制革下脚料的脱铬与铬的再利用

摘要

制革下脚料是皮革工业的主要固体废弃物，它的主要成分是含有重金属铬的胶原蛋白，三价铬不仅具有重金属毒性，同时其与肽键结合，使得其难于回收利用。目前国内主要处理方式仍以填埋、焚烧为主，不仅造成了大量胶原蛋白的浪费，尤其带来了严重的环境污染。本文就如何脱铬并利用脱铬液进行鞣剂的再生进行了研究。
　　 本文通过对不同的脱铬方法进行对比，确定利用碱酸进行联合脱铬，并优化条件如下:当温度条件45℃，初始固液比1:10，NaOH浓度1.0％(w/v)，碱处理时长60min; H2SO4浓度5.0％(v/v)，体积40mL，酸处理时长40min进行脱铬操作。利用脱铬液循环利用以及浓缩等方法提高脱铬液中碱式硫酸铬的含量，并与制革铬粉联合用于制革的复鞣工序，在满足一般热收缩温度（93℃以上）的同时起到了一定的填充作用。
　　 酸碱联合脱铬可以脱除83％左右的铬;再生鞣剂的复鞣效果好，复鞣后皮革的物理性质与单一使用制革铬粉并无差别，且热收缩温度可以达到93℃以上。
　　 最后，本文对中试工艺进行了初步设计，分析了中试的成本投资，并提出了中试工艺的设备选型。

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摘要

第一章 文献综述

1．1 课题介绍和意义

1．1．1 皮革行业现状

1．1．2 氨基酸肥的发展

1．1．3 铬元素的生物学意义以及铬回收的重要性

1．2 皮革下脚料的脱铬

1．3 氨基酸-多肽肥

1．3．1 胶原纤维结构的发现

1．3．2 降解方法选择

1．3．3 条件选择

1．3．4 原料选择

1．4 含铬废液的处理与利用

1．4．1 铬鞣废液及脱铬回收液的处理与循环利用

1．4．2 铬回收废液的处理与利用

1．5 我国铬回收研究现状及前景

第二章 制革下脚料的脱铬

2．1 皮革的结构

2．2 实验仪器及材料

2．3 实验方法

2．3．1 碱式硫酸铬含量(以Cr2O3计)的测定

2．3．2 蛋白及多肽的测定

2．3．3 氨基酸的测定

2．3．4 皮革含水量的测定

2．3．5 脱铬方式的确定

2．3．6 酸碱联合脱铬条件的优化

2．4 结果与讨论

2．4．1 皮革含水量

2．4．2 原料总铬测定

2．4．3 蛋白、多肽标准曲线的绘制

2．4．4 氨基酸标准曲线的绘制

2．4．5 脱铬环节有关数据的分析

2．4．6 不同状态原料的选取

2．4．7 酸碱联合脱铬条件优化

2．4．8 小结

第三章 铬的回收与再利用

3．1 含铬废液的形式与特点

3．2 实验仪器及材料

3．3 实验方法

3．3．1 简单比色法测定Cr(Ⅲ)的含量

3．3．2 滴定法测定铬含量(以Cr2O3计)

3．3．3 比色法测定Cr(Ⅵ)的含量

3．3．4 铬回收液的简单消解

3．3．5 沉淀回收与鞣剂的可用性研究

3．3．6 铬鞣剂的再生

3．4 结果与讨论

3．4．1 Cr(Ⅲ)浓度与吸光度标准曲线的绘制

3．4．2 滴定法测定碱式硫酸铬含量(以Cr2O3计)

3．4．3 比色法测定Cr(Ⅵ)标准曲线的绘制

3．4．4 沉淀回收

3．4．5 铬鞣剂的再生

3．5 小结

第四章 中试工艺设计及成本核算

4．1 引言

4．2 工艺流程

4．3 投资估算

4．3．1 原料价格

4．3．2 处理1吨制革下脚料时的配料比

4．4 主要机械设备投资表

4．5 流动资金投资估算表

4．5 成本分析

4．6 效益

4．7 小结

第五章 结论与建议

5．1 本课题的创新点

5．2 实验结论

5．2．1 脱铬条件

5．2．2 脱铬液再生鞣剂与复鞣效果

5．2．3 中试工艺

5．3 对今后工作的建议

参考文献

附录

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介

答辩委员会决议

硕士研究生学位论文答辩委员会决议书