黄磷废水中微量碘提取的动力学研究

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本文以我国制碘行业的生产技术现状为背景,结合贵州某公司碘回收生产装置的实际生产情况而选定。就黄磷废水中微量碘提取过程进行了实验研究及相关机理分析。  本论文首先实验了不同条件下双氧水氧化析出碘单质的反应速率。系统研究了浓硫酸、氢离子、碘离子浓度、双氧水浓度、实验温度对反应速率的影响。在此基础之上,得到了大量的实验数据,给出了实验体系中双氧水氧化析出碘单质的动力学方程,并结合实验结果及相关资料进行了反应机理分析。同时,研究了液相中二氧化硫还原吸收碘过程的动力学特征,并建立了反应模型,同时实验检验模型的可靠性。  氧化析出碘实验结果给出:  1)酸性体系双氧水氧化析出碘单质的总反应速率方程为:r=k1[I-][H2O2]+k2[I-][H2O2][H+]+k3[I-][SO42-][H+]/(a+[H+]),与反应速率常数k1,k2,k3相应的氧化碘离子作用分别为H2O2,H3O2+和H2SO5;  2)无[SO42-]存在时,总氧化反应表现为一级反应;添加硫酸后过氧化氢与碘离子的氧化反应过程较为复杂。不同氢离子浓度时,过氧化氢与碘离子的氧化反应速率亦不同,且呈曲线关系,总氧化反应呈现氧化剂分级数为零级,[SO42-]分级数为一级;  3)催化剂用量分析给出,实验要协调控制浓硫酸和双氧水及碘离子的量,本实验给出的最佳关系是:cH2SO4:cH2O2:cr=2.4:4:1;  4)传质过程分析给出氧化反应传质过程进行得非常快,因而此氧化实验属于快速反应,可以忽略物质之间的传质影响。  二氧化硫还原吸收碘实验给出:  1)此吸收反应的动力学特征可以通过双膜理论建立模型,在碘浓度及碘在气液作用附近的液膜中溶解速率较快情况下,多相的吸收反应可以作快速拟一级处理。反应为瞬间不可逆反应;  2)实验和理论计算结果的误差较小,复杂的反应体系也可以通过在实验室中寻求简化的假设来初判,从而为复杂的工艺设计提供实际的数据参考。
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