由氫氧化鉻渣制取超細(xì)碳化鉻的研究.pdf

1、碳化鉻粉體性能優(yōu)異,如化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、硬度高、耐磨耐蝕性能好、熔點(diǎn)高,與鈷、鎳等金屬潤(rùn)濕性好等,使其在冶金工業(yè)、電子工業(yè)、耐高溫涂層等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。本論文以鉻鐵礦經(jīng)無鈣焙燒工藝所產(chǎn)生的氫氧化鉻渣為原料,研究提出一種超細(xì)碳化鉻粉體制備方法,即氫氧化鉻渣經(jīng)堿浸脫鋁后煅燒制備氧化鉻中間產(chǎn)品,基于氧化鉻中間產(chǎn)品,采用碳熱還原法成功制取超細(xì)碳化鉻粉體。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　研究了氫氧化鉻渣中鋁堿浸行為及浸出動(dòng)力學(xué),對(duì)鋁浸出過程的控

2、制性步驟進(jìn)行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)鋁浸出過程有明顯影響,只有當(dāng)溫度提高至373 K后,才能取得明顯的鋁浸出效果,鋁浸出率可達(dá)94.07％。在343~373 K溫度范圍內(nèi),鋁浸出反應(yīng)表觀活化能為62.38 kJ/mol,浸出過程受界面化學(xué)反應(yīng)控制,動(dòng)力學(xué)方程遵循粒徑縮小收縮反應(yīng)芯模型。
　　基于單因素實(shí)驗(yàn),考察了氫氧化鈉用量、液固比、反應(yīng)溫度、攪拌速度、反應(yīng)時(shí)間等對(duì)氫氧化鉻渣中雜質(zhì)鋁脫除效果及堿浸渣中鉻主含量的影響。結(jié)果表明,在浸出

3、溫度373 K、[NaOH]ini.=150 g/L、L/S=7/1(mL/g)、攪拌速度400 r/min、保溫3.5 h等條件下,氫氧化鉻渣中鋁脫除率可達(dá)92.69%。堿浸渣經(jīng)三級(jí)逆流洗滌脫堿后,在1223 K溫度條件下煅燒1.5 h,所得氧化鉻中間產(chǎn)品的鉻的主含量可達(dá)到97.23%。
　　為提高堿浸液循環(huán)使用效率,采用石灰沉淀法脫除堿浸液中的鋁。基于單因素實(shí)驗(yàn),分別考察了石灰用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等對(duì)鋁脫除效果的影響。結(jié)果

4、表明,在石灰用量按CaO/Al質(zhì)量比3:1計(jì)及常溫反應(yīng)3 h條件下,堿解液脫鋁效果較好,鋁脫除率可達(dá)96.93%。
　　基于氧化鉻碳熱還原熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析,以氧化鉻中間產(chǎn)品為原料,研究了碳源、混料方式、熱還原溫度及時(shí)間等因素對(duì)制取超細(xì)碳化鉻的影響。當(dāng)以炭黑作碳源,其用量按理論量過量2%計(jì),氧化鉻與炭黑經(jīng)高性能球磨機(jī)研磨5 min混勻后,然后置入高溫氣氛管式爐中,按1 L/min的流量通入氬氣將管內(nèi)空氣排空,進(jìn)而在1373 K溫度