻酸鉀—氯化鉀的多元相平衡與相分離研究

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時間:2024-08-18 17:41:24
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鉻鹽清潔工藝中鉻酸鉀—氯化鉀的多元相平衡與相分離研究【摘要】:傳統(tǒng)的由鉻鐵礦生產(chǎn)鉻鹽是重要的化工與冶金基礎(chǔ)原料工業(yè)。目前我國采用的高溫氧化-鈉化焙燒法傳統(tǒng)工藝,要排放出大量高毒性鉻

【摘要】: 傳統(tǒng)的由鉻鐵礦生產(chǎn)鉻鹽是重要的化工與冶金基礎(chǔ)原料工業(yè)。目前我國采用的高溫氧化-鈉化焙燒法傳統(tǒng)工藝,要排放出大量高毒性鉻渣及含鉻粉塵廢氣,嚴(yán)重污染環(huán)境。而本文所研究的液相氧化鉻鹽清潔生產(chǎn)新工藝,以取代傳統(tǒng)的鉻鹽生產(chǎn)方法。新工藝可大幅降低反應(yīng)溫度,提高轉(zhuǎn)化率,實(shí)現(xiàn)資源有價組分全利用及鉻渣的零排放。 鉻鹽清潔生產(chǎn)工藝的核心部分為鉻鐵礦在堿系熔鹽流動介質(zhì)中與空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)的液相氧化過程。在液相氧化過程以及鉻堿分離之后,多余的氫氧化鉀溶液將返回到液相氧化過程進(jìn)行循環(huán)使用。但是,隨著氫氧化鉀的循環(huán)以及生產(chǎn)的放大,氫氧化鉀所含的雜質(zhì)氯化鉀在整個系統(tǒng)中不斷積累,極大地影響了鉻酸鉀產(chǎn)品的質(zhì)量。本文測定了產(chǎn)業(yè)鏈中氫還原生產(chǎn)鉻綠清潔工藝中鉻酸鉀多元水鹽體系相平衡,并構(gòu)筑了體系相圖,建立了鉻酸鉀-氯化鉀-水體系的結(jié)晶分離方法,為鉻酸鉀粗晶中除氯工藝路線的設(shè)計及優(yōu)化提供理論依據(jù),論文的主要內(nèi)容包括如下幾個方面: 1.分別研究了K_2CrO_4-KCl-H_2O三元體系在30℃,60℃和90℃時以及KOH-K_2CrO_4-KCl-H_2O四元體系在20℃,40℃,60℃和80℃時的相平衡數(shù)據(jù),并且分別繪制了各自相應(yīng)的相圖。通過相圖的研究,為實(shí)際的含氯鉻酸鉀粗晶的結(jié)晶分離提供了理論上的依據(jù)。 2.分別以實(shí)驗(yàn)測的K_2CrO_4-KCl-H_2O三元體系和KOH-K_2CrO_4-KCl-H_2O四元體系相圖為依據(jù),對清潔工藝中鉻鹽除氯設(shè)計了兩種不同的分離工藝,并且進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 3.就耗能量及晶體的純度,結(jié)晶率,耗水量等進(jìn)行綜合對比,找出最優(yōu)的工藝方式,并且在現(xiàn)場得到很好的應(yīng)用。 【關(guān)鍵詞】:鉻酸鉀 氯化鉀 清潔生產(chǎn) 固-液相平衡 結(jié)晶
【學(xué)位授予單位】:北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2009
【分類號】:TQ131.13
【目錄】:
  • 摘要4-6
  • ABSTRACT6-15
  • 第一章 緒論15-25
  • 1.1 綠色過程工程與鉻鹽清潔生產(chǎn)15-16
  • 1.2 鉻的資源狀況16
  • 1.3 鉻化合物的主要用途16
  • 1.4 鉻鹽生產(chǎn)方法16-21
  • 1.4.1 有鈣焙燒法17-19
  • 1.4.2 無鈣焙燒法19-20
  • 1.4.3 熔鹽液相氧化法20
  • 1.4.4 其它技術(shù)20-21
  • 1.5 鉻化合物的毒性及鉻渣的末端治理21
  • 1.6 鉀系亞熔鹽法鉻鹽清潔工藝概述21-23
  • 1.6.1 亞熔鹽概念的提出21-22
  • 1.6.2 亞熔鹽體系綠色反應(yīng)-分離工藝過程22-23
  • 1.6.3 主要技術(shù)特征23
  • 1.7 本文研究內(nèi)容23-25
  • 第二章 含氯鉻鹽體系相平衡研究25-47
  • 2.1 概述25
  • 2.2 水鹽體系相圖25-28
  • 2.2.1 簡介26
  • 2.2.2 水鹽體系相圖研究方法26-28
  • 2.3 實(shí)驗(yàn)方法28-32
  • 2.3.1 主要試劑與儀器28
  • 2.3.2 相平衡裝置28-29
  • 2.3.3 分析方法29-32
  • 2.3.4 實(shí)驗(yàn)步驟32
  • 2.4 K_2rCr_4-KCl-H_2O體系相平衡32-38
  • 2.4.1 溶解度數(shù)據(jù)32-35
  • 2.4.2 結(jié)果與討論35-38
  • 2.5 KOH-K_2CrO_4-KCl-H_2O體系相平衡38-46
  • 2.5.1 溶解度數(shù)據(jù)38-42
  • 2.5.2 結(jié)果和討論42-46
  • 2.6 本章小結(jié)46-47
  • 第三章 水溶液中鉻酸鉀-氯化鉀的結(jié)晶分離工藝研究47-59
  • 3.1 工業(yè)結(jié)晶方法概述47-49
  • 3.1.1 冷卻法47-48
  • 3.1.2 蒸發(fā)法48
  • 3.1.3 真空冷卻法48
  • 3.1.4 鹽析法48-49
  • 3.1.5 反應(yīng)結(jié)晶法49
  • 3.2 KCl-K_2CrO_4-H_2O體系蒸發(fā)結(jié)晶理論分析49-52
  • 3.3 實(shí)驗(yàn)方法52-54
  • 3.3.1 主要試劑與儀器52-53
  • 3.3.3 分析方法53
  • 3.3.4 真空蒸發(fā)結(jié)晶裝置53-54
  • 3.4 實(shí)驗(yàn)步驟54
  • 3.5 結(jié)果與討論54-58
  • 3.5.1 晶體成分的鑒定55-56
  • 3.5.2 粗晶體的純化56-58
  • 3.6 本章小結(jié)58-59
  • 第四章 堿溶液中鉻酸鉀-氯化鉀的結(jié)晶分離工藝研究59-73
  • 4.1 KOH-KCl-K_2CrO_4-H_2O體系結(jié)晶分離理論分析59-61
  • 4.2 實(shí)驗(yàn)方法61-63
  • 4.2.1 主要試劑與儀器61-62
  • 4.2.2 分析方法62
  • 4.2.3 實(shí)驗(yàn)主要裝置62-63
  • 4.2.4 實(shí)驗(yàn)步驟63
  • 4.3 結(jié)果與討論63-71
  • 4.3.1 不同堿度下降溫過程中濃度的變化63-65
  • 4.3.2 不同堿度下晶體組成及析出率分析65-68
  • 4.3.3 不同堿度下的堿量和水量68
  • 4.3.4 粗晶體的純化68-71
  • 4.4 本章小結(jié)71-73
  • 第五章 結(jié)論73-75
  • 參考文獻(xiàn)75-79
  • 致謝79-81
  • 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81-83
  • 個人簡介83
  • 導(dǎo)師介紹83-85
  • 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會決議書85-86


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