鉻鐵強(qiáng)氧化焙燒過程研究.pdf

1、無鈣焙燒法是以鉻鐵礦為原料生產(chǎn)鉻鹽的技術(shù)發(fā)展方向,但目前在我國(guó)95％以上的鉻鹽產(chǎn)能采用落后的有鈣焙燒工藝,極少數(shù)采用無鈣焙燒法的工廠在實(shí)際生產(chǎn)過程中又遇到許多問題:鉻氧化慢(～2h)、鉻氧化率低(＜76％)以及容易出現(xiàn)結(jié)圈現(xiàn)象等。為了強(qiáng)化鉻鐵礦無鈣氧化焙燒過程,本文進(jìn)一步完善了鉻鐵礦無鈣焙燒體系的反應(yīng)機(jī)理,并在理論指導(dǎo)下尋找出一種添加劑來促進(jìn)氧化焙燒反應(yīng)過程,同時(shí),通過實(shí)驗(yàn)研究確定了最佳反應(yīng)條件。
　　 本文以實(shí)驗(yàn)室合成的尖晶石

2、型化合物為原料,較系統(tǒng)地研究了鉻鐵礦無鈣焙燒體系中雜質(zhì)鐵、鋁和硅對(duì)礦石中Cr(Ⅲ)氧化率的影響規(guī)律及其機(jī)理。結(jié)果表明:鉻鐵礦中雜質(zhì)鐵對(duì)Cr(Ⅲ)的氧化率無明顯影響。焙燒過程中FeO被氧化后得到的Fe2O3先與Na2CO3反應(yīng)生成中間產(chǎn)物NaFeO2,它在體系中仍起著堿的作用,使鉻的氧化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,整個(gè)Cr(Ⅲ)氧化過程的反應(yīng)速率均較快;雜質(zhì)鋁能明顯抑制Cr(Ⅲ)的氧化。其主要原因是:在焙燒過程中Al2O3與Cr2O3和MgO反應(yīng)生成相

3、對(duì)穩(wěn)定、難溶的多元復(fù)雜氧化物MgO·(Cr2O3)0.5·(Al2O3)0.5。此外,Al2O3與Na2CO3反應(yīng)生成Na2O·Al2O3,但Na2O·Al2O3難以進(jìn)一步與MgO·(Cr2O3)0.5·(Al2O3)0.5反應(yīng)生成Na2CrO4;雜質(zhì)硅可阻礙Cr(Ⅲ),的氧化過程,這主要是由于當(dāng)溫度高于1173K時(shí),Na2SiO3和Cr2O3發(fā)生的氧化反應(yīng)可逆向進(jìn)行,使生成的Na2CrO4部分發(fā)生分解,從而導(dǎo)致鉻的氧化率降低。

4、　　 基于鉻鐵礦無鈣焙燒體系的氧化反應(yīng)機(jī)理,本文開展了較系統(tǒng)的鉻鐵礦氧化焙燒實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明:焙燒反應(yīng)的最佳條件是配堿量為理論量的110％～120％,焙燒溫度為1323K,反應(yīng)時(shí)間為30min～60min;向體系添加物質(zhì)A可明顯提高鉻氧化率,其主要原因是:添加劑A的加入可使氧化焙燒體系的液相量明顯降低;在1223K～1323K溫度范圍內(nèi),隨著焙燒溫度的升高,焙燒體系中的液相量基本保持不變,有利于氧氣向焙燒體系的擴(kuò)散,此時(shí)物質(zhì)A對(duì)Cr