铬盐清洁工艺浸取蒸馏法碱介质分离回收机理研究与过程优化

发布时间：2017-11-14 22:00

  本文关键词：铬盐清洁工艺浸取蒸馏法碱介质分离回收机理研究与过程优化

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【摘要】：铬系列化合物是重要的基础化工原料。针对传统有钙焙烧法铬盐生产工艺过程存在的资源利用率低和环境污染严重等问题,中国科学院过程工程研究所研发了铬铁矿加压液相氧化法铬盐清洁生产工艺,碱金属反应介质的分离和回收利用为该工艺的重要环节之一。本文以甲醇为分离介质,采用浸洗蒸馏法分离回收液相氧化浸出渣中的游离碱,实现了反应介质NaOH的高效分离和循环利用。论文主要取得如下成果：(1)采用溶解平衡法测定了303.15K-333.15 K温度范围内Na2Cr04在NaOH-CH3OH-H2O体系中的溶解度,并用Apelblat方程、经验多项式方程、λ-h方程对实验数据进行了关联。结果表明：铬酸钠的溶解度随温度的增加而增大,随甲醇浓度和氢氧化钠浓度的增加而减小；当体系中含有5%-20%的氢氧化钠时铬酸钠的溶解度变化显著,且当甲醇浓度≥80%时,铬酸钠几乎不溶解。相较于氢氧化钠及甲醇的浓度,温度对铬酸钠的溶解度影响较小。上述三种模型都能很好的关联Na2Cr04在NaOH-CH3OH-H2O体系中的溶解度与温度的关系,其中以Apelblat方程的模拟结果最佳。与此同时,针对Na2CrO4在NaOH-CH3OH-H2O体系中出现的液-液相分离现象,借助FBRM等手段对其进行了系统的研究,找出了其稳态临界温度与溶剂组成的关系；(2)验证了利用甲醇从铬铁矿加压液相氧化浸出渣中浸取氢氧化钠的工艺可行性；通过单因素实验得到其最佳工艺条件为：两级逆流醇浸、液固比为4：1、浸取温度为30℃、单级浸取时间60 min。在此工艺条件下,浸出渣中的游离NaOH洗涤分离效率为95%；(3)对NaOH-CH3OH-H2O混和溶液体系中甲醇的真空蒸馏分离工艺进行了研究,采用单因素实验考察真空度、温度、时间、NaOH浓度对甲醇回收率的影响,确定初始工艺条件。通过正交实验确定最佳工艺条件。实验分析表明,真空度为0.08MPa,蒸馏温度为85℃,蒸馏时间为60min时,甲醇回收率为99.35%、纯度为95.1%,釜底残留液中NaOH浓度为600g/L左右,甲醇与NaOH溶液可以得到有效分离。
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ136.11

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本文编号：1187146