內容簡介
本書展示了我國清潔生產與資源最佳化循環的理念、目標、內涵、研究方法和技術創新特色;涵蓋了我國化工冶金基礎製造業綠色化升級與清潔生產技術創新的國家需求,綠色製造/清潔生產技術從化學分子尺度到設備放大系統集成多尺度的設計原理、科學內涵和方法,綠色過程模擬、集成與最佳化;著重介紹了亞熔鹽化工冶金新原理與清潔生產關鍵共性技術,鉻化工行業、氧化鋁行業、鈦白行業、稀有金屬鈮和鉭的清潔生產技術與工藝,釩渣亞熔鹽法釩鉻高效提取分離技術,工業固廢資源化利用;後提出了過程製造業綠色化的升級轉型技術路線圖。
本書可供環境工程、化學工程、能源工程等領域的科研人員、工程技術人員和管理人員參考,也可供高等學校相關專業師生參考。
圖書目錄
1總論
1.1化工冶金製造業綠色化升級與清潔生產技術創新的國家需求2
1.2綠色製造/清潔生產技術設計原理、科學內涵和方法3
1.3亞熔鹽化工冶金新原理與清潔生產關鍵共性技術7
1.3.1兩性金屬資源轉化傳統流程解析7
1.3.2熔鹽/亞熔鹽液相氧化取代高溫鈉化
氧化焙燒新工藝主體思路8
1.3.3亞熔鹽非常規介質的優異物理化學特性和計算分析9
1.3.4亞熔鹽介質中活性氧生成機理與研究方法12
1.3.5亞熔鹽鉻鹽清潔工藝典型案例解析15
1.3.6亞熔鹽非常規介質活化機理17
1.3.7亞熔鹽鉻、鋁、釩、鈦、鈮、鉭、鋯化工冶金共性技術平台19
1.4亞熔鹽綠色過程模擬、集成與最佳化21
參考文獻22
2鉻化工清潔生產工藝與集成技術
2.1行業背景和現狀28
2.1.1鉻化合物產品概況28
2.1.2鉻化合物生產方法28
2.2鉻鐵礦高效清潔轉化的反應分離工藝創新34
2.2.1NaOH及NaOH-NaNO3熔鹽體系鉻化合物清潔生產技術34
2.2.2KOH亞熔鹽體系鉻化合物清潔生產技術68
2.3綠色產品工程104
2.3.2鉻酸鉀氫還原法製備氧化鉻108
2.3.3高純鉻酸酐與硝酸鉀聯產工藝116
2.3.4電催化合成鉻酸酐工藝125
2.3.5胺基酸鉻螯合物的合成129
2.3.6三價鉻高速電鍍液的製備135
2.4鉻化工清潔工藝富鐵渣的資源化利用139
2.5過程設備量化放大與系統集成143
2.5.1鉀系亞熔鹽法鉻鹽清潔生產工藝全流程143
2.5.2典型過程裝備設計、選型與套用145
2.6萬噸/年鉻化工清潔生產產業化示範工程及推廣套用148
2.6.1示範工程概況148
2.6.2裝置生產運行情況149
參考文獻152
3氧化鋁行業清潔生產技術與資源綜合利用
3.1氧化鋁行業清潔生產技術研究背景和意義160
3.2我國特色大宗難處理鋁土礦資源轉化的亞熔鹽清潔工藝創新162
3.2.1集成工藝創新原理162
3.2.2亞熔鹽介質強化溶出低品位一水硬鋁石礦技術164
3.2.3中間產品高效結晶技術173
3.2.4高濃度鋁酸鈉溶液蒸發技術176
3.2.5亞熔鹽處理鋁土礦生產氧化鋁萬噸級示範工程180
3.3大宗赤泥固廢的源頭污染控制集成技術187
3.3.1拜耳法赤泥中物相的轉化規律187
3.3.2鋁矽高效分離技術192
3.3.3鹼高效回收技術199
3.3.4赤泥綜合利用技術200
3.4高鋁粉煤灰亞熔鹽高活性介質低溫溶出關鍵技術203
3.4.1高鋁粉煤灰提取氧化鋁技術研究進展205
3.4.2高鋁粉煤灰提鋁及多組分綜合利用技術介紹209
3.4.3亞熔鹽法處理高鋁粉煤灰的反應熱力學分析211
3.4.4亞熔鹽法處理高鋁粉煤灰稀鹼預脫矽工藝215
3.4.5亞熔鹽法處理高鋁粉煤灰溶出工藝219
3.4.6亞熔鹽法處理高鋁粉煤灰鋁酸鈉結晶工藝227
3.4.7亞熔鹽法處理高鋁粉煤灰脫硫排鹽工藝232
3.4.8核心反應器的研製與最佳化設計239
3.4.9粉煤灰提取氧化鋁萬噸級示範工程246
參考文獻251
4鈦白行業的清潔生產技術
4.1鈦白行業的技術發展現狀分析260
4.1.1硫酸法260
4.1.2氯化法260
4.1.3鹽酸法261
4.2亞熔鹽分解鈦資源的高效反應技術263
4.2.1KOH亞熔鹽-鈦鐵礦/
二氧化鈦反應體系264
4.2.2NaOH亞熔鹽-鈦渣反應體系270
4.3分離純化及鈦白產品工程279
4.3.1分離純化279
4.3.2煅燒285
4.3.3包覆290
4.4酸/鹼介質循環回用技術293
4.4.1鹼介質循環回用技術293
4.4.2酸介質循環295
4.5千噸級示範工程放大及系統集成298
4.5.1亞熔鹽反應工序298
4.5.2離子交換、洗滌工序299
4.5.3鈦液製備、精製及水解工序300
4.5.4偏鈦酸洗滌、鹽處理、煅燒工序301
4.5.5鹼介質循環工序302
4.6小結303
參考文獻303
5稀有金屬鈮、鉭的清潔工藝技術
5.1鈮鉭行業的技術發展現狀分析308
5.1.1鈮和鉭的性質與套用308
5.1.2鈮鉭資源狀況309
5.1.3鈮鉭資源主要分解方法311
5.1.4鈮和鉭的主要分離方法315
5.1.5未來發展趨勢317
5.2鈮鉭資源亞熔鹽高效清潔分解反應技術318
5.2.1Nb2O5和Ta2O5在
氫氧化鉀亞熔鹽中的溶解行為319
5.2.2鈮鉭原料在氫氧化鉀亞熔鹽中的巨觀浸出動力學325
5.2.4機械活化強化鈮鉭礦氫氧化鉀亞熔鹽浸出工藝335
5.2.5結論341
5.3鈮鉭酸鹽低酸度轉型與分離技術341
5.3.1六鈮(鉭)酸鉀結晶分離工藝342
5.3.2低濃度氫氟酸體系中MIBK萃取分離鈮鉭研究346
5.3.3結論354
5.4鈮鉭資源伴生組分綜合利用355
5.4.1實驗原料與方法358
5.4.2實驗結果359
5.4.3結論367
5.5鈮鉭亞熔鹽清潔工藝系統集成與套用前景367
5.5.1鈮鉭資源KOH亞熔鹽清潔分解工藝流程367
5.5.2水合鈮鉭氧化物低酸萃取分離工藝流程369
5.5.3鈮鉭亞熔鹽清潔生產工藝套用前景370
參考文獻370
6釩渣亞熔鹽法釩鉻高效提取分離技術
6.1概述378
6.1.1傳統釩渣提釩技術379
6.1.2亞熔鹽介質強化溶出技術382
6.2亞熔鹽法釩渣釩鉻高效同步提取技術383
6.2.1釩渣顆粒礦物解析383
6.2.2鉀系亞熔鹽法釩渣處理新技術384
6.2.3鈉系亞熔鹽法釩渣提釩技術390
6.2.4鈉系和鉀系亞熔鹽釩渣生產技術對比394
6.3鈉系亞熔鹽外場強化技術394
6.3.1化學場強化394
6.3.2電化學場強化401
6.3.3流場強化407
6.3.4添加活性劑強化409
6.3.5不同強化方法的比較412
6.4釩鉻清潔相分離技術413
6.4.1釩酸鉀的分離413
6.4.2釩酸鈉的分離427
6.4.3鉻酸鈉的分離442
6.5釩酸鹽的陽離子解離及鹼介質循環447
6.5.1陽離子解離方法447
6.5.2釩酸鹽鈣化工藝448
6.5.3釩酸鈣碳酸化457
6.5.4釩酸鹽電解還原製備釩氧化物464
6.5.5兩種陽離子解離方法比較466
6.6釩渣亞熔鹽法釩鉻共提千噸級示範工程467
6.6.1釩渣亞熔鹽法釩鉻共提工藝流程467
6.6.2千噸級示範工程現場467
參考文獻469
7工業固廢資源化利用
7.1.1矽酸鈉鈣結構研究472
7.1.2矽酸鈣類物質473
7.1.3矽酸鈉鈣分解影響因素研究475
7.1.4矽酸鈣保溫材料綜合利用484
7.2高鋁粉煤灰製備莫來石聯產白炭黑綜合利用技術487
7.2.1高鋁粉煤灰製備鋁矽耐火材料技術進展488
7.2.2高鋁粉煤灰的礦相構成與組成分析研究490
7.2.3預脫矽反應過程工藝最佳化與機理研究492
7.2.4深度脫矽工藝研究與機理分析500
7.2.5莫來石製備與物性調控過程505
7.2.6高鋁粉煤灰脫矽溶液製備白炭黑工藝509
7.2.7高鋁粉煤灰製備莫來石聯產白炭黑過程集成與工程示範513
7.2.8總結514
參考文獻514
8過程製造業綠色化升級轉型技術路線圖預測
參考文獻523