铬渣中铬的提取性实验研究

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我国铬盐产量早在2000年就成为全球第一,目前更是占据全球市场的半壁江山。铬盐行业每年都产生大量的固体废弃物,给社会和环境带来了严重的挑战。按我国每年约40万吨的铬盐产量计算,铬渣每年的年排放量约在80万吨,铬渣含有的六价铬化合物是一种致癌物,能损害人和动物的DNA。目前,国内处理铬渣技术主要有堆储法、固化法、还原法等解毒铬渣技术和烧结炼铁、制备微晶玻璃等资源综合化利用技术。国内外对于如何从铬渣中提取铬的研究才开始起步,对于如何系统性高效利用铬渣的研究更少。本研究分析云南某公司的电镀铬渣,发现除铬外,其中的铜、镍含量也较高,有一定利用价值。故本研究以云南某公司的电镀铬渣为原料,对其中的铬元素进行提取性实验研.究,同时完成铜、镍的富集。本课题的提取研究为铬渣的综合利用提供了一条有效的途径,实现了铬渣的解毒和资源化利用。本课题主要以铬的浸出和制备铬酸铅产品为主线,研究了铬渣碱性焙烧的最佳工艺条件,用水溶液浸出铬的最佳工艺条件,并以此浸出液为原料制备铬酸铅的工艺过程以及最佳工艺条件。首先,以云南某公司的电镀铬渣为原料,硝酸钠做氧化剂,氢氧化钠和碳酸钠做添加剂,在高温条件下,碱性焙烧铬渣,将难溶于水的Cr2O3氧化为溶于水的CrO42--,便于铬的提取。从焙烧温度、氢氧化钠的加入量、碳酸钠的加入量、硝酸钠的加入量、焙烧时间等因素对铬浸出的影响进行了分析,得到碱性焙烧阶段优化工艺条件为:焙烧温度600℃,不添加氢氧化钠,m(碳酸钠):m(铬渣)=2:5,m(硝酸钠):m(铬渣)=3:5,焙烧时间为2.5h。在该工艺条件下铬的浸出率可达91.38%。其次,以碱性焙烧渣为原料,碳酸钠溶液为浸取液,进行铬的浸出工艺实验。从浸取液中碳酸钠的浓度、固液比、温度、时间、洗液体积、搅拌器转速等因素对铬浸出的影响进行了分析,得到铬浸出阶段优化工艺条件:用蒸馏水浸出,固液比为1:6,浸出温度为800℃,浸出时间为2h,洗液体积为30mL/次(共3次),搅拌器转速为300r/min。在该工艺条件下,铬浸出率可达93.94%。对浸出渣进行一系列的表征,研究表明,在铬浸出的同时完成了铜、镍的富集。再后,通过加硝酸调节pH的方式除去浸出液中的Al、Si等杂质。采用加硝酸铅溶液的方式制备铬酸铅,并进行了不同pH条件下制备铬酸铅产品的实验研究。当pH=7时,制备出了颜色为橙黄色、产品纯度较高的铬酸铅产品,产率达92.99%。当pH较高时,会有铝硅酸盐和Pb2O3杂质产生,当pH较低时,会有Pb2O3杂质生成。最后,以pH=7的浸出液为原料,加入硝酸铅,进行制备铬酸铅产品的工艺试验,从温度、时间、转子转速、物料配比等因素对铬酸铅产率的影响进行了分析,得到铬酸铅产率优化工艺条件为:反应温度为60℃,反应时间为1h,转子转速为400r/min, mol(硝酸铅):mol(浸出液中含铬)=1:1。在该工艺条件下铬酸铅产率可达94.90%。通过XRD图谱可知,当硝酸铅过量后,会有Pb2O3产生。
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