铬铁矿无钙焙烧渣中铬的绿色提取

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0556

摘要/Abstract

摘要：

铬铁矿无钙钠化氧化焙烧—水浸提取是目前铬盐生产的主流工艺，提取剩余的铬渣中仍然存在一定量未反应完全的铬及新生成的含铬矿物。开展从铬渣中深度提取铬的绿色工艺研究，对于资源综合利用具有十分重要的意义。以铬铁矿无钙焙烧铬渣为原料，提出了一种铬渣烧碱焙烧—水浸提铬绿色工艺。研究结果表明：无钙焙烧铬渣通过烧碱焙烧—水浸提铬绿色工艺，不仅降低焙烧反应温度，还可以消除传统焙烧过程中产生的CO₂，实现铬的绿色提取；铬的提取率达到92%以上，经过焙烧—浸出产生的铬渣中Cr（Ⅵ）含量降低至3.85 mg/L；铬的氧化焙烧动力学由内扩散控制，频率因子A为0.39 s^-1，反应表观活化能E_a为15.22 kJ/mol。该研究结果可为无钙焙烧铬渣的深度绿色提铬及铬渣资源化处理提供新的技术思路。

关键词: 铬铁矿, 提取铬, 铬渣, 绿色提取

Abstract:

Calcium⁃free oxidative roasting of chromite ore and water leaching is the mainstream process of chromium salt production，but there is still a certain amount of residual chromite ore and some newly generated chromium⁃containing minerals in the chromite ore processing residue（COPR）.Research on the eco⁃friendly process of deep extraction of chromium from the COPR will be very important to the comprehensive utilization of resources.An eco⁃friendly extraction process of chromium salt from the COPR was proposed.The research results showed that the chromium could be extracted by an eco⁃friendly alkali roasting⁃water quenching process，and this new process could not only reduce the roasting reaction temperature，but also eliminate CO₂ produced in traditional roasting process.The extraction rate of chromium reached more than 92%，and the Cr（Ⅵ） in the leached chromium slag was reduced to 3.85 mg/L.The kinetics of the oxidative roasting of chromium was controlled by internal diffusion with a frequency factor A of 0.39 s^-1 and an apparent activation energy of the reaction E_a of 15.22 kJ/mol.The obtained results could provide new technical ideas for deep extraction of chromium from COPR using an eco⁃friendly process.

Key words: chromite ore, extraction of chromium, chromite ore processing residue, eco?friendly extraction

中图分类号:

TQ136.11

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图/表 16

表1

图1

图2

图3

图4

图5

图6

表2

图7

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图8

表4

图9

图10

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表5

参考文献 30

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序号	焙烧温度/℃	焙烧时间/min	烧碱用量/%	铬提取率/%
1	700	150	50	71
2	700	90	50	81
3	800	120	50	92
4	900	150	50	86
5	800	120	50	92
6	800	120	50	90
7	800	120	50	93
8	900	120	40	93
9	700	120	60	73
10	900	90	50	88
11	800	90	60	76
12	700	120	40	68
13	800	120	50	91
14	800	90	40	84
15	800	150	40	90
16	800	150	60	73
17	900	120	60	81

来源	平方和	自由度	均方差	F值	P值
模型	1 088.93	9	120.99	9.52	0.003 6
A	378.13	1	378.13	29.76	0.001 0
B	10.12	1	10.12	0.80	0.401 7
C	128.00	1	128.00	10.07	0.015 6
AB	16.00	1	16.00	1.26	0.298 8
AC	72.25	1	72.25	5.69	0.048 6
BC	20.25	1	20.25	1.59	0.247 2
A²	154.12	1	154.12	12.13	0.010 2
B²	69.06	1	69.06	5.43	0.052 5
C²	194.69	1	194.69	15.32	0.005 8
残差	88.95	7	12.71
失拟值	83.75	3	27.92	21.47	0.006 3
纯误差	5.20	4	1.30
总离差	1 177.88	16

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