過(guò)硼酸鈉的制備及機(jī)理研究.pdf

1、過(guò)硼酸鈉是一種重要的硼化合物，廣泛應(yīng)用于日用化工、紡織、造紙、有機(jī)合成、醫(yī)藥等工業(yè)領(lǐng)域。針對(duì)硼砂法和電解法兩種過(guò)硼酸鈉主流生產(chǎn)工藝存在的能耗高、工藝流程復(fù)雜等問(wèn)題，本論文以亞熔鹽法硼化工清潔生產(chǎn)工藝制備的偏硼酸鈉為原料，研究了偏硼酸鈉雙氧水反應(yīng)結(jié)晶制備過(guò)硼酸鈉工藝過(guò)程的機(jī)理，并優(yōu)化了工藝過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了過(guò)硼酸鈉產(chǎn)品的短流程清潔制備，獲得的產(chǎn)品顆粒尺寸可控、質(zhì)量穩(wěn)定、附加值高。本論文取得的創(chuàng)新性進(jìn)展如下:
　　1、測(cè)定了過(guò)硼酸鈉反應(yīng)結(jié)晶

2、過(guò)程的結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)，研究了攪拌強(qiáng)度、雙氧水滴加速率、反應(yīng)溫度、反應(yīng)物濃度及添加劑對(duì)介穩(wěn)區(qū)的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，過(guò)硼酸鈉反應(yīng)結(jié)晶過(guò)程中，隨著滴加速率、反應(yīng)物濃度的增大，介穩(wěn)區(qū)變寬，增大攪拌速率和溫度，介穩(wěn)區(qū)變窄;兩種添加劑導(dǎo)致過(guò)硼酸鈉的超溶解度變大，進(jìn)而使過(guò)硼酸鈉的介穩(wěn)區(qū)變寬。
　　2、開(kāi)展了過(guò)硼酸鈉結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究。通過(guò)等溫法測(cè)定了不同過(guò)飽和度下的誘導(dǎo)期，探究了過(guò)硼酸鈉反應(yīng)結(jié)晶的初級(jí)成核機(jī)理及晶體生長(zhǎng)過(guò)程，考察了添加劑對(duì)成核生長(zhǎng)的

3、作用。深入探究了過(guò)硼酸鈉二次成核過(guò)程及生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)，通過(guò)間歇?jiǎng)討B(tài)法進(jìn)行測(cè)試，采用矩量變換法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了過(guò)硼酸鈉反應(yīng)結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型。研究結(jié)果表明，六偏磷酸鈉和聚丙烯酸鈉能抑制晶體成核，降低成核速率，使晶體的粒度增大;過(guò)硼酸鈉的初級(jí)成核機(jī)理為初級(jí)非均相成核，過(guò)硼酸鈉晶體生長(zhǎng)機(jī)理為連續(xù)生長(zhǎng)模型。懸浮密度、攪拌速率和過(guò)飽和度的增大促進(jìn)成核過(guò)程的進(jìn)行。
　　3、優(yōu)化了偏硼酸鈉雙氧水反應(yīng)結(jié)晶法過(guò)硼酸鈉制備工藝，詳細(xì)研究了添加劑聚丙烯酸鈉