饱和铬酸钠共存苛性碱中铬铁矿的氧化分解行为

为考察铬铁矿苛性碱氧化浸出反应体系循环苛性碱溶液对铬铁矿氧化分解行为的影响,以90℃下饱和铬酸钠共存苛性碱(代替单一苛性碱溶液)作为反应介质,研究了苛性碱浓度、氧气分压、铬铁矿粉粒度、反应温度、反应时间等参数对铬铁矿氧化分解过程的影响规律,分析了铬酸钠与苛性碱的分离效果以及铬酸钠与铝、硅杂质元素的分离效果。研究结果表明,铬铁矿氧化分解的较佳工艺条件为苛性碱浓度50wt%、氧气分压3.2 MPa、铬铁矿粒度小于48 μm、反应温度250℃、反应时间240 min。在较优工艺条件下,铬铁矿中铬元素的浸出率达到95.24%;铬铁矿中浸出的铬有96.36%以铬酸钠晶体的形式在后续浸出渣溶解分离过程中进入溶晶液,而铬铁矿中浸出的铝、硅分别有84.92%和95.04%进入到浸出液中;同时,未参与反应的苛性碱有89.41%保留在浸出液中。与苛性碱单一反应介质氧化分解铬铁矿的过程相比,本工作采用的反应方式将从铬铁矿中浸出的主元素铬、杂质元素铝和硅,以及未参与反应的苛性碱分别调整到溶晶液和浸出液中,获得了较好的分离效果。     

铬铁矿无钙焙烧渣的酸浸解毒及浸出行为

在对铬铁矿无钙焙烧渣的组成进行系统分析表征的基础上，提出了在酸性条件下，利用铬渣中未反应的铬铁矿（Fe，Mg）（Cr，Fe）2O4中的二价铁与重铬酸根离子发生氧化还原反应，实现铬渣自身解毒的新方法。研究表明：机械球磨对于铬渣酸浸解毒过程是一个主要的影响因素，对应的铬渣粒度为6~16.5 μm，铬渣酸浸解毒的较好工艺条件为：硫酸质量分数为5%，液固比为4 mL/g，反应温度为80 ℃，反应时间为60 min。解毒后铬渣中六价铬质量分数能降至2.5×10-5以下。     

铬铁矿酸溶

研究了铬铁矿同硫酸于温度140—210℃进行反应生成硫酸铬的反应动力学，反应的控制步骤为界面化学反应。研究了温度、硫酸浓度及加入高氯酸对反应速度的影响。增加硫酸浓度有利于形成酸不溶的硫酸盐。82％的硫酸于140—210℃间的反应活化能为77千焦耳／摩尔。铬的溶解可用4变量应答曲面模型表述。     

含铬污泥中铬的氧化处理研究

考察了含铬污泥的氧化方法。采用硫酸溶液将污泥中的三价铬浸出后,在碱性条件下,以过氧化氢为氧化剂将浸出液中的三价铬氧化成六价铬。当过氧化氢计量比为3.9,反应pH值为11.0,反应温度为50℃时,三价铬氧化率可以达到96.5%。该方法用于污泥处理可实现铬铁的分离和铬的回收利用。     

铬铁矿酸浸过程强化及铬铁分离研究进展

铬铁矿是铬盐生产的主要原料来源,铬铁矿酸浸工艺因无Cr（Ⅵ）污染且资源利用率高而备受关注。综述了近年来铬铁矿酸浸过程强化以及铬铁分离方法的研究进展。铬铁矿酸浸工艺是以硫酸为强酸浸出,通过机械活化处理、氧化剂的加入以及微波加热等辅助强化方法,使得铬铁矿能够被高效、快速地浸出。浸出液中的铬铁分离方法主要有针铁矿法、黄铁矾法、萃取法、草酸法、铁蓝沉淀法和莫尔盐法等。多种强化手段与反应过程相结合已成为铬铁矿硫酸浸出工艺的重要研究方向。     

磷铋钼蓝小体积比色测定铬铁矿中的磷

铬铁矿试样经氢氟酸、高氯酸分解,氯化铬酰挥发除铬,四氟化硅挥发除硅,于3%硫酸酸度中,磷与钼酸铵生成磷钼杂多酸,用抗坏血酸作还原剂,加入铋(Ⅲ),生成蓝色的磷铋钼杂多化合物。利用简便的小体积比色,提高反应灵敏度,在分光光度计上,于波长700 nm处测量吸光度。该方法经铬铁矿国家标准物质验证,精密度RSD%为16.43%~22.78%,准确度RE%为8.57%~15.18%,本方法适用于测定铬铁矿中0.0003%~0.12%的磷量。     

固化铬渣的解毒研究

为了处理某含有较低毒性的固化铬渣,首先通过超声破解的方法浸出固化铬渣中的六价铬,再利用水合肼对浸出液中的六价铬进行还原处理,并探讨多种因素对六价铬还原的影响。结果表明：超声处理5 h可以使大部分的六价铬从固化铬渣中浸出;在碱性范围内,投料比、反应温度、反应时间及pH对六价铬的还原影响显著。反应的最佳实验条件为：反应温度为60 ℃、浸出液的pH为8.5、n（水合肼）∶ n（六价铬）=130∶1、反应时间为30　min。在最佳实验条件下,六价铬的去除率达到了98.6%,六价铬的最终质量浓度为0.09 mg/L。     

污泥无机湿法资源化回收铜镍的研究

根据《国家危险废物名录》(2021版),电镀污泥隶属危险废物，因其富集铜、镍等金属化合物，资源化利用可行性高，目前国内无机湿法资源化多采用酸溶+除杂+碳酸化合物法工艺制取碳酸铜、碳酸镍，但存在资源化对象单一，共沉淀区间大，产品纯度低等问题，本文通过对酸溶浸取、除杂沉淀、分步分离等工艺步骤进行理论计算，综合分析各工艺控制点，对各工艺控制点进行组合，进行实验验证，得出硫酸-酸溶浸取+过滤不溶性杂质+铁粉置换金属铜+过滤+硫化除锌+氢氧化法氧化除铁铬+过滤+氢氧化法制氢氧化镍工艺设计，可得产品铜及氢氧化镍，解决了上述问题。     

铬铁矿酸溶电解制铬酸酐

工业生产铬酸酐是将铬铁矿碱性氧化焙烧成铬酸钠,净化后用硫酸酸化为重铬酸钠,重铬酸钠再同硫酸反应制得铬酸酐。该方法铬的总收率不高(小于75%),而且伴生含有Cr6+的固体废副产物,严重威胁环境和工人健康。因此有研     

钒铬还原渣酸浸液中钒铬初步分离工艺

钒铬还原渣是钠化提钒过程的典型危险固体废弃物,其资源化利用需求迫切。中国科学院过程工程研究所提出钒铬还原渣硫酸酸解-钒铬初步分离-铬/钒/铁络合深度分离技术路线,并在攀钢集团建成万吨级示范工程。本文重点考察钒铬还原渣酸解液中钒铬初步分离原理及工艺,研究了H₂O₂和Na₂S₂O₈两种氧化剂对沉钒效果的影响,并通过实验确定了最佳工艺条件。结果表明：以H₂O₂为氧化剂时,H₂O₂与钒摩尔比为0.75、氧化温度为60℃、初始溶液pH为2.0、氧化时间为60min、水解温度为95℃、水解时间为2.5h的条件下可得到84.2%的沉钒率;以Na₂S₂O₈为氧化剂时,Na₂S₂O₈与钒摩尔比为0.65、氧化温度为90℃、氧化时间为45min、沉钒初始溶液pH为2.5、沉钒温度为90℃、沉钒时间为2.5h的条件下可获得93.1%的沉钒率。过硫酸钠氧化过程温和,沉钒率高,铬损失小,更适合工业推广应用。采用SEM获得了沉淀产物的微观形貌,煅烧后得到V₂O₅产品,采用XRF获得了产品组成,通过X射线衍射确定得到的V₂O₅产品为正交晶型。     

铬铁矿无钙焙烧铬渣的深度提铬与无害化处理

铬铁矿无钙焙烧工艺是目前世界上铬化工行业的主流生产工艺,该工艺产出的铬渣中铬含量较高且含有六价铬,直接堆存或填埋不仅造成铬资源的浪费,还会污染环境。基于无钙焙烧铬渣的组成特点,提出了“酸浸预处理-钠化氧化焙烧-湿法解毒”的处理方法,确定了较优的工艺参数,分析了方案的可行性。研究结果表明,无钙焙烧铬渣通过两级酸浸预处理除杂,提高了铬的品位;酸浸渣经过氧化焙烧,实现了铬的深度提取;全流程铬的提取率最高达到73%以上,尾渣中氧化铬质量分数降至5.60%;尾渣经湿法解毒处理,浸出毒性满足进入一般工业固体废物填埋场填埋的污染控制指标限值的要求。该研究结果可为无钙焙烧铬渣的深度提铬和无害化处理提供新的技术思路。     

利用铬铁合金生产铬盐的新工艺研究

针对目前铬盐生产中存在的六价铬污染问题,介绍了“铬铁-三价铬冶金化工联合法”新型无污染的铬盐生产工艺。新工艺以铬铁合金为原料,用硫酸作为浸出剂,将合金中的铬和铁浸出,浸出后的硫酸铬溶液经过硫化除杂、草酸沉铁和萃取深度除杂、沉淀氢氧化铬及煅烧,制备出氧化铬。整个工艺过程中的铬都是以三价形态存在,彻底解决了传统铬盐生产工艺中存在的六价铬污染问题。对于铬铁合金中伴生的大量铁,通过除杂可以生产电池材料磷酸铁锂的原料——草酸亚铁,实现了资源的综合回收利用,并可以产生很好的经济效益。该工艺铬的浸出率可以达到99%,生产的氧化铬纯度可以达到99%以上,而且粒度分布很好,可以用于颜料行业及冶金行业,生产流程简单,易于实现产业化。     

生物质解毒液相氧化法铬渣的工艺研究

铬渣（COPR） 是采用铬铁矿生产铬化合物过程中产生的固体废弃物,因其含有六价铬被列为危险固体废物。铬渣的堆放对环境具有较强的危害,寻求经济、高效、无二次污染的治理方法是治铬工作者们关注的焦点。采用生物质香蕉皮对液相氧化法铬渣开展了解毒工艺研究。在反应温度为90 ℃、香蕉皮添加量为10%（以渣质量计）、反应时间为1.5 h、加酸量为4 mol/kg（以1 kg铬渣加入的氢离子物质的量计）、液固体积质量比为3 mL/g的最佳工艺条件下,解毒后铬渣的浸出毒性远小于一般工业固体废弃物的环保排放标准,可以作为一般固体废弃物进行填埋。通过对香蕉皮解毒铬渣过程中铬元素在各物流中的分布与价态变化分析,发现香蕉皮解毒铬渣的过程为吸附耦合还原机理。     

黏土钒矿直接常压活化酸浸提钒热力学分析

目前黏土钒矿直接酸浸的试验以及基础性研究较少,为了进一步推动此类问题的研究进展,本项研究采用试验结合热力学计算的方法,通过试验得到了最佳浸出剂结果,运用热力学计算诠释了活化浸出钒过程的热力学行为以及其机理,同时进一步分析了不同硫元素的总量对酸浸液中各组分的影响,为从酸浸液中提钒工艺进行了溶液化学分析。结果表明：二氧化锰有能力将低价钒氧化至高价钒,从而提升钒的浸出率,升高温度对浸出率的提高以及二氧化锰的氧化均会造成不利影响,但是会抑制杂质的浸出,对杂质分离起到积极影响。硫酸的用量一方面会影响浸出过程的pH,同时会影响酸浸液中各组分的含量,低硫的酸浸体系与高硫体系中钒的离子形态存在差异。低硫体系中铁杂质的溶解度会小于高硫体系,有利于提钒过程中杂质的分离。通过分析浸出过程中溶液组分的变化,可以为后续提钒工序提供理论依据。     

镀铬废水中铬的回收及其应用

介绍了用离子交换法处理含铬废水的离子交换柱的洗脱液中Cr6 的处理方法。该处理方法为:洗脱液中的Cr6 经还原处理为Cr3 ,用化学沉淀法和絮凝法将其转化为Cr(OH)3沉淀,经硫酸酸化,结晶为高纯硫酸铬,作为一种铬鞣剂,应用于皮革工业的鞣革,取得了良好的效果。     

铬铁矿无钙焙烧渣盐酸浸出

铬渣是铬铁矿生产铬盐剩下的尾矿,因含有大量铬铁铝镁元素,也是一种二次资源。采用湿法冶金工艺回收铬渣中铬、铁、铝、镁,以浓盐酸作为浸提剂,考察了液固比、浸出温度以及时间对铬、铁、铝、镁浸出效果的影响。结果表明,最佳浸出条件为：盐酸浓度12 mol·L^-1,液固比5.6 ml·g^-1,浸出温度110℃,时间6 h,该条件下铬浸出率为67.76%,同时铁铝镁浸出率分别达到89.89%、93.99%和95.21%。铬、铁、铝、镁在铬渣中存在物相不同造成了其浸出率之间的差异。此外,铬、铁、铝、镁浸出过程均符合未反应缩核模型,且主要受界面化学反应控制,其表观活化能分别为102.31、78.10、66.44和81.66 kJ·mol^-1。     

铬渣中铬的氧化法浸出工艺条件的研究

采用碱性条件下氧化处理铬渣的方法研究了氧化剂种类及各工艺条件对铬渣中铬浸出量的影响。结果表明,NaOH加入量为0.12 g,氧化剂NaClO3的加入量达0.2 g或Na2C2O6加入量为0.2 g时,在80℃水浴条件下反应120 min后,Cr(Ⅵ)与总铬的浸出量最高。延长反应时间和提高水热反应温度,有利于提高铬渣中铬的浸出量,但温度过高会导致铬渣中Cr(Ⅵ)及总铬的浸出量下降。