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微波加热干燥单宁锗酸的工艺研究

作　者: 苏斌
导　师: 彭金辉
学　校: 昆明理工大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: 单宁沉锗微波加热干燥微波加热-自然蒸发干燥动力学响应曲面
分类号: TF802.64
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文介绍了锗的性质与用途。对比了红外加热干燥、燃料加热干燥以及微波加热干燥的特点,体现了微波加热干燥的优越性。论述了微波加热在国内外冶金领域的应用。通过常规电加热干燥、微波加热干燥、微波加热-自然蒸发干燥三种方法对粘结性物料单宁沉锗的脱水过程进行了研究。得到如下结论：(1)在常规电加热干燥中,单宁沉锗的相对脱水率随着干燥温度的增加而增大；随着保温时间的延长而增大；随着物料质量的增加而减少,但是减少的趋势越来越缓慢。得出最佳工艺参数为：干燥温度120℃,保温时间170min,物料重量10g,单宁沉锗的相对脱水率为98.69%。(2)在微波加热干燥中,单宁沉锗的相对脱水率随着干燥温度的增加而增大；随着保温时间的延长而增大；随着物料质量的增加而减少,且这种下降趋势越来越小。条件实验下的最佳工艺参数为：干燥温度为90℃,保温时间为8min,物料重量10g,单宁沉锗的相对脱水率为97.33%。(3)采用微波加热-自然蒸发干燥单宁沉锗这种方法,相对脱水率先随温度的增加而增大,继续升温相对脱水率基本没有变化；在一定时间范围内,相对脱水率随着保温时间的延长而增大；相对脱水率随着物料重量的增加而降低,且降低的趋势趋于平缓。条件实验下的最佳工艺参数为：干燥温度为80℃,保温时间为6min时,物料重量10g,单宁沉锗的相对脱水率为98.73%。(4)对于粘结性物料,微波加热干燥的优势在于：降低了干燥温度,缩短了保温时间。微波加热-自然蒸发干燥的优势表现为：缩短了微波作用在物料上的时间,提高了相对脱水率,节约了能耗。(5)对常规电加热、微波加热-自然蒸发干燥单宁沉锗的实验过程进行了分析,得出不同干燥方式下的动力学指数模型MR=exp(-ktn),为进一步研究单宁沉锗的干燥机理奠定了理论基础。(6)通过采用Design-Expert7软件优化了微波加热干燥、微波加热-自然蒸发干燥的实验结果,得出了两种方法的干燥模型,预测了实验的最佳工艺条件。(7)由常规电加热干燥和微波加热干燥后SEM微观结构图,物料的形态变化可知：微波加热干燥后物料结构的孔隙较多、较大,更疏松,且硬度较低,有利于充分煅烧,可能会提高锗的回收率。由此可见,微波加热-自然蒸发干燥单宁沉锗不仅可以发挥微波加热干燥选择性加热、迅速升温、节约能源的优势,而且能够利用微波加热停止后的余热,使水分进一步的排除。因此,微波加热-自然蒸发干燥单宁沉锗是一种高效、节能、经济可行的的干燥新工艺。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-12
第一章绪论  12-33
  1.1 锗的生产工艺  12-18
    1.1.1 单宁沉锗的工艺流程及操作实践如下  12-14
    1.1.2 硫酸锌溶液中分离锗的方法  14-18
  1.2 锗的性质与用途  18-21
    1.2.1 锗在电子工业领域中的应用  19
    1.2.2 锗在红外光学领域中的应用  19-20
    1.2.3 锗在光纤通信领域中的应用  20
    1.2.4 锗在化工、轻工领域中的应用  20
    1.2.5 锗有机物化合物的医疗、保健应用  20-21
  1.3 加热干燥方式的比较  21-26
    1.3.1 红外加热干燥  21-22
    1.3.2 燃料加热干燥  22-23
    1.3.3 微波加热干燥  23-26
  1.4 微波加热在冶金中的应用  26-30
    1.4.1 国外微波加热在冶金中的应用  26-28
    1.4.2 国内微波加热在冶金中的应用  28-30
  1.5 本实验研究的背景、意义及目的  30-33
第二章干燥试验装置及方法  33-36
  2.1 原料分析  33
  2.2 干燥实验装置  33-35
    2.2.1 常规电加热干燥实验装置  33
    2.2.2 微波加热干燥实验装置  33-34
    2.2.3 实验步骤及实验结果计算方法  34-35
  2.3 本章小结  35-36
第三章常规电加热干燥单宁沉锗的实验研究  36-45
  3.1 常规电加热干燥单宁沉锗的理论基础  36-37
  3.2 常规电加热干燥单宁沉锗实验的结果与讨论  37-39
    3.2.1 干燥温度对相对脱水率的影响  37-38
    3.2.2 保温时间对相对脱水率的影响  38
    3.2.3 物料重量对相对脱水率的影响  38-39
  3.3 常规电加热干燥动力学模型讨论  39-42
    3.3.1 单宁沉锗常规电加热干燥曲线  40
    3.3.2 常规等温干燥动力学数学模型  40-42
    3.3.3 对实验数据进行分析  42
  3.4 单宁沉锗常规电加热干燥后的SEM分析  42-43
  3.5 本章小结  43-45
第四章微波加热干燥单宁沉锗的实验研究  45-57
  4.1 微波加热干燥单宁沉锗的理论基础  45-47
  4.2 微波加热干燥单宁沉锗的实验研究  47-50
    4.2.1 干燥温度对相对脱失率的影响  47-48
    4.2.2 保温时间对相对脱水率的影响  48-49
    4.2.3 物料重量对相对脱水率的影响  49-50
  4.3 响应曲面法优化微波加热干燥单宁沉锗的实验研究  50-55
    4.3.1 实验原理与方法  50-51
    4.3.2 响应曲面法干燥单宁沉锗的实验研究  51-52
    4.3.3 响应曲面法优化干燥实验研究  52-55
  4.4 本章小结  55-57
第五章微波加热-自然蒸发干燥单宁沉锗的实验研究  57-73
  5.1 微波加热-自然蒸发干燥单宁沉锗的基础理论  57-58
  5.2 微波加热-自然蒸发干燥单宁沉锗的实验研究  58-61
    5.2.1 干燥温度对相对脱水率的影响  58-59
    5.2.2 保温时间对相对脱水率的影响  59-60
    5.2.3 物料重量对相对脱水率的影响  60-61
  5.3 响应曲面法发优化微波加热-自然蒸发干燥单宁沉锗的实验研究  61-66
    5.3.1 实验原理与方法  61
    5.3.2 响应曲面法干燥实验研究  61-66
  5.4 微波加热-自然蒸发干燥动力学模型讨论  66-70
    5.4.1 单宁沉锗微波加热-自然蒸发干燥曲线  66
    5.4.2 微波加热-自然蒸发干燥等温干燥动力学数学模型  66-70
    5.4.3 对实验数据进行分析  70
  5.5 单宁沉锗微波加热-自然蒸发干燥后的SEM分析  70-71
  5.6 本章小结  71-73
第六章结论  73-75
致谢  75-76
附录  76-77
参考文献  77-82

微波加热干燥单宁锗酸的工艺研究

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