双极膜电渗析技术处理磷石膏制备硫酸联产轻质碳酸钙的研究
发布时间：2021-04-08 11:12
磷石膏是湿法生产磷酸过程中排放的固体副产物,每生产1 t磷酸（以ω（P2O5）100%计）就会副产4.5～5.5 t左右的磷石膏废渣。由于磷石膏排放量大、利用率低及较难综合利用等特点,因而大部分以堆存方式处理,到目前为止,我国磷石膏累计堆存量已超过3亿t,这不仅占用大量土地,造成环境污染,制约磷化工企业的发展,还会造成资源极大的浪费。磷石膏在我国产生的历史较长,多年来,通过广大科研人员的不懈努力,磷石膏资源化利用技术的开发有了巨大的进展,但是现有的生产技术还存在工艺复杂、利用成本偏高、产生严重的二次污染等弊端,不利于推广使用。双极膜电渗析技术是在外加直流电场的作用下,将双极膜界面层中的水解离成H+和OH-,并且H+和OH-分别通过双极膜中的阳膜和阴膜与透过选择性交换膜的盐溶液离子结合生成对应的酸和碱,该技术不需要引入新的化学组分,就具备有清洁制备酸、碱的功能,并且不会造成二次污染。目前,如何提高磷石膏有效利用问题亟待解决,本文鉴于双极膜电渗析技术具有技术性...
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电渗析过程原理示意图
这是一种特殊的复合膜。其主要由阳离子交换层）和阴离子交换层组合而成，是真正意义上的膜，具有层[82,83]。结构如图 1-2 所示。阴、阳离子交换基团分布于膜面、阴膜面，即一面可选择透过阳离子，一面选择透过阴，对应的隔室为阳极室；阳膜面正对阴极，对应的隔室为场作用下，以电位差为推动力，可以将中间催化层中的水发生解离：H2O→H++OH-，且过程中不发生其他化学反应离子交换层迁移到阴极室；解离产生的 OH-透过阴离子由于离子交换膜固定基团可逆的质子化和去质子化反应，叔胺基团以及中间催化层的强电场作用，致使双极膜水常规水溶液解离速度的 5×107倍。
1.5.3 工艺技术路线本论文的工艺技术路线流程图如图 1-4 所示。磷石膏经过预处理后与适宜的添加剂混合，然后在水浴条件下缓慢均匀的滴加碳酸氢钠与氢氧化钠的碳化液。反应结束后,样品静置、过滤，将滤饼洗涤和干燥得到轻质碳酸钙产品；将滤液进行双极膜电渗析处理得到硫酸和氢氧化钠溶液。其中，得到的氢氧化钠溶液又可以反复的循环应用于工艺中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵州省磷石膏综合利用现状[J]. 刘露,练川,李星和,周江,王运长,陈思琳,肖兴艳. 科技风. 2019(01)
[2]高质量发展我国再生橡胶的思考[J]. 曹庆鑫. 中国橡胶. 2018(12)
[3]磷石膏杂质的处理方法研究[J]. 宋小霞,唐绍林,季强,彭卓飞. 中国环保产业. 2018(10)
[4]磷石膏在石膏板中的应用研究[J]. 武发德,张羽飞,陈红霞,周梦文,王霞,张晓菲. 磷肥与复肥. 2018(10)
[5]2017年我国磷石膏利用现状、形势分析及措施[J]. 叶学东. 硫酸工业. 2018(08)
[6]磷石膏制备高纯度轻质碳酸钙的方法研究[J]. 丁禹,黄绍兰. 广州化工. 2018(12)
[7]利用磷石膏制备碳酸钙的进展[J]. 高林晓,郭蒙,甄德帅,李长安. 硅酸盐通报. 2018(05)
[8]国内磷石膏处理领域研究趋势分析[J]. 周龙,马华菊,曾妍骅,莫福金,赵义. 磷肥与复肥. 2018(03)
[9]主要磷化工产品的发展情况和创新发展方向[J]. 高永峰. 磷肥与复肥. 2017(09)
[10]双极膜电渗析法分解硝酸铵的影响因素研究[J]. 王翔,俞志敏,卫新来,路思恒,张佩佩. 环保科技. 2017(03)
博士论文
[1]磷石膏品质的影响因素及其建材资源化研究[D]. 李美.重庆大学 2012
[2]双极膜电渗析生产酒石酸的研究[D]. 张凯.中国海洋大学 2012
[3]吡啶及其衍生物制备阴离子交换膜以及传质特性的研究[D]. 李远.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]副产磷石膏制备轻质碳酸钙及其形貌调控研究[D]. 时爽.湖北工业大学 2018
[2]电渗析与双极膜电渗析对浓海水综合利用的工艺研究[D]. 张伟.浙江工业大学 2017
[3]双极膜电渗析应用于有机酸的生产[D]. 张传洋.合肥工业大学 2017
[4]磷石膏通过双极膜电渗析法制备硫酸的工艺及机理研究[D]. 代慧.贵州大学 2016
[5]双极膜电渗析法循环利用磷石膏的影响因素[D]. 罗鸣锐.武汉工程大学 2016
[6]不同形貌轻质碳酸钙的制备及其工艺条件研究[D]. 张枝.合肥工业大学 2015
[7]电渗析—生化组合方法处理高盐废水[D]. 王郁.天津大学 2013
[8]磷石膏基生态水泥的开发及其生命周期评价研究[D]. 张乐.华中科技大学 2009
[9]贵州磷石膏的理化性质分析及表征[D]. 廖霞.贵州大学 2006
本文编号：3125441
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电渗析过程原理示意图
这是一种特殊的复合膜。其主要由阳离子交换层）和阴离子交换层组合而成，是真正意义上的膜，具有层[82,83]。结构如图 1-2 所示。阴、阳离子交换基团分布于膜面、阴膜面，即一面可选择透过阳离子，一面选择透过阴，对应的隔室为阳极室；阳膜面正对阴极，对应的隔室为场作用下，以电位差为推动力，可以将中间催化层中的水发生解离：H2O→H++OH-，且过程中不发生其他化学反应离子交换层迁移到阴极室；解离产生的 OH-透过阴离子由于离子交换膜固定基团可逆的质子化和去质子化反应，叔胺基团以及中间催化层的强电场作用，致使双极膜水常规水溶液解离速度的 5×107倍。
1.5.3 工艺技术路线本论文的工艺技术路线流程图如图 1-4 所示。磷石膏经过预处理后与适宜的添加剂混合，然后在水浴条件下缓慢均匀的滴加碳酸氢钠与氢氧化钠的碳化液。反应结束后,样品静置、过滤，将滤饼洗涤和干燥得到轻质碳酸钙产品；将滤液进行双极膜电渗析处理得到硫酸和氢氧化钠溶液。其中，得到的氢氧化钠溶液又可以反复的循环应用于工艺中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵州省磷石膏综合利用现状[J]. 刘露,练川,李星和,周江,王运长,陈思琳,肖兴艳. 科技风. 2019(01)
[2]高质量发展我国再生橡胶的思考[J]. 曹庆鑫. 中国橡胶. 2018(12)
[3]磷石膏杂质的处理方法研究[J]. 宋小霞,唐绍林,季强,彭卓飞. 中国环保产业. 2018(10)
[4]磷石膏在石膏板中的应用研究[J]. 武发德,张羽飞,陈红霞,周梦文,王霞,张晓菲. 磷肥与复肥. 2018(10)
[5]2017年我国磷石膏利用现状、形势分析及措施[J]. 叶学东. 硫酸工业. 2018(08)
[6]磷石膏制备高纯度轻质碳酸钙的方法研究[J]. 丁禹,黄绍兰. 广州化工. 2018(12)
[7]利用磷石膏制备碳酸钙的进展[J]. 高林晓,郭蒙,甄德帅,李长安. 硅酸盐通报. 2018(05)
[8]国内磷石膏处理领域研究趋势分析[J]. 周龙,马华菊,曾妍骅,莫福金,赵义. 磷肥与复肥. 2018(03)
[9]主要磷化工产品的发展情况和创新发展方向[J]. 高永峰. 磷肥与复肥. 2017(09)
[10]双极膜电渗析法分解硝酸铵的影响因素研究[J]. 王翔,俞志敏,卫新来,路思恒,张佩佩. 环保科技. 2017(03)
博士论文
[1]磷石膏品质的影响因素及其建材资源化研究[D]. 李美.重庆大学 2012
[2]双极膜电渗析生产酒石酸的研究[D]. 张凯.中国海洋大学 2012
[3]吡啶及其衍生物制备阴离子交换膜以及传质特性的研究[D]. 李远.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]副产磷石膏制备轻质碳酸钙及其形貌调控研究[D]. 时爽.湖北工业大学 2018
[2]电渗析与双极膜电渗析对浓海水综合利用的工艺研究[D]. 张伟.浙江工业大学 2017
[3]双极膜电渗析应用于有机酸的生产[D]. 张传洋.合肥工业大学 2017
[4]磷石膏通过双极膜电渗析法制备硫酸的工艺及机理研究[D]. 代慧.贵州大学 2016
[5]双极膜电渗析法循环利用磷石膏的影响因素[D]. 罗鸣锐.武汉工程大学 2016
[6]不同形貌轻质碳酸钙的制备及其工艺条件研究[D]. 张枝.合肥工业大学 2015
[7]电渗析—生化组合方法处理高盐废水[D]. 王郁.天津大学 2013
[8]磷石膏基生态水泥的开发及其生命周期评价研究[D]. 张乐.华中科技大学 2009
[9]贵州磷石膏的理化性质分析及表征[D]. 廖霞.贵州大学 2006
本文编号：3125441
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