铬铁酸溶法制取铬盐产品清洁生产工艺之酸溶工序的研究摘要
铬盐作为重要的工业基础原料,应用极其广泛,但其生产过程污染问题突出,迫切需要研究清洁生产工艺。铬铁矿为原料的“有钙焙烧”工艺,会产生大量高毒性铬渣;“无钙焙烧”工艺相对产生的铬渣较少,但对铬铁矿中硅含量及矿种要求较高;“亚熔盐法”虽兑现了铬渣、含铬烟尘的零释出,但由于其经济性较差至今仍然没有被广泛应用。铬铁为原料出产铬盐因其“三废”排放量较少且易于控制而备受关注,其清洁生产技术研究进展显著。本文通过实验系统研究了铬铁酸溶法制取铬盐产品清洁生产工艺的酸溶工序,确定了酸溶工序的最佳反应条件,即最佳反应温度、最佳反应浓度、最小加酸量等主要技术参数,分析了温度与酸不溶物质量的关系、温度与铬铁溶出率的关系、实际加酸量与酸不溶物质量的关系、实际加酸量与铬铁溶出率的关系、不同酸浓度的最佳反应条件下的铬、铁浓度,对酸溶反应前后的铬铁进行了电镜扫描和电子探针分析对比,初步探讨了酸溶反应的机理。结果表明:选取95℃为酸浓度为20%,5g铬铁与8倍过量酸反应至不产气体的最佳反应温度。选取110℃为酸浓度为30%,5g铬铁与8倍过量酸反应至不产气体的最佳反应温度。选取120℃为酸浓度为40%,5g铬铁与8倍过量酸反应至不产气体的最佳反应温度。选取130℃为酸浓度为50%,5g铬铁与8倍过量酸反应至不产气体的最佳反应温度。当5g铬铁,反应温度为95℃,硫酸浓度为20%时,满足实验和工程要求的实际最小加酸量为理论加酸量的1.07倍,即6.53mL。当5g铬铁,反应温度为110℃,硫酸浓度为30%时,满足实验和工程要求的实际最小加酸量为理论加酸量的1.22倍,即7.44mL。当5g铬铁,反应温度为120℃,硫酸浓度为40%时,满足实验和工程要求的实际最小加酸量为理论加酸量的1.63倍,即9.94mL。当铬铁质量为5g时,酸浓度为50%,反应温度为130℃时,满足实验和工程要求的最小加酸量为理论加酸量的1.96倍,即11.96mL。由不同酸浓度的最佳反应条件下铬、铁浓度大小和铬铁酸溶法制取铬盐产品清洁生产工艺之分离工序的要求可以知道,20%酸浓度为最佳酸浓度。5g铬铁,20%酸浓度,反应温度为95℃,加酸量为理论加酸量的1.07倍,即6.53mL的加酸量。这一反应条件是满足铬铁酸溶法制取铬盐产品清洁生产工艺的实验要求和整体工艺要求的最佳反应条件。
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