铬盐无钙焙烧渣加压硫酸浸出.pdf

2014年12月 The Chinese Journal of Process Engineering Dec. 2014收稿日期:2014?08?28,修回日期:2014?11?02 基金项目:国家高技术研究发展计划(863)基金资助项目(编号:2011AA060702) 作者简介:赵备备(1988?),男,山东省德州市人,硕士研究生,矿物加工工程专业,E-mail: 857597044@;王少娜,通讯联系人,Tel: 010-82544856, E-mail: ******@ipe..铬盐无钙焙烧渣加压硫酸浸出赵备备1,2, 王少娜2, 郑诗礼2, 杨得军3[1. 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083;2. 中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室,北京 100190;3. 中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司,河北秦皇岛 066004] 摘要:对铬盐无钙焙烧渣进行加压硫酸浸出,考察了硫酸浓度、反应温度、铬酸酐加入量、反应时间、铬渣粒度对铬渣硫酸浸出效果的影响. 结果表明,焙烧渣主要物相组成为:铬铁矿(FeCr2O4)和镁铁矿[Mg(Fe,Al)2O4]%,赤铁矿(α-氧化铁)%,钠霞石(NaAlSiO4)%. 铬高效溶出的最佳工艺条件为:硫酸浓度65%(ω),反应温度120℃,铬酸酐加入量为铬渣质量的10%,反应时间2 h,搅拌转速500 r/min,%. 尾渣以硅物相为主,%. 浸出过程符合收缩未反应核模型, kJ/mol,反应速率为外扩散和化学反应混合控制. 关键词:铬盐;物相;硫酸;浸出;加压;铬酸酐中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009?606X(2014)06?0915?081 前言无钙焙烧是国内外铬盐生产的主要方法,其核心是在铬铁矿焙烧过程中不使用钙质填料,采用返渣作为填料避免炉窑结圈问题[1]. 我国从20世纪80年代开始研发铬盐无钙焙烧生产工艺[2],甘肃锦世化工有限责任公司研发的无钙焙烧技术已实现工业化,采用返渣作为惰性填料[3];内蒙古黄河铬盐股份有限公司研发的无钙富氧多次焙烧制备重铬酸钠联产高碳铬铁工艺也实现了工业化[4],以未反应的铬铁矿为惰性填料,解决了焙烧过程中窑炉结圈问题. 铬盐无钙焙烧工艺因不添加钙质填料,可大幅减少铬渣产生量,但铬渣中残留的总铬含量高达10%以上,仍存在一定的环境隐患,且造成资源浪费. 目前,我国无钙焙烧铬渣的主要处置方法为生产碳素铬铁、低铬生铁和干法解毒后炼铁[5],存在如下问题:(1)生产碳素铬铁能耗很高,不宜大规模推广;(2)由于无钙焙烧渣中钠含量高,生产低铬生铁过程中需添加钙质填料脱钠,会产生致癌物质铬酸钙[6];(3)干法解毒后炼铁虽能实现铬的解毒,但不能充分利用铬资源. 因此,研究开发更加安全、经济实用的无钙焙烧铬渣中铬的高效分离回收技术势在必行. 利用硫酸浸出铬铁矿提铬已有报道[7?9]. 硫酸浸出铬铁矿