| 题名 | 铬盐清洁工艺液相氧化过程的基础研究与优化 |
| 作者 | 郑诗礼 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2000-11 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 张懿 |
| 关键词 | 铬盐 清洁工艺 热力学 动力学 腐蚀 |
| 其他题名 | Basic research and optimization on liquid phase oxidation process in chromate clean production technology |
| 学位专业 | 清洁工艺 |
| 英文摘要 | 由铬铁矿生产铬盐是重要的化工与冶金基础原料工业。目前我国采用的高温氧化-钠化焙烧法传统工艺，要排放出大量高毒性铬渣及含铬粉尘废气，严重污染环境。中国科学院化工冶金研究所首次开发出液相氧化法铬盐清洁生产新工艺，以取代传统的铬盐生产方法。新工艺可大幅降低反应温度，提高转化率，实现资源有价组分全利用及铬渣的零排放。铬盐清洁生产工艺的核心部分为铬铁矿在碱系熔盐流动介质中与空气进行氧化反应的液相氧化过程。本文对熔盐液相氧化过程进行了系统的基础研究与工艺优化，为工艺设计提供依据。主要内容如下：1.对以氢氧化钠熔盐为反应介质的液相氧化过程的热力学特性进行了系统研究。通过采用本文开发的热力学通用计算软件，对体系可能发生反应的热力学趋势，放热量以及实际体系进行了计算，确定出体系中可能存在的物相，并与传统的高温氧化焙烧工艺的热力学特性进行了对比研究。2.对铬铁矿液相氧化过程在350-530 ℃的动力学研究表明，反应为表面化学反应控制，这为使用添加剂提供了依据。3.进一步降低反应温度，考察了多种添加剂在不同条件下对液相氧化过程中铬转化行为的影响。添加剂的促进作用随着反应时间的延长和反应温度的升高而减弱。添加剂Cu_xO基本进入渣相，对后续工序没有影响。4.在以氢氧化钠熔盐作反应介质的铬盐清洁工艺研究基础上，中科院化冶所又进一步拓出以KOH为反应介质的低温亚熔盐液相氧化技术。本文对以KOH为反应介质的铬铁矿液相氧化过程进行了热力学和动力学研究。动力学实验系统考察了空气流量、粒径、碱矿比、矿源、温度、氧分压对铬转化率的影响，其中以温度及氧分压对反应影响最为显著。同时还考察了铝酸钾、碳酸钾积累及添加硝酸钾对液相氧化效果的影响和铝硅的溶出规律。5.对钾系液相氧化过程进行了反应机理分析及最佳反应温度的优化计算，得出了最佳反应温度与沸点之间的定量关系。6.对以KOH为反应介质，由铬铁矿生产中间产品铬酸钾的钾系液相氧化工艺进行了工艺研究及优化。铬铁矿氧化温度可降至300 ℃，铬转化率接近100%。基于各组份物化特性的相分离研究，实现了碱-铬-铝-铁的深度分离，为产业化的工艺设计提供了依据。7.采用挂片失重法考察了多种材质在液相氧化过程的模拟熔体中的腐蚀性能，确定出铸铁为可用材质。系统考察了温度、氧气流量及熔体介质对铸铁腐蚀性能的影响，其中以温度的影响最为显著。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-26 |
| 页码 | 135 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1927]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郑诗礼. 铬盐清洁工艺液相氧化过程的基础研究与优化[D]. 中国科学院研究生院. 2000. |
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