铬铁矿处理报告

•实验背景及铬的基本介绍•工艺及原理•总结及展望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工艺及原理铬（Cr）铬铁矿铬渣铬铁矿生产铬化合物：碱性氧化路线高温还原路线酸溶路线碱性氧化路线Cr+6Cr+3固态碳热还原第一阶段第二阶段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。第二阶段还原温度还原时间还原剂类型等气体流速等影响因素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I.降低硫酸浓度和硫酸浸出反应过程的时间II.降低氧化剂的使用量设想I.氧化剂II.催化剂III.其他酸或混酸IV.机械手段V.添加单元操作收获及体会文献检索及总结能力显著提高团队合作意识及默契初步建立对本实验课题有了更深一步的理解