【摘 要】
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不锈钢渣为不锈钢冶炼产生的副产物,在露天堆置过程中会对环境造成严重污染。以EAF渣为研究对象,采用Factsage 7.0和HSC Chemistry 5.0等热力学软件对EAF渣中典型元素在溶液中的存在形态进行模拟,对渣中含铬物质在碱性溶液中可能发生的氧化反应进行热力学计算;采用单因素结合正交实验方法,探究从EAF渣中提取铬的最佳实验条件;采用XRD和SEM-EDS对EAF原渣和提铬残渣的矿相组
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不锈钢渣为不锈钢冶炼产生的副产物,在露天堆置过程中会对环境造成严重污染。以EAF渣为研究对象,采用Factsage 7.0和HSC Chemistry 5.0等热力学软件对EAF渣中典型元素在溶液中的存在形态进行模拟,对渣中含铬物质在碱性溶液中可能发生的氧化反应进行热力学计算;采用单因素结合正交实验方法,探究从EAF渣中提取铬的最佳实验条件;采用XRD和SEM-EDS对EAF原渣和提铬残渣的矿相组成、显微形貌和微区元素组成进行分析;采用未反应核模型构建EAF渣中铬元素溶出的微观动力学。热力学计算结果表明,淋溶液中铬主要以含铬氧化物、Fe Cr2O4、Fe Cr O4、Mg Cr2O4、Mg Cr O4和Ca Cr O4等形态存在。室温条件下Cr2O3、Fe Cr2O4和Mg Cr2O4在Na OH溶液中能够发生氧化反应。单因素结合正交实验的结果表明,EAF渣中加压氧化提铬的最佳条件为:温度170°C,Na OH浓度40 wt.%,氧压1.6 MPa,反应时间4 h,此时铬的提取率可以达到60.04%。对铬提取率影响大小顺序为:温度＞时间＞Na OH浓度＞氧压。XRD结果表明,EAF渣主要矿相包括硅灰石、透辉石和辉石,渣中铬主要以Fe-Cr尖晶石存在,此外渣中还含有少量的磁铁矿。SEM-EDS结果表明,在加压氧化提铬过程中,渣中硅酸盐类矿相容易溶解,使得被包裹的Fe-Cr尖晶石暴露从而被氧化。未反应核模型计算结果表明,该反应活化能为51.74 k J/mol,铬溶出主要受固相产物层扩散控制。图23幅;表14个;参56篇。
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