離子交換法脫除雙氰胺結(jié)晶母液中鈣離子的研究.pdf

1、雙氰胺是一種重要的精細(xì)化工材料，普遍應(yīng)用于制藥、電子、紡織、印刷等行業(yè)。由于生產(chǎn)過(guò)程中脫鈣的不徹底導(dǎo)致后續(xù)雙氰胺結(jié)晶母液中含有Ca(OH)2、CaCO3等含鈣化合物，如以Ca2+計(jì)，含量約1500mg· kg-1。雜質(zhì)的存在嚴(yán)重影響了雙氰胺的純度及品質(zhì)。本文通過(guò)在原有生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，在結(jié)晶工段前引入離子交換法進(jìn)行精脫鈣，通過(guò)系統(tǒng)研究離子交換-結(jié)晶耦合工藝獲得較優(yōu)工藝條件，使雙氰胺產(chǎn)品中Ca2+含量達(dá)到醫(yī)藥級(jí)雙氰胺產(chǎn)品的要求。
　　

2、首先，通過(guò)比較D001、001×4、001×7、001×8四種型號(hào)的樹(shù)脂對(duì)雙氰胺結(jié)晶母液中鈣離子的吸附量，發(fā)現(xiàn)在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，001×7型樹(shù)脂對(duì)鈣離子的吸附量最大，單位體積吸附量達(dá)到68.15mg，并考慮經(jīng)濟(jì)性，本文選用001×7型樹(shù)脂，并對(duì)雙氰胺結(jié)晶母液中的Ca2+進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)交換實(shí)驗(yàn)。
　　靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在反應(yīng)時(shí)間80min、溫度45-50℃、樹(shù)脂用量為40mL（空隙率0.42，下同）、攪拌速率250r·min-1的

3、最佳工藝條件下處理200mL雙氰胺結(jié)晶母液，Ca2+脫除率達(dá)到98.12％，交換后雙氰胺結(jié)晶母液中鈣離子含量為27.17mg· kg-1。
　　動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置采用高600mm、內(nèi)徑為40mm的玻璃柱。采用100mL樹(shù)脂處理500mL雙氰胺母液，母液流速為5mL·min-1，樹(shù)脂床層高徑比為5.3∶1，交換柱內(nèi)樹(shù)脂床層交換溫度為45-50℃，在此條件下脫鈣率達(dá)到了97.32％，母液中鈣離子含量低至38.71mg·kg-1，同時(shí)獲得該過(guò)

4、程的貫穿函數(shù)，并對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程的行為進(jìn)行模擬進(jìn)而揭示了動(dòng)態(tài)離子交換的特征。在已有的分形多孔介質(zhì)理論基礎(chǔ)上，結(jié)合動(dòng)態(tài)離子交換過(guò)程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得出了離子交換過(guò)程樹(shù)脂分形表面譜維數(shù)的計(jì)算方程為線性關(guān)系（相關(guān)性系數(shù)為0.992），利用方程的斜率求得該交換過(guò)程的分形表面譜維數(shù)為ds=2.21，并且得到了數(shù)學(xué)模型。通過(guò)分析理想表面與分形表面動(dòng)力學(xué)方程中1/Ct與t關(guān)系，得出理想表面為線性關(guān)系，分形表面為冪函數(shù)關(guān)系。
　　最后，通過(guò)前期單因素