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《昆明理工大学》 2007年
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电场净化法制备精制黄磷的试验研究

钟忠  
【摘要】: 黄磷是一种极重要的基础工业原料,主要用作制赤磷、磷酸及磷化合物原料,还用于化工、农药等多个领域。将黄磷精制处理后的高纯黄磷或赤磷,还用于电子化学、半导体材料、医药工业以及军工等领域。 云南有丰富的磷资源,已探明磷矿储量近80亿吨,黄磷、磷酸等生产精细化工产品的母体原材料产量在全国占据重要地位,黄磷和湿法磷酸产量均居全国首位,其中黄磷产量占全国总产量的55%以上,精细磷化工已成为云南省工业第四大支柱产业。 本文介绍了我国磷资源的分布及储量,列举了云南省黄磷的生产及利用状况。对目前工业黄磷生产技术现状作了简要概述,分析了目前黄磷生产方法及原理,对其流程及生产工艺作了论述。文中对目前精制黄磷现状及利用作了详细的论述,在黄磷精制方法上可以分为化学法和物理法,其中化学法主要有碘化物法、含氯化合物法、酸处理法和三价铁离子法、水相氧化法,物理法主要有蒸馏法和吸附法。 本文对微观电荷极化原理进行了阐述,同时介绍了几种荷电电荷的运动状态、静电力引起的静力学、动力学现象以及均匀电场和非均匀电场粒子的运动现象。通过比较计算,我们知道元素磷与砷等其它杂质的电阻率、电负性、电离势等物理性质的显著差异,我们采用高压电场方式使杂质极化,再利用电泳力使其分离。 根据实验原理我们设计了一套黄磷除砷设备,并设计了多种试验工艺。试验过程中我们根据所收集资料及理论分析,认为此试验影响因素主要由电场强度、作用时间、电极间距、放料流速比等决定。为此,我们围绕这些因素做了大量的试验,最后确认最佳试验条件为:温度55℃,电压20kV,时间90min,精制黄磷出口与高砷黄磷出口流速比为10∶1,电极Φ90mm时,进行试验砷去除率可达到58%以上,试验以上一级的产品作为下一级原料,经三次处理砷含量在20ppm以下。其它杂质的去除效果也很好,经过三次处理后砷去除率为94%,回收率高于99.9%,处理前后黄磷颜色由混浊变为透明。 利用电场作用可对液态或熔融态的物料进行净化除杂,其中有原油的脱水、冶金领域能将金属中的非金属夹杂物去除、工业循环水中的高压静电离子水处理,此外还用于高压静电除尘、食品的高压静电场杀菌及保鲜等。这种在电场作用下脱除杂质的技术正在被众多的行业研究应用。 在世界普遍重视环保的今天,只有在产品发展初期就将清洁生产纳入规划,才能实现真正意义上的环境保护。本试验研究探索利用高压静电场的方法精制黄磷,不使用化学添加剂,能耗低,工业黄磷中的杂质富集在副产品中,磷回收率高,不产生废弃物,从根本上解决了“三废”处理问题。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB321

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