硫酸铵焙烧法分解高碳铬铁渣提取有价金属研究

发布时间：2018-06-12 04:50

本文选题：高碳铬铁渣 + 硫酸铵　；参考：《昆明理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：高碳铬铁渣是在冶炼高碳铬铁合金过程中产生的冶炼渣。目前我国已累计堆存超过2000万t,同时每年以300万t的产量增加。常规处置方法难以综合利用其中有价金属,造成严重的资源浪费。针对高碳铬铁渣常规处理及处置方法难以实现渣中有价组分的高值化利用而造成的资源浪费问题,本论文提出了硫酸铵活化焙烧法分解高碳铬铁渣提取有价金属的技术思路。围绕该技术思路,本论文系统研究了焙烧过程相转变和焙烧过程热力学、焙烧工艺及焙烧宏观动力学、MgSO4-Al2(SO4)3-(NH4)2SO4-H2O四元系相平衡测定及焙烧浸出液中多元有价组分分离方法设计等,最终形成了硫酸铵焙烧分解高碳铬铁渣提取有价金属的技术流程。本论文获得的主要创新结果如下：(1)研究证实了硫酸铵与高碳铬铁渣的混合料在不同的温度下焙烧后,得到的产物物相不同。为保证高碳铬铁渣的高效转化分解,焙烧分解温度不能低于350℃。并在热力学上证明了硫酸铵焙烧分解高碳铬铁渣的可行性。(2)研究获得了硫酸铵焙烧分解高碳铬铁渣的优化条件,具体为铵渣比5：1、焙烧温度380℃、焙烧时间2 h、渣粒度控制在74μm以下；在优化的焙烧条件下,高碳铬铁渣中Mg、Al、Cr和Fe的浸出率分别在92%、80%、85%和92%以上。(3)硫酸铵焙烧分解高碳铬铁渣过程符合未反应核收缩模型,控制步骤为表面化学反应,Mg焙烧分解的表观活化能为49.19 kJ/mol,Al焙烧分解的表观活化能为70.59kJ/mol;焙烧过程中,渣外部生成的硫酸金属铵盐产物层阻碍了硫酸铵往颗粒内部的进一步传质。(4)首次测定了40℃和80℃下MgSO4-Al2(SO4)3-(NH4)zSO4-H2O四元系的平衡关系,获得了在一定浓度的(NH4)2SO4溶液中,MgSO4和A12(SO4)3溶解度大小的相互依赖关系；并以此为理论依据,结合焙烧浸出液中镁铝多、铬铁少的特点及浸出液的成分,形成了焙烧浸出液冷却结晶分离铝、酸度调控选择性沉淀铬和铁、碱度调控沉淀氢氧化镁的分离路径,分别获得了Mg和A1的主要高值化产品,NH4A1(SO4)2·12H2O和Mg(OH)2,实现了高碳铬铁渣中有价金属的高值化利用。
[Abstract]:In this paper , the technological process of extracting valuable metals from high - carbon ferrochrome slag by ammonium sulfate calcination is studied . The results are as follows : ( 1 ) The research shows that ammonium sulfate is used to decompose high - carbon ferrochromium slag .
In the optimized roasting condition , the leaching rate of Mg , Al , Cr and Fe in high - carbon ferrochrome slag was 92 % , 80 % , 85 % and 92 % respectively .
Based on this , combined with the characteristics of Mg - Al and Cr - Fe in the leaching solution and the components of leaching solution , the separation path of the calcination leaching solution cooling crystallization separation aluminum and acidity regulation and selective precipitation of chromium and iron was formed . The main high - value products of Mg and Al were obtained , NH4Al ( SO4 ) 2.12H2O and Mg ( OH ) 2 were obtained , and the high - value utilization of valuable metals in high - carbon chromium iron slag was realized .
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X757;TF046.2

【参考文献】