本文主要研究内容
作者庆朋辉（2019）在《添加剂对铬铁矿钠化氧化焙烧过程影响规律与作用机理》一文中研究指出：铬为重要的战略资源,铬化合物及含铬材料具有广泛的应用领域。铬酸钠作为制备其它铬化工产品的重要中间体,目前主要采用铬铁矿钠化氧化焙烧法生产。由于焙烧过程中低熔点物质熔融会产生液相,通常需加入一定量的返渣对液相进行稀释,以保证回转窑的正常运行,但返渣的加入也在一定程度上降低了工艺过程的热利用率和生产效率。因此,在不影响焙烧设备正常运行的前提下,减少返渣加入量是目前铬铁矿钠化氧化焙烧工艺亟需解决的技术难题。本论文采用引入添加剂的方法,代替返渣的使用,提高铬铁矿钠化氧化焙烧过程中铬转化率,同时降低反应过程中熔融液相比例。论文以焙烧熟料中铬和铝的浸出率、熟料烧结特性为考察指标,探究了不同添加剂对铬铁矿钠化氧化焙烧过程的影响规律,遴选出了效果最佳的添加剂和工艺参数,并深入分析了该添加剂对铬铁矿钠化氧化焙烧过程的作用机理。本论文取得的主要进展如下:(1)研究了引入添加剂后铬铁矿在Na2CO3介质中氧化焙烧过程的热力学。通过计算不同添加剂Fe2O3、MnO2、TiO2、C03O4、CuO以及NiO存在条件下,铬铁矿主要成分FeCr2O4、MgCr2O4、FeAl2O4和MgAl2O4与Na2CO3在氧化焙烧过程中可能发生化学反应的吉布斯自由能,明确各反应的热力学趋势,掌握相关反应路径及物相变化。根据热力学计算结果,加入添加剂后,将促进含铬尖晶石中的Cr3+转化为Na2CrO4,并阻碍含铝尖晶石中的铝转化为Na2O·Al2O3。(2)考察了不同添加剂的加入对850 ℃～1000℃焙烧温度条件下铬铁矿钠化氧化焙烧过程的影响。根据焙烧熟料浸出实验的结果,Fe2O3能促进铬的浸出,同时抑制铝的浸出;MnO2则同时抑制铝和铬的浸出;TiO2能够抑制铝的浸出,并在焙烧温度小于900℃时促进铬的浸出;Co3O4、CuO和NiO则在不同温度范围内对铬和铝的浸出产生不同影响。进一步研究表明,铬铁矿无钙焙烧工艺产出的铬渣和铬铁矿液相氧化工艺产出的铬渣虽然含有55%～70%的Fe2O3,但二者均不能完全代替Fe2O3添加剂在铬铁矿钠化氧化焙烧过程中所起的作用。(3)优化了采用Fe2O3添加剂的铬铁矿钠化氧化焙烧工艺参数,并深入研究了 Fe2O3添加剂的作用机理。以熟料中铬和铝浸出率及熟料烧结特性为指标,通过单因素实验,获得的铬铁矿钠化氧化焙烧最佳工艺参数为:配碱率1.1、Fe2O3用量30%、焙烧温度900℃～950 ℃。在最优工艺条件下,经过2.5 h～3.0 h的反应,熟料中铬的浸出率达到97%、铝的浸出率约24%,铬渣中Cr2O3含量约1%,获得的熟料疏松无烧结。通过热重分析以及物相分析,研究了Fe2O3添加剂存在条件下铬铁矿钠化氧化焙烧过程的反应机理。在反应初期,铬铁矿和Fe2O3均未与Na2CO3发生反应,铬铁矿中的Fe2+发生氧化生成Fe3+,引起铁铬尖晶石的晶格畸变,增强了铬、铝、铁组分的活性。反应中期,铬铁矿中铬、铝、铁组分和Fe2O3添加剂与Na2CO3同时发生反应,分别生成Na2CrO4、Na2O·Al2O3和Na2O·Fe2O3,由于Na2O·Fe2O3生成量较多抑制了Na+的扩散,所以Na2CrO4和Na2O·Al2O3的生成受到阻碍。反应后期,Na2O·Al2O3和Na2O·Fe2O3与铬尖晶石反应生成Na2CrO4和铁铝等尖晶石,由于Na2O·Al2O3和Na2O·Fe2O3的快速分解及铁铝等尖晶石的生成提高了Na+和O2扩散速率,所以促进了Na2CrO4的生成。
Abstract
ge wei chong yao de zhan lve zi yuan ,ge hua ge wu ji han ge cai liao ju you an fan de ying yong ling yu 。ge suan na zuo wei zhi bei ji ta ge hua gong chan pin de chong yao zhong jian ti ,mu qian zhu yao cai yong ge tie kuang na hua yang hua bei shao fa sheng chan 。you yu bei shao guo cheng zhong di rong dian wu zhi rong rong hui chan sheng ye xiang ,tong chang xu jia ru yi ding liang de fan zha dui ye xiang jin hang xi shi ,yi bao zheng hui zhuai yao de zheng chang yun hang ,dan fan zha de jia ru ye zai yi ding cheng du shang jiang di le gong yi guo cheng de re li yong lv he sheng chan xiao lv 。yin ci ,zai bu ying xiang bei shao she bei zheng chang yun hang de qian di xia ,jian shao fan zha jia ru liang shi mu qian ge tie kuang na hua yang hua bei shao gong yi ji xu jie jue de ji shu nan ti 。ben lun wen cai yong yin ru tian jia ji de fang fa ,dai ti fan zha de shi yong ,di gao ge tie kuang na hua yang hua bei shao guo cheng zhong ge zhuai hua lv ,tong shi jiang di fan ying guo cheng zhong rong rong ye xiang bi li 。lun wen yi bei shao shou liao zhong ge he lv de jin chu lv 、shou liao shao jie te xing wei kao cha zhi biao ,tan jiu le bu tong tian jia ji dui ge tie kuang na hua yang hua bei shao guo cheng de ying xiang gui lv ,lin shua chu le xiao guo zui jia de tian jia ji he gong yi can shu ,bing shen ru fen xi le gai tian jia ji dui ge tie kuang na hua yang hua bei shao guo cheng de zuo yong ji li 。ben lun wen qu de de zhu yao jin zhan ru xia :(1)yan jiu le yin ru tian jia ji hou ge tie kuang zai Na2CO3jie zhi zhong yang hua bei shao guo cheng de re li xue 。tong guo ji suan bu tong tian jia ji Fe2O3、MnO2、TiO2、C03O4、CuOyi ji NiOcun zai tiao jian xia ,ge tie kuang zhu yao cheng fen FeCr2O4、MgCr2O4、FeAl2O4he MgAl2O4yu Na2CO3zai yang hua bei shao guo cheng zhong ke neng fa sheng hua xue fan ying de ji bu si zi you neng ,ming que ge fan ying de re li xue qu shi ,zhang wo xiang guan fan ying lu jing ji wu xiang bian hua 。gen ju re li xue ji suan jie guo ,jia ru tian jia ji hou ,jiang cu jin han ge jian jing dan zhong de Cr3+zhuai hua wei Na2CrO4,bing zu ai han lv jian jing dan zhong de lv zhuai hua wei Na2O·Al2O3。(2)kao cha le bu tong tian jia ji de jia ru dui 850 ℃～1000℃bei shao wen du tiao jian xia ge tie kuang na hua yang hua bei shao guo cheng de ying xiang 。gen ju bei shao shou liao jin chu shi yan de jie guo ,Fe2O3neng cu jin ge de jin chu ,tong shi yi zhi lv de jin chu ;MnO2ze tong shi yi zhi lv he ge de jin chu ;TiO2neng gou yi zhi lv de jin chu ,bing zai bei shao wen du xiao yu 900℃shi cu jin ge de jin chu ;Co3O4、CuOhe NiOze zai bu tong wen du fan wei nei dui ge he lv de jin chu chan sheng bu tong ying xiang 。jin yi bu yan jiu biao ming ,ge tie kuang mo gai bei shao gong yi chan chu de ge zha he ge tie kuang ye xiang yang hua gong yi chan chu de ge zha sui ran han you 55%～70%de Fe2O3,dan er zhe jun bu neng wan quan dai ti Fe2O3tian jia ji zai ge tie kuang na hua yang hua bei shao guo cheng zhong suo qi de zuo yong 。(3)you hua le cai yong Fe2O3tian jia ji de ge tie kuang na hua yang hua bei shao gong yi can shu ,bing shen ru yan jiu le Fe2O3tian jia ji de zuo yong ji li 。yi shou liao zhong ge he lv jin chu lv ji shou liao shao jie te xing wei zhi biao ,tong guo chan yin su shi yan ,huo de de ge tie kuang na hua yang hua bei shao zui jia gong yi can shu wei :pei jian lv 1.1、Fe2O3yong liang 30%、bei shao wen du 900℃～950 ℃。zai zui you gong yi tiao jian xia ,jing guo 2.5 h～3.0 hde fan ying ,shou liao zhong ge de jin chu lv da dao 97%、lv de jin chu lv yao 24%,ge zha zhong Cr2O3han liang yao 1%,huo de de shou liao shu song mo shao jie 。tong guo re chong fen xi yi ji wu xiang fen xi ,yan jiu le Fe2O3tian jia ji cun zai tiao jian xia ge tie kuang na hua yang hua bei shao guo cheng de fan ying ji li 。zai fan ying chu ji ,ge tie kuang he Fe2O3jun wei yu Na2CO3fa sheng fan ying ,ge tie kuang zhong de Fe2+fa sheng yang hua sheng cheng Fe3+,yin qi tie ge jian jing dan de jing ge ji bian ,zeng jiang le ge 、lv 、tie zu fen de huo xing 。fan ying zhong ji ,ge tie kuang zhong ge 、lv 、tie zu fen he Fe2O3tian jia ji yu Na2CO3tong shi fa sheng fan ying ,fen bie sheng cheng Na2CrO4、Na2O·Al2O3he Na2O·Fe2O3,you yu Na2O·Fe2O3sheng cheng liang jiao duo yi zhi le Na+de kuo san ,suo yi Na2CrO4he Na2O·Al2O3de sheng cheng shou dao zu ai 。fan ying hou ji ,Na2O·Al2O3he Na2O·Fe2O3yu ge jian jing dan fan ying sheng cheng Na2CrO4he tie lv deng jian jing dan ,you yu Na2O·Al2O3he Na2O·Fe2O3de kuai su fen jie ji tie lv deng jian jing dan de sheng cheng di gao le Na+he O2kuo san su lv ,suo yi cu jin le Na2CrO4de sheng cheng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)的庆朋辉，发表于刊物中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文，是一篇关于添加剂论文,铬铁矿论文,钠化氧化焙烧论文,浸出率论文,烧结论文,中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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