基于三相降膜塔的年产5000吨铁黄生产工艺设计开题报告

 2022-01-11 09:01

全文总字数:4655字

1. 研究目的与意义(文献综述)

众所周知,我国是钢铁生产和消费大国,钢铁产量约占全球一半。据世界钢铁协会发布的数据,2017年全球粗钢产量达到16.91亿吨,其中我国的粗钢产量为8.32亿吨,达到世界首位,占全球产量的49.2%。这本来是非常值得骄傲的,但是生产钢铁的过程中会有一系列的污染产生,而这些污染以生产之后的酸洗废液为主。而酸洗废液的组分复杂、危害性高大,会对当地的环境产生极大地污染。特别是近几年我国对环境保护越来越重视,根据循环经济可持续发展与绿色化学的宗旨,实现钢铁生产的绿色循环可持续发展越来越重要。

为了减少环境的污染和解决资源的浪费,钢铁酸洗废液的资源化、无害化处理工艺至关重要。因此各国都在加快进行钢铁酸洗废液的回收利用的工艺研究,以尽快实现钢铁酸洗废液回收利用产业化。我国对酸洗废液的工艺研究并不理想,这是由多方面原因造成的:其一,工业基础薄弱,部分小型企业过度追求经济效益而忽视环境污染问题;其二,大中型企业配套的酸洗废液处理设备长期负担过重,效益不佳,迫使企业关闭废水处理装置。

目前国内对于酸洗废液的处理方法多以焙烧法和其他一些物理方法为主,少有利用酸洗废液来合成氧化铁黄。传统的方法还需要一些纯净的铁化合物,这无疑又增大了回收成本,且生产工艺路线存在着安全隐患或者生产工艺缺陷。而利用酸洗废液制取氧化铁黄回收铁,其回收成本低,不需要额外的铁化合物,而且还能够解决酸洗废液的污染问题,将污染环境的废弃物转化成对我们有用的产物。

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2. 研究的基本内容与方案

此次设计以实验室师兄的研究为基础,以钢铁酸洗废液为主要原料通过空气氧化法成功地合成了氧化铁黄产品,经过检测符合国家标准gb/t1863-2008中氧化铁产品的一级品标准。并在传统的间歇釜式反应器的基础上,通过不断优化实验条件,最终实现了以塔式反应器为主合成氧化铁黄,效率较传统的间歇釜式搅拌反应提高了数倍,将极大地提高氧化铁工业生产的产量和效率,以更好的指导氧化铁的工业生产。

氧化铁黄的生产方法众多。方法一:硫酸亚铁氧化法,硫酸与铁屑反应生成硫酸亚铁,加入氢氧化钠并通入空气氧化制备晶核,再在晶核悬浮液中加硫酸亚铁和铁屑,加热鼓入空气氧化,经压滤、漂洗、干燥、粉碎制得氧化铁黄。方法二:芳香硝基物氧化法,可同时生产芳香氨基物。本次设计主要采用空气氧化法合成氧化铁,空气氧化法合成氧化铁具有设备投入低、能耗、成本较低、易于操作和实现工业化等诸多优势,而且合成的产品各方面指标均已达到作为颜料的国家标准。

具体工艺路线包括:酸洗废液的除杂→氧化铁黄晶种的制备→空气氧化法合成氧化铁黄。

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3. 研究计划与安排

3月6日前,完成选题工作以及毕业生参与毕业设计资格认证工作

3月7日至3月20日,完成开题报告和外文翻译;

3月20日至3月25日,联系导师评阅开题报告和外文翻译,并在毕业设计管理系统中上传;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 张聪.从专利角度分析氧化铁黄颜料的发展[j].信息记录材料,2015(03):31-39.

[2] 熊玉梅,周晓东,胡黎明.滴加法制备超细的工艺过程研究[j].华东理工大学学报,1996(05):541-547.

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