铬铁矿加压碱浸氧化反应宏观动力学  被引量:4

Macro-kinetic Investigation on the Oxidative Pressure Leaching of Chromite Ore with Sodium Hydroxide Solution in the Presence of Oxygen

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作  者:张海[1,2] 张小飞[2] 徐红彬[2] 张洋[2] 张懿[2] 

机构地区:[1]中国科学院大学化学与化工学院,北京100049 [2]中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室,绿色过程与工程重点实验室,北京100190

出  处:《过程工程学报》2013年第3期397-402,共6页The Chinese Journal of Process Engineering

基  金:国家高技术研究发展计划(863)基金资助项目(编号:2011AA060702);国家重点基础研究发展规划(973)基金资助项目(编号:2013CB632600);国家自然科学基金资助项目(编号:21206178)

摘  要:研究了铬铁矿加压碱浸氧化反应的动力学过程,考察了铬铁矿粒度、搅拌、碱矿质量比和反应温度等对铬浸出率的影响.结果表明,反应温度250℃、碱浓度60%(ω)、氧分压3.2MPa、铬铁矿粒度小于50m、搅拌转速650r/min、碱矿质量比4.0:1、反应时间240min的条件下,铬铁矿中铬的浸出率达98%以上,且随铬铁矿粒径减小、搅拌转速增加、碱矿质量比增加和反应温度升高而提高.反应产物为MgFe2O4和Mg(OH)2,浸出时呈固态包裹在未反应颗粒外层.宏观动力学研究结果表明,铬铁矿加压碱浸氧化反应过程受反应物在固体产物层中的扩散控制,可用方程1-2/3X-(1-X)2/3=kt描述,该反应的表观活化能E=54.5kJ/mol,指前因子A=328.4min-1.The effects of leaching conditions on chromium extraction rate were investigated in the oxidative pressure leaching process of chromite ore with sodium hydroxide solution, including particle size, stirring speed, NaOH-to-ore ratio and temperature. The results showed that the extraction rate of Cr reached above 98% after 300 min at 250 ℃ with NaOH concentration of 60%(ω), oxygen partial pressure of 3.2 MPa, particle size below 50 μm, stirring speed of 650 r/min and mass ratio of NaOH to ore 4.0:1. And the chromium extraction rate increased with the decrease of ore particle size and the increase of stirring speed, mass ratio of NaOH to ore and temperature. The macro-kinetic investigation revealed that the leaching process was controlled by reactant diffusion in the solid product layer and described by 1-2/3X-(1-X)2/3=kt with apparent activation energy of 54.5 kJ/mol and pre-exponential factor of 328.4 min-1.

关 键 词:铬铁矿 铬酸钠 加压 碱浸 动力学 氧气 

分 类 号:TQ115[化学工程—无机化工]

 

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