创新技法TRIZ理论南京科技职业精细化工教研室87课件

1创新技法——TRIZ理论南京科技职业学院

精细化工教研室氢氧化镁及其生产技术氢氧化镁作为高效、环保的添加型无机阻燃剂，在国内外得到越来越多的应用，成为无机阻燃剂领域新的研究热点。菱镁矿制得轻烧粉中氧化镁质量分数大于80%，是优质的镁资源。之前采用氨气法制备氢氧化镁，制得的氢氧化镁的形貌多样、工艺简单、成本经济，但是以轻烧粉制备的氢氧化镁纯度低、粒径大、形貌不理想。经过分析，其原因就是轻烧粉中存在的Ca2+、Fe3+、SO42-等杂质造成的。2问题分析采用TRIZ理论，确定了2个工程参数：9（形状）、31（有害因素）。形状：产品的形貌；有害因素：蒸氨溶液中杂质离子。3根据阿奇舒勒矛盾矩阵表，得到6个推荐原理：1）01-分割原理。将一个物体分成几个相互独立的部分。在化工方面包括很多方面，如传质过程中的气体吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等；热力学过程中的温度和压力变化的过程，包括液化、冷冻等。2）02-抽取/分离原理。将物体中产生负面影响的部分或属性取出。3）04-非对称原理。物体由对称形式转为不对称形式。4）07-嵌套原理。一个物体通过另一个物体的空腔。5）24-中介物原理。利用可以迁移或有传送作用的中间物体；将物体暂时附加给某一物体。6）35-改变物体的物理/化学状态。4经过分析，04、07原理与本问题无关；01原理在化工方面应用比较广泛，35原理在本问题上的应用与01原理重叠，且比较专一，可理解为把溶液中氯化镁结晶出来，使其纯度得到提升；02原理是将影响实验结果的负面因素（杂质离子）去除；24原理可以考虑成将蒸氨溶液中的氯化镁转移到另外一个相，从而达到氯化镁与杂质离子分离的效果。因此拟定：02抽取/分离；24中介物；35改变物理/化学状态。5根据02抽取/分离原理推导出对应的分离方法即对杂质离子等除杂，本文采用针对蒸氨溶液的离子等杂质除杂方法得到较纯的氯化镁母液，来排除干扰离子及不溶物杂质对氢氧化镁品质的影响；根据原理24中介物，将正丁醇、丙酮视为中介物，利用其固有的特性，分别用正丁醇、丙酮及正丁醇与丙酮的混合液与蒸氨溶液进行盐（氯化镁）的萃取；根据原理35改变物理/化学状态，在蒸氨反应完成后，为得到高纯度氯化镁溶液，且要改变物理化学状态，需制备饱和的氯化镁溶液，使其冷却结晶。将得到的氯化镁晶体配制相应的溶液做沉镁实验。6结论通过对02抽取/分离原理的应用，在蒸氨反应过程中，加入相应的BaCl2

除去SO42-；在沉镁反应过程中，刚出现沉淀时，立即过滤沉淀，除去Fe3+。最终得到的氢氧化镁纯度提升，形貌及其分散性均有明显的提高，且具有一定的厚度，开始呈块结构，形貌更加规则，各个晶面衍射峰峰值都明显增加。在24原理中介物的应用中，正丁醇与混合体系都可以将蒸氨溶液中的水萃取出来，使盐成分进入有机相。而且正丁醇-丙酮混合体系的盐效萃取效果相对较好。但2种盐成分浸在有机溶剂中，难以分离。7结论原理35结晶提纯中，改变反应过程中物质的物理或化学状态，通过冷却析出的含有氯化镁和氯化铵的晶体，对其做成分检测，发现超过90%都是氯化铵的结晶，只有少量的氯化