铬铁矿液相氧化浸出制备铬盐工艺研究

发布时间：2021-05-25 15:40

　　铬盐作为无机化工产品之一,是国民经济的重要支柱。传统的无钙焙烧工艺存在铬提取率较低及铬渣污染问题,对环境和人类健康威胁巨大。开发铬盐清洁生产工艺是解决当前问题的关键,铬铁矿液相氧化工艺被认为是极具前景的铬盐清洁生产工艺,其具有能耗低、浸出效率高等优势。为了提高浸出体系的固液分离效率和碱回用率,拓展铬盐产品生产工艺,本文提出一种铬铁矿液相氧化法制备铬盐的工艺,通过新型动静组合搅拌系统强化了浸出过程中的多相传质过程,探究了其流场调控机理,实现了铬的高效浸出;根据浸出后混合浆料的性质,开发出了保温沉降的方式,实现了固液体系的高效分离,提高了碱回用效率;针对该工艺的中间产物—铬酸钡,提出了盐酸溶解还原法转化铬酸钡为三价铬盐,实现了铬盐平台产物多向产品开发,与前段各工序衔接形成了全新的铬铁矿液相氧化法制备铬盐的工艺。本文主要取得了以下结果:（1）根据强化铬铁矿加压浸出过程的需要,提出了新型动静组合搅拌系统。同等反应条件下,比传统的动态搅拌桨的铬浸出率高出约10%⁵0%。对动静组合搅拌系统下铬铁矿液相氧化浸出过程进行系统实验,结果表明:反应时间240min、铬铁矿粒度小于58... 

【文章来源】：重庆理工大学重庆市

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 铬盐行业发展状况
        1.2.1 铬资源现状及矿石组成
        1.2.2 氢氧化铬的制备及用途
    1.3 铬盐生产工艺
        1.3.1 有钙焙烧法
        1.3.2 无钙焙烧法
        1.3.3 酸性浸出法
        1.3.4 熔盐液相氧化法
        1.3.5 亚熔盐液相氧化法
    1.4 固液分离方法
        1.4.1 过滤分离
        1.4.2 离心分离
        1.4.3 重力沉降
    1.5 本文研究内容及主要意义
2 铬铁矿碱浸过程强化及动力学研究
    2.1 实验部分
        2.1.1 材料与试剂
        2.1.2 实验仪器与设备
        2.1.3 实验方法
        2.1.4 分析方法
    2.2 实验结果与讨论
        2.2.1 铬铁矿的表征分析
        2.2.2 两种搅拌系统的浸出效率对比实验结果
        2.2.3 动静组合搅拌系统中的铬铁矿液相氧化浸出过程强化研究
    2.3 动力学模型建立
        2.3.1 铬铁矿浸出反应过程
        2.3.2 固液反应控制步骤
    2.4 动力学方程拟合
    2.5 小结
3 新型动静组合搅拌系统强化搅拌槽内流动的数值模拟研究
    3.1 数值模拟研究
        3.1.1 几何模型与计算流域
        3.1.2 模型方法与边界条件
        3.1.3 网格无关性验证
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 不同搅拌系统下的流体流动轨迹
        3.2.2 不同搅拌系统下的速度分布
        3.2.3 不同搅拌系统下的速度等值面分布
        3.2.4 不同搅拌系统下的湍动能分布
        3.2.5 不同搅拌系统下的桨叶尾涡结构
    3.3 小结
4 铬铁矿液相氧化浸出浓碱体系的固液分离研究
    4.1 实验部分
        4.1.1 材料与试剂
        4.1.2 实验仪器与设备
        4.1.3 实验方法
        4.1.4 分析方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 浸出体系组成及反应渣粒度
        4.2.2 稀释过滤效果
        4.2.3 离心分离效果
        4.2.4 保温沉降效果
        4.2.5 三种固液分离方式效果对比
        4.2.6 沉降动力学研究
    4.3 小结
5 盐酸-乙醇联合溶解-还原法转化铬酸钡中间体的研究
    5.1 实验部分
        5.1.1 材料与试剂
        5.1.2 实验仪器与设备
        5.1.3 实验方法
        5.1.4 分析方法
    5.2 结果与讨论
        5.2.1单因素实验
        5.2.2 响应曲面优化盐酸-乙醇联合溶解-还原铬酸钡工艺
    5.3 小结
6 铬铁矿液相氧化法制备铬盐全流程工艺研究
    6.1 铬铁矿液相氧化浸出液中铝的去除研究
        6.1.1 清水区的铝含量对循环浸出过程的影响
        6.1.2 硅酸钠除铝
    6.2 盐酸-乙醇联合溶解-还原铬酸钡中间体的后续工艺补充
        6.2.1 不同乙醇用量对Cr(VI)的还原效果及反应后溶液p H的影响
        6.2.2 Cr(III)的沉淀转化制备氢氧化铬产品
        6.2.3 含钡废液的资源化利用
    6.3 铬盐产品及副产物的表征分析
        6.3.1 粒度分析
        6.3.2 XRD衍射分析
        6.3.3 表面形貌分析
    6.4 全流程工艺
    6.5 小结
7 结论
    7.1 主要结论
    7.2 研究创新点
    7.3 展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
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[3]草酸亚铁法水热合成磷酸铁锂的晶化条件研究[J]. 邢宇,郭雪辉,徐蓓,李晶晶,刘振新,吴德鹏,田红美,贾高鹏,方少明.  精细化工. 2017(10)
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博士论文
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硕士论文
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[6]我国分布式能源可持续发展研究[D]. 阳厚斌.华北电力大学 2013
[7]含铬芒硝的综合利用方案[D]. 付君健.重庆大学 2012
[8]亚熔盐法铬盐清洁工艺铬酸钾中间体钠盐转化工艺研究[D]. 张翊.天津大学 2010



本文编号：3205593