铬矿亚熔盐液相氧化工艺—多元体系溶解平衡的研究

《铬矿亚熔盐液相氧化工艺—多元体系溶解平衡的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、铬矿亚熔盐液相氧化工艺—多元体系溶解平衡的研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：江春立指导教师：张红晶讲师、谭世语教授专业：化学工程与技术学科门类：工学重庆大学化学化工学院二O一四年十月万方数据StudyontheProcessforChromeoreLiquidPhaseOxidationandtheDissolutionEquilibriumforLiquidPhaseOxidationSystemofChromeOreAThesisSubmittedtoChongqingUniversit

2、yinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByJiangChunliSupervisedbyZhangHongjinginstructor&Prof.TanShiyuSpecailty：ChemicalEngineeringandTechnologyCollegeofChemistry&ChemicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaOctob

3、er,2014万方数据重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要铬盐是重要的化工与冶金基础原料，其中铬酸钠的产量占到整个铬盐产量的70%。传统的铬铁矿有钙焙烧制备铬盐的工艺，由于能源利用率低、环境污染大等缺点，正逐渐被无钙焙烧、液相氧化等工艺取代。其中铬铁矿液相氧化制铬盐工艺因具有资源及能源利用率高、反应条件温和、污染小等优点备受关注。本论文针对我国资源特色及市场需求，在中科院过程研究所研发的亚熔盐化工冶金技术基础上，提出了以氢氧化钠为反应介质，铬铁矿为原料的液相氧化工艺，拟从源头消除环境污染，并在此基础上，针对

4、铬、铝、硅的后续分离问题，依据相平衡是物质结晶分离的基础，参照产物组成，用静态法测定了新工艺所涉及体系的溶解度数据，构建了溶解度图解析了碱-铬-铝-硅复杂体系中Na2CrO4的溶解度变化。论文主要研究内容如下：（1）构建了以氢氧化钠为反应介质，铬铁矿加压碱浸氧化反应,考察了反应温度、反应时间、氧气压力、矿碱比、碱浓度对铬浸出率的影响，结果表明，在优化工艺条件下，铬的浸出率为99%以上，对反应残渣的XRD和SEM表征表明铬铁矿在氢氧化钠亚熔盐体系溶解过程中存在固态产物层，固相层的主要成分为铁氧化物及镁合物

5、。（2）针对铬铁矿亚熔盐清洁工艺的要求，参照产物的组成，采用平衡分析法，测定了常压下铬铁矿液相氧化生产铬盐工艺分离过程涉及的NaOH–H2O–Na2CrO4、NaOH–H2O–NaAlO2、NaOH–H2O–Na2SiO3三元体系，NaOH–H2O–Na2CrO4–Na2SiO3、NaOH–H2O–Na2CrO4–NaAlO2、NaOH–H2O–Na2SiO3–NaAlO2四元体系及NaOH–H2O–Na2CrO4–Na2SiO3–NaAlO2五元体系中Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3的溶解

6、度,实验的温度范围为353.15K–403.15K,发现铬酸钠溶解度随NaOH浓度的增高而显著减小，随温度的升高而增加；铝酸钠溶解度亦随温度的升高而增大，但受温度影响大。（3）研究过程分别用理想方程、λ-h方程和Apelblat方程对测量的铬钠溶解度数据进行了回归，发现Apelblat方程可较好的预测Na2CrO4的溶解度（4）铝酸钠、硅酸钠无论单独存在还是同时共存于体系中，均会降低铬酸钠的溶解度，其中铝酸钠对铬酸钠的溶解度影响最大，硅铝共存反而对铬酸钠溶解度的影响最小关键词：铬矿，液相氧化，分离，溶

7、解平衡I万方数据重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTChromateisoneoftheimportantbasicrawmaterialsinthechemicalandmetalluraical,whichaccountedfor70%ofchromiumsaltproduction.Theconventionalmanufacturemethodofchromiumsaltsistheprocessof―calciumroastingofchromite‖,Whichhasthedisad

8、vantagesoflowenergyefficiencyandhighenvironmentalpollution.Accordingly,itisgraduallybeingreplacedbythecleanerprocesses,e.g.calcium-freeroastingandliquid-phaseoxidation.Amongthem,theliquid-phaseoxidationprocessescanachieveh