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大学生创新创业训练计划项目申请书


项目编号: 项目类别: 创新训练项目 □创业训练项目 □创业实践项目

xx 大学
大学生创新创业训练计划项目申请书

项目名称: 黄磷磷渣制备白炭黑工艺开发 项目负责人: 年 级: 学号 专业

所属院系: 填写日期:

XX 大学大学生创新创业训练计划领导小组制 二○一三年五月

填写说明
一、项目申请书要按照《XX 大学大学生创新创业训练计划项目 管理办法》的相关要求,逐项认真填写,填写内容必须实事求是,表 达明确严谨。 二、项目编号由学校统一确定。将所属项目类别前的□涂黑。 三、①科研经历是指参与教师或主持的科学研究、发明专利, 省以上挑战杯、电子设计大赛等。②论文:验证原件后留复印件, 附后。 四、格式要求:表格中的字体小四号仿宋体,1.5 倍行距;需签 字部分由相关人员以黑色钢笔或水笔签名。均用 A3 纸双面打印,于 中缝装订。 五、填写时根据需要,可另加附页。 六、项目申请书一式二份,报教务处。

项 目 简 况

项目 名称 申请 经费 姓名

黄磷磷渣制备白炭黑工艺开发 8000 元 性 别 项目名称 起止时间 职 务 2013 年 联系 电话 起止时间 6 月至 E-mail 项目中 排名 完成与 获奖情况 2014 年 6 月

项 目 负 责 人

主要 参与 科研 经历

论文题目 发表 论文 情况

何时何刊物发表 (注明卷期)

作者 名次

项目组主要成员 姓 名 性别 学号 所属院系、专业 联系电话 项目中 的分工 签 字

姓名

职称/职务

联系电话

E-mail

指 导 教 师 情 况

主要 成果 及获 奖情 况

一、研究目的、意义和主要内容 黄磷磷渣是电炉法生产黄磷的副产物,在用电炉生产黄磷时,将氟磷矿石、硅石、焦炭 的混合炉料加入电炉中,用电能将物料加热至 1400-1600℃,使炉料熔融产生分解还原反应, 生成含有磷元素的磷气,磷气经冷凝系统凝聚分离得到黄磷时,熔融渣排出产生的固体废弃 物就是黄磷磷渣,工业上每生产一吨黄磷可产生 8-10 吨的黄磷磷渣。随着近年来黄磷工业的 加速发展,黄磷磷渣的问题日益突出,以我国目前的黄磷的生产能力,我国每年的磷渣排放 量都在 500 万吨以上,而且逐年递增。2002 年,仅云南省的磷渣排放量就高达 300-382 万吨, 全国的磷渣排放量则在 550-690 万吨。我国多数黄磷生产企业将磷渣作为废渣堆积,仅有少 量的作为建材原料和生产农用硅肥,导致大量的磷渣堆积如山,不仅造成了磷渣资源的巨大 浪费,还占用了大量的土地,而且磷渣中的 P2O5 和其他的有毒元素在雨水的冲淋下,会渗入 地下造成土壤污染。目前,黄磷炉渣主要用于生产水泥、混凝土等,虽然磷渣作为混合材和矿 物掺和料使用的效果不低于矿渣和粉煤灰,但是磷渣在水泥和混凝土中的利用率远不及矿渣 和粉煤灰,产品价值低。 白炭黑为高度分散的微细粉末状或超细粒子状无定形无水及含水二氧化硅或硅酸盐类的 总称,其化学稳定性好,耐高温、不燃烧、无味、无嗅、比表面积大、电绝缘性强、具有很高 的多孔性、吸水性、良好的分散性、悬浮和振动液化特性及很好的补强和增粘作用,广泛用于 橡胶、油脂、涂料、印刷及医药等行业。目前,白炭黑生产主要有气相法和沉淀法,多数厂 家采用沉淀法,在原料的选择上,多采用非金属矿、工业废渣为硅源来制备白炭黑,不仅充 分利用了资源、变废为宝,而且降低了白炭黑的成本,同时原料来源广,工艺各不相同,产 品的性质也各有不同之处,适用于不同的领域。 本项目拟采用混酸酸浸黄磷磷渣制备白炭黑,改变了以往使用单一酸酸浸黄磷磷渣的现 状,以期开发出一条高效、环保的新工艺。混酸选用硝酸、磷酸的混合,两者可将黄磷磷渣 中的杂质充分溶解,提高白炭黑产品的产率、纯度和白度。由于黄磷磷渣中含有大量的钙, 在酸浸反应后,废液中残留大量的硝酸钙和磷酸氢钙,可利用两者的结晶温度的不同,进行 两者的分离,以获得硝酸钙、磷酸氢钙副产品,这不仅可以充分利用磷渣,达到节能减排、清

本项目的主要内容包括以下几部分: 1.白炭黑的制备新工艺研究; 以硝酸、磷酸以适当比例混合,酸浸黄磷磷渣,以白炭黑的产率,纯度和白度为目标函数, 考察白炭黑的制备的工艺参数,优化白炭黑制备工艺。 2.硝酸钙、磷酸氢钙的分离与回收; 利用硝酸钙、磷酸氢钙两者结晶温度的差异进行两者的分离,考察结晶过程各因素的影 响,优化工艺,获得高纯度的硝酸钙、磷酸氢钙。 参考文献: [1] 苏 毅 , 李 国 斌 , 夏 举 佩 , 等 . 黄 磷 炉 渣 制 取 白 炭 黑 和 磷 酸 氢 钙 的 工 艺 [J]. 环 境 工 程,2008,26(5):95-100. [2] 王汉,王如阳,文闻,等.利用磷渣制白炭黑[J].化工环保,2000,20(5):22-25. [3]陈善继.我国黄磷产业现状及发展方向综述,硫磷设计与粉体工程,2006(4):10-20. [4] 刘 欣 梅 , 潘 正 鸿 , 李 国 , 等 . 用 煤 系 高 岭 土 制 取 白 炭 黑 的 研 究 [J]. 石 油 大 学 学 报,2005,29(2):121-124. [5]马艳丽,苏毅,康新颖.硝酸浸取黄磷炉渣制沉淀二氧化硅的性能研究[J].化工新型材料. [6] 谭 欣 , 王 福 良 , 王 荣 生 , 等 . 油 页 岩 脱 油 残 渣 制 备 白 炭 黑 的 试 验 研 究 , 矿 冶,2004,13(l):59-63.

二、已具备的条件(含已具备的知识、特长、兴趣;实验条件、指导教师、研究基础等) 在开始此项目研究前,曾多次参与企业实习,对化工厂生产流程和安全措施有了一定的 了解。对于科研工作有着浓厚的兴趣,已经进入指导教师的课题组从事了一定的科研工作, 跟随师兄师姐参与实验过程,从中学到了不少有用的知识,并积累了一些科研理论和实验技 巧,具备了实验研究的基本能力。同时,对于本科阶段课程的学习也不放松,不仅取得了良 好的学习成绩,更注重理论联系实际。结合课题组的实验情况,能够逐渐的学会用所学知识 指导实验,逐渐的做到学以致用。 研究工作依托国家钙镁磷复合肥技术研究推广中心综合实验室和 XX 大学实验中心, 该实 验室具有先进齐全的仪器设备。为本研究提供的仪器和设备有:紫外分光光度计、恒温振荡 器、鼓风干燥箱、真空高温炉、抽滤机、白度仪等实验仪器以及其它常规仪器设备。课题所 需的 X-射线衍射仪等表征仪器由 XX 大学分析中心提供。 所在课题组的指导教师多年来致力于磷复肥相关课题的工艺技术研究与开发,具备较为 丰富的研发经验和经历。已成功申请了多项技术专利,并与多家企业合作逐步实现了产业化; 并有该课题组研究生做了一系列有关于磷肥的研究,这些都为本项目所申请的黄磷磷渣制备 白炭黑新工艺研究提供了理论依据和实验基础。

三、项目方案及进度安排 项目方案 (1)参考相关标准对实验用磷矿进行成分分析,主要有 SiO2,CaO,MgO,FeO3,P2O5, Al2O3、酸不溶物以及含水量等组分的分析; (2)采用硝酸、磷酸混酸制备白炭黑工艺进行研究,通过单因素和正交试验确定最优制备工 艺; (3)根据硝酸钙、磷酸氢钙两者结晶温度的不同进行分离提纯,通过单因素试验确定最优的 分离工艺; (4)进行实验总结,论文撰写,项目结题。 进度安排 (1)2013 年 6 月-9 月:黄磷磷渣的成分分析。 (2)2013 年 10 月-12 月:混酸制备白炭黑工艺优化。 (3)2014 年 1 月-3 月:硝酸钙、磷酸氢钙结晶分离工艺的优化。 (4)2014 年 4 月-6 月:实验数据整理和总结,论文撰写。

四、项目经费概算及主要用途 实验材料费 2500 元,主要用于购置实验所需的硝酸、磷酸等原料以及分析所用试剂。 分析测试费 1300 元,主要用于样品的 X 射线衍射等表征。 文献资料费 1200 元,主要用于论文出版、文献资料复印等。 仪器购置费 3000 元,主要用于白炭黑白度测定仪的购置以及常规玻璃仪器等的更新。

五、预期成果 通过本研究探索出白炭黑的制备新工艺以及硝酸钙、磷酸氢钙的分离与回收,研究成果 以论文形式呈现,培养学生 4 名,发表论文 1-2 篇。

六、指导教师意见

签字:

2013 年

5月

8日

七、院(系)意见

签章: 八、校评审专家组意见







签字: 九、校创新创业训练计划领导小组意见







签章:








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