铬铁矿处理报告.ppt

实验背景及铬的基本介绍 铬的应用之广 应 用 领 域 冶金工业76% 耐火材料13% 化学工业11% 铬铁合金 金属铬 铬砖、铬镁砖等 重铬酸钠 碱式硫酸铬等 铬铁矿 铬是银白色带有光泽的金属，在自然界中没有纯铬。 铬铁矿资源分布特点 哈萨克斯坦 南非 Kermas（南非） ENRC（哈萨克斯坦） 占世界铬铁矿资源：95%！！！ 铬铁矿资源分布特点 占 总 量：0.175% 大型矿床：0 中型矿床：4个 贫 矿 量：约一半 进口依存度达98%！！ 铬盐的污染 长沙铬盐厂 。 铬盐夺命！！！！！ 2007年，甘肃永青化工厂4.5万吨铬渣堆存在黄河兰州段上游支流庄浪河畔，严重威胁到附近学校师生的健康 2006年，山东济南裕兴化工厂厂区内堆存历年来积存的铬渣二十多万吨，每年又新增铬渣8万吨，且无任何防渗、防扬尘措施，对地下水及周边河流造成污染 2003年，因为违法排污行为，湖南长沙铬盐厂被关闭 2003年，重庆民丰农化厂将近30万吨铬渣堆积于地面，导致厂区内外一百多万立方米的土壤被污染，该厂还将有毒的含铬废渣废水直排嘉陵江 2011年6月，云南省曲靖市陆良化工公司将五千余吨铬渣非法丢放，致珠江源头南盘江附近水质遭到污染，引发恐慌。后经调查，该企业还有14.84万吨铬渣未经无害化处置 发展趋势 中国将全面淘汰有钙焙烧落后生产工艺 铬铁矿生产铬化合物： 碱性氧化路线 Cr+6 Cr+3 固态碳热还原 高温还原路线 第一阶段 第1阶段受界面化学反应的控制:铬铁矿表层能够最先接触到还原剂，首先被还原，由于铁离子较铬离子更容易结合电子，因此Fe3+被还原 为Fe2+，Fe2+被还原为Fe，少部分Cr3+随后被还原为Cr2+。此阶段为界面化学反应控制。 第2阶段受扩散的控制，随着反应的进行，未反应核逐渐缩小，外部产物层逐渐加厚，总体体积变化不大。在还原反应进行较慢时由于初步的还原导致外层的Fe2+和Cr2+浓度较内层高．这种浓度差会成为离子扩散的驱动力，使得Fe2+和Cr2+向内移动，并能够作为电子载体还原内部Fe3+和Cr3+ ，反应进行较快时，外部的Fe2+和Cr2+尚未向内扩散已经被还原为金属态，此时内部的Fe2+ 、 Fe3+和Cr3+会向外扩散，为了保持电荷平衡，Mg2+和Al3+会向内扩散，产物层中的粒子扩散成为了速控步骤。 第二阶段 酸溶路线 即铬铁矿直接同硫酸反应制得硫酸铬溶液，经分离杂质和复分解制成其他三价铬化合物，铬的价态不变。 硫酸加入量对铬铁矿中铬和铁元素浸出率的影响 从左图中可以看出，随着硫酸用量的增加，铬铁矿中铬浸出率逐渐升高，而铁浸出率呈先升高后降低的趋势，当硫酸与铬铁矿质量比为2．5时，铁元素浸出率最大，其质量分数为70．1％ 铬铁矿中主要含铬物相为Fe(CrO2)2和(Mg、Fe)Cr2O4在较高温度和较高氧化电位条件下与硫酸发生反应，主要反应如下：1、6Fe(CrO2)2(S)+15H2SO4(l)+2CrO3(1)=3Fe2(SO4)3(l)+15H20(l) 2、6(Mg、Fe)Cr204(s)+18H2SO4(1)+2CrO3 (s)= Fe2(SO4)3+7Cr2(SO4)3(l)+6MgSO4(1)+18H20(l)  浸出过程是硫酸和铬铁矿相互作用的多相反应过程，溶液中硫酸浓度与铬铁矿粉表面上的硫酸浓度差，是影响浸出速率的主要因素之一。 无Cr6+产生 生产工艺清洁 优点： 铬铁矿硫酸浸出流程图 总结及展望 有钙焙烧 硫酸浸出 熔盐液相氧化 无钙焙烧 工艺 能耗高 排渣量大 Cr(Ⅵ)污染 杂质多 耗碱量大 Cr(Ⅵ)污染 能耗高 耗碱量大 Cr(Ⅵ)污染 无Cr(Ⅵ)产生 清洁生产工艺 硫酸浸出 主流 无Cr(Ⅵ) 产生 清洁生 产工艺 硫酸浓度高 硫酸消耗量大 氧化剂用量大 探 索 降低硫酸浓度和硫酸浸出反应过程的时间 降低氧化剂的使用量 设 想 氧化剂 催化剂 其他酸或混酸 机械手段 添加单元操作 收获及体会