探析铬铁矿无钙氧化焙烧生产铬酸钠新工艺及反应机理和动力学研究

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1、天津大学硕士学位论文铬铁矿无钙氧化焙烧生产铬酸钠新工艺及反应机理和动力学研究姓名：王开宇申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：谭欣2002.1.1盔婆叁堂塑!：堂堡堡皇———————————————————————竖摘要f(铬铁矿无钙氧化焙烧新[艺是利用铬铁矿碱性氧化焙烧过程-t，产乍的镁铁∥，以术添加含钙物质的循坷返渣作为焙烧填料参’j氧化反应，避免水小溶性铬酸铫的q!成，减少铬渣的排放量，降低铬渣中致癌物六价铬的含量，能很好地解决华势牛产中的环境污染问题。铬铁矿无钙氧化焙烧工艺是极具发展前途的环保技术矿本文首先确定了无钙氧化焙烧生产铬盐的适宜丁艺条件，针对乍产17艺11】】)更)衄机理

2、复杂、反应动力学研究不够完善等问题，进行了初步的机理分析，着蘑研究厂铬铁矿无钙填料高温氧化焙烧反应的动力学，为指导工业化反应装置的设计提供r必要的理论依据和相关参数。考察了不同填料、填料加入量、炉料含铬量、炉料配碱量、以及焙烧温度、焙烧时蚓等闪素对铬铁矿碱性氧化焙烧反应铬氧化率的影响，所确定的适。dI岂参数为：填矿比1．8～2．0、炉料配碱量100～110％、焙烧温度lloo～1150。C、焙烧时叫1．5～20小时，铬氧化率可达85％以上，熟料中水溶性si02含量小于O．1％，水溶性Ah03含量小于O．3％，本工艺的各项指标均优于传统的有钙生产工艺。i对铬铁矿的矿物学及其组成组分进行了分析。＼

3、从分析铬铁矿高温氧化焙烧后熟料的物相组成和氧化焙饶过程中存在的各种物相体系，确定镁铁矿Mg(Fe，～)204的性质及其在无钙焙烧中的填料作用，对铬铁矿高温氧化焙烧反应机理进行分析：对影响铬铁矿焙烧反应的硅、铝等杂质在物料中的积累进行了分析，推导出了杂质积累公式，并对不同铬铁矿碱性氧化焙烧进行了实验验证。提出根据铬铁矿中硅、铝含量的不同，可在炉料中添加硅、铝或对铬渣进行分选，控制炉料中硅、铝的摩尔比和绝对含星，／仿止生成可溶性硅酸赫、铝酸盐而影响铬铁矿焙烧效果和碱性浸取液的质最。y对铬铁矿碱性氧化反应过程进行了分析，确定了影响铬铁矿氧化焙烧的因素和程度；推导出了氧化反应动力学方程，确定了反应速率

4、常数和反应的活化能；建立了铬铁矿氧化反应传质过程模型。关键词：铬铁矿，无钙氧化焙烧，反戍机理，反应动力学，铬舱，乍产J：2＼／、vo＼一＼．＼，墨鲨叁兰型!!：堂丝丝墨一———————————!!堕AbstractAnewtechniqueofpreparingsodiumchromatefromchromiteorebyaddingrecyclingrnagnesiaferriteproducedintheoxidationreactioninsteadofcalcium-containingreagentshasbeeninvestigatedTheproductionofCaCr04ma

5、ln／yfromcalcium-containingreagentisprohibited,thusitreducedthedischargementofresiduecontainingcFwhichcarlleadtoulcer,cancerandenvironmentpollution,especiallytotheundergroundwaterwhenmeetingtheacidmedium．Inthispaper,thedecompositionofchromiteorebyreactingwithanalkalimetalsaltintheoxidizingatmosphereh

6、asbeenresearched,thereactionmechanismandkineticsarea11alyzed．Theaimistoprovidetheoreticalbasisandtechnologicalparametersfbrmedesignofindustrialreactor．Theinfluenceofcalcium-freefiller,contentofCr203，contentofsodiumcarbonateinthereaclantmixture，calcinationtimeandtemperatureontheoxidationrateofchromiu

7、mhavebeenstudied．Thesuitabletechn0岫啦【factorsdeterminedareaSfollow：theratiooffillertochromiteis1．8～2．o，alkaliratio100～110％，bakingperiod1．5～2．0hoursunderl100～1150℃．Theoxidationratioofchromiumintheoreism