KOH-KNO3二元亚熔盐分解铬污泥的实验研究[开题报告].doc

1、毕业论文 开题报告 环境工程 KOH-KNO3 二元亚熔盐分解铬污泥的实验研究 一、选题的背景、意义 铬盐工业是无机盐工业的一个重要分支，涉及国民经济 10以上的产品 1-2。铬盐产品广泛应用于冶金、材料、电镀、制革、印染、颜料、木材防腐等领域，在国民经济中的重要作用不町替代。我国铬盐行业现均采用 20世纪 50年代的高温有钙焙烧传统工艺，反应温度为1200，受反应过程传质障碍，主金属铬转化率仅为 75，资源原子利用率不足 20，生产lt铬盐产品产生 2.5-3t高毒性铬渣，渣中含总铬达 5 3，所含致癌性六价 铬为国家排放标准的 l万倍。针对铬盐传统行业资源利用率低、能耗高、污染重的现状，中

2、国科学院过程工程研究所开发了低温亚熔盐液相氧化铬盐清洁生产 T艺集成技术，开发了铬盐工业高效清洁循环利用的生态工业模式 4-6，该技术不仅可在 300摄氏度分解铬铁矿，铬转化率高于99，且铬渣量少，生产 lt产品只产生 0.5t的铬渣。 铬为重要战略性资源，铬盐工业为无机化工与冶金材料交叉的重点行业，铬盐系列产品作为化工轻工高级合金材料的重要基础原料，是我国重点发展的一类化工原料，广泛应用于高 性能合金、电镀、皮革、颜料、印染、陶瓷、防腐、催化、医药等多种部门，涉及国民经济 10的商品品种 7-10。铬化工包括了化学化工过程的大部分单元操作，为技术密度较高的典型过程工业。 我国现行工艺主要为无

3、钙焙烧法，不但金属铬转化率低，而且由于伴生组分不能分离利用，还要加入大配比惰性辅料，致使生产 1吨重铬酸钠产品要产生 2 5-3吨高毒性铬渣及烟尘、废液等含铬废物，给生态环境和人民健康带来极大的危害。铬盐工业排放的毒性铬渣的处置仍然是世界性环保难题。 随着可持续发展 战略的提出，资源与环境问题成为社会发展的两大基本问题。开发高效、合理、无污染的资源利用高新技术成为国内外技术发展的必然趋势。对于被长期列为我国污染行业之首的铬盐工业，开发原料利用率高、能源消耗低、环境污染小的绿色生产新技术成为铬盐行业发展的当务之急。自上世纪 70年代起，各国研究人员无论从传统工艺改进还是从新生产工艺开发，均做了大

4、量研究，如： “ 无钙焙烧法 “、熔盐液相氧化法、硫酸浸取法等。然而由于这些技术至今仍存在无法克服的技术难点，使得其工业化及产业化放大难度较大。 本人研究课题是 KOH-KNO3二元亚熔盐分解铬污泥的实验研究。对皮革污泥成分进行分析，通过条件试验，确定铬的熔出及铬酸钾合成最佳实验条件。 二、相关研究的最新成果及动态 (1)北京化工大学研究了 15 60、 KOH浓度 0.5 3 mol L-1、 K2CrO4浓度从 0 mol L-1至近饱和浓度范围内， KOH K2CrO4 H2O三元溶液的密度和粘度的变化规律。研究结果表明：该体系密度随温度升高呈线性降低，随各组分浓度增大呈线性增大；粘度的

5、自然对数随温度升高呈二次曲线规律降低，随组分浓度增大呈线性增大； (2)在实验测定数据的基础上，采用最小二乘法，建立了 KOH北京化工大学硕士学位论文： CrO4 H2O三元体系密度、粘度与温度的经验关联式，采用关联式预测的结果与实验结果符合较好； (3)选用 Pitzer离子相互作用模型，由 KOH H2O、 K2CrO4-H2O两个二元电解质溶液的密度回归了两个体系在 25、 30、 40、 50、 60下的 Pitzer离子相互作用参数，并用这些参数推算了相应温度和浓度范围下 KOH K2CrO4 H2O三元溶液的密度，预测结果与实验结果吻合较好，为更多组分电解质溶液的密度计算提供了参数

6、支持与理论指导； (4)运用 Java程序设计语言，建立了不同温度下 KOH K2CrO4 H2O三元电解质溶液的密度、粘度计算工具，方便了工程应用，为多元体系物性数据库的建立打下了良好基础。 三、课题的研究内 容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标 研究内容与要求：采用添加硝酸钾的方法以强化铬泥的 KOH亚熔盐氧化分解过程。实验考察碱矿比，盐矿比以及反应温度等工艺参数对铬泥分解过程的影响，以明确 KOH， KNO3二元亚熔盐分解铬泥的分解条件。 任务： 1 查阅资料 . 2 对皮革污泥成分进行分析 . 3 通过条件试验，确定铬的熔出及铬酸钾合成最佳实验条件 . 4 总结实

7、验结果，按学校本科毕业论文的要求撰写毕业论文 . 达到的目标：通过实验，确定使 皮革污泥中铬资源化的工艺路线 . 四、论文详细工作进度和安排 1, 2011年 2月 17日 -2月 27日：撰写、提交毕业论文（设计）文献综述、开题报告及外文翻译 2， 2011年 3月 2日：毕业论文开题报告答辩 3， 2011年 3月 2日 -4月 30日：实验阶段 4, 2011年 5月 1日 -5月 9日：撰写、提交毕业论文初稿 5, 2011年 5月 10日 -5月 18日：撰写、提交毕业论文终稿 6, 2011年 5月 19日 -5月 31日：完成答辩 五、主要参考文献 1张懿 ,李佐虎 ,王志宽 ,

8、等 .绿色化学与铬盐工业的新一代革命化学进展 ,1998,10(2):172-178 2J.翼 ,纪柱 .铬化合物生产与应用 M.北京：化学 出 版社 ,2003 3Kaplaad MA,Annapolis MD,Robinson M砒 Process for aeating and stabilizing chromium ore waste： US,4504321PI 1985 4张懿 ,陈家铺 ,刘会洲 .新一代资源回收 .循环集成技术与生态化产业体系 J.化工进展，2000,19(2)： 10 12 5Zhang Y,Li Z,Qi T,et a1.Green chemistry of

9、chromate cleaner productionJ.Chinese Journal of Chemistry， 1999， 17(31)258-266 6郑诗礼 .铬盐清洁生产工艺液相氧化过程的基础研究垮比化 J.北京：中国科学院过程工程研究所 ,2000 7成思危 ,丁翼 ,杨春荣 .铬盐生产工艺 M.北京：化学工业出版社 ,1987.118， 135. 8纪柱 .国外近年铬盐研制动态 .无机盐工业 .1987,(2)： 34-37. 9刘谟瑾 .国内外铬盐生产概况及发展趋势 .无机盐工业 .1989,(3)： 8-12. 10张志华 .我国铬盐行业技术进步浅议 .无机盐工业 .1990,(2)： 20-23.