本文關(guān)鍵詞：氟化鈣反應結(jié)晶熱力學和動力學研究

  更多相關(guān)文章： 氟化鈣 反應結(jié)晶 熱力學 成核動力學 生長動力學

【摘要】：工業(yè)含氟廢水是工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氟濃度大大超過排放標準限值的廢水。含氟廢水對人類和動物的健康以及生態(tài)的平衡具有嚴重的威脅,因此對含氟廢水處理技術(shù)的研究顯得尤為重要。在廢水除氟過程中,通常采用成本低廉的鈣鹽沉淀除氟法,但是鈣鹽沉淀法不單是一個化學反應過程,其中還涉及到氟化鈣晶體的成核、生長等結(jié)晶熱力學和動力學過程。如果能夠掌握鈣氟反應結(jié)晶過程中氟化鈣的熱力學和動力學相關(guān)數(shù)據(jù),就能很好的控制整個鈣鹽沉淀除氟的過程,從而實現(xiàn)對廢水中氟離子的高效去除,具有重要的科學價值和經(jīng)濟效益。本文從結(jié)晶熱力學和動力學兩方面深入研究鈣氟反應結(jié)晶的過程。1、研究了鈣氟反應結(jié)晶的熱力學過程,并測定了相關(guān)熱力學參數(shù)。采用氟離子計和激光測量法測量了氟化鈣在純水中的溶解度和超溶解度;發(fā)現(xiàn)在純水中氟化鈣的溶解度和超溶解度是兩條隨著溫度升高不斷減小的曲線。并研究了模擬工業(yè)含氟廢水處理中廢水的酸堿性、雜質(zhì)粒子、添加劑以及晶種等條件下鈣氟反應結(jié)晶過程中氟化鈣的熱力學數(shù);測得pH=6時的氟化鈣的溶解度以30℃為拐點,隨著溫度升高先減小后增大。雜質(zhì)粒子和添加劑的存在也對氟化鈣的溶解度和超溶解度產(chǎn)生了影響,Mg2+、EDTA會增大氟化鈣在溶液中的溶解度;Cl-、Br-、C2H5OH則減小了氟化鈣在溶液中的超溶解度;晶種的存在會大大減小氟化鈣的超溶解度,晶種粒徑越小,量越大,則氟化鈣的超溶解度越小。2、研究了鈣氟反應結(jié)晶的動力學過程,并測定了純水中的鈣氟反應結(jié)晶過程誘導期數(shù)據(jù)。通過模擬工業(yè)含氟廢水處理中廢水的酸堿性、雜質(zhì)粒子、添加劑以及晶種等條件測定了其對鈣氟反應結(jié)晶過程中氟化鈣的誘導期的影響。發(fā)現(xiàn)在測量pH=6的氟化鈣誘導期時,無論是升溫還是降溫光功率讀數(shù)均不改變,說明氟化鈣在pH=6時的溶解度曲線是一條以30℃為拐點的U型曲線,這個結(jié)論正好與前面測得的pH=6時的溶解度數(shù)據(jù)相符合。證明了實驗的正確性。相同條件的雜質(zhì)、添加劑以及晶種對誘導期的影響趨勢與其對熱力學的影響趨勢相同,說明一種物質(zhì)如果增強了固液體系中溶質(zhì)的活度,就可以減小其溶解度,縮短其誘導期。通過掃描電鏡分析了了雜質(zhì)、添加劑、超聲場、晶種對生成的氟化鈣晶體粒度的影響。通過紅外和XRD圖譜分析表明,PAM、超聲場的引入雖然影響了晶體的粒度分布,但對氟化鈣晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有改變。
【關(guān)鍵詞】：氟化鈣 反應結(jié)晶 熱力學 成核動力學 生長動力學
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-27
• 1.1 氟的來源9-16
• 1.1.1 天然來源10
• 1.1.2 農(nóng)業(yè)來源10
• 1.1.3 工業(yè)來源10-12
• 1.1.4 氟污染的危害12-16
• 1.2 含氟廢水處理技術(shù)16-25
• 1.2.1 流化床結(jié)晶法17-18
• 1.2.2 化學沉淀法18-20
• 1.2.3 納濾膜分離法20-21
• 1.2.4 絮凝沉淀法21-23
• 1.2.5 吸附法23-25
• 1.2.6 其他方法25
• 1.3 研究背景以及意義25-26
• 1.4 研究內(nèi)容26-27
• 第二章 鈣氟反應結(jié)晶熱力學研究27-43
• 2.1 理論綜述27-30
• 2.1.1 固液平衡理論27-28
• 2.1.2 溶解度28
• 2.1.3 超溶解度和介穩(wěn)區(qū)28-30
• 2.2 實驗部分30-33
• 2.2.1 實驗試劑30
• 2.2.2 實驗儀器30-31
• 2.2.3 實驗裝置31-32
• 2.2.4 實驗方法32-33
• 2.3 實驗結(jié)果與討論33-41
• 2.3.1 氟化鈣的溶解度33
• 2.3.2 氟化鈣的超溶解度和介穩(wěn)區(qū)33-35
• 2.3.3 氟化鈣在pH=6 時的介穩(wěn)區(qū)35
• 2.3.4 不同雜質(zhì)/添加劑對氟化鈣超溶解度的影響35-38
• 2.3.5 不同的氯化鈣滴加速率對氟化鈣超溶解度的影響38-39
• 2.3.6 添加晶種對氟化鈣超溶解度的影響39-41
• 2.4 本章小結(jié)41-43
• 第三章 鈣氟反應結(jié)晶動力學研究43-67
• 3.1 成核過程概述43-49
• 3.1.1 成核43-45
• 3.1.2 誘導期45-47
• 3.1.3 超聲場47-49
• 3.2 生長動力學理論49-53
• 3.2.1 晶體生長過程49-50
• 3.2.2 晶體生長動力學模型50-53
• 3.3 實驗53-54
• 3.3.1 誘導期的測量53
• 3.3.2 氟化鈣晶體的分析53-54
• 3.4 結(jié)果與討論54-65
• 3.4.1 氟化鈣的誘導期54-55
• 3.4.2 氟化鈣在pH=6 時的誘導期55-56
• 3.4.3 雜質(zhì)/添加劑對氟化鈣誘導期的影響56-59
• 3.4.4 添加晶種對氟化鈣誘導期的影響59-60
• 3.4.5 晶種和過飽和度對氟化鈣生長速率的影響60-62
• 3.4.6 外界因素對鈣氟反應結(jié)晶的影響62-65
• 3.5 本章小結(jié)65-67
• 第四章 結(jié)論與展望67-69
• 4.1 結(jié)論67-68
• 4.2 展望68-69
• 符號說明69-70
• 參考文獻70-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及申請專利77-78
• 攻讀碩士學位期間參與的科研項目78-79
• 致謝79

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ，

本文編號：820129