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铬铁矿液相氧化浸出制备铬盐工艺研究

铬铁矿液相氧化浸出制备铬盐工艺研究

作者：秦险峰重庆理工大学

学位级别：硕士

铬盐作为无机化工产品之一,是国民经济的重要支柱。传统的无钙焙烧工艺存在铬提取率较低及铬渣污染问题,对环境和人类健康威胁巨大。开发铬盐清洁生产工艺是解决当前问题的关键,铬铁矿液相氧化工艺被认为是极具前景的铬盐清洁生产工艺,... 详细信息

铬盐作为无机化工产品之一,是国民经济的重要支柱。传统的无钙焙烧工艺存在铬提取率较低及铬渣污染问题,对环境和人类健康威胁巨大。开发铬盐清洁生产工艺是解决当前问题的关键,铬铁矿液相氧化工艺被认为是极具前景的铬盐清洁生产工艺,其具有能耗低、浸出效率高等优势。为了提高浸出体系的固液分离效率和碱回用率,拓展铬盐产品生产工艺,本文提出一种铬铁矿液相氧化法制备铬盐的工艺,通过新型动静组合搅拌系统强化了浸出过程中的多相传质过程,探究了其流场调控机理,实现了铬的高效浸出;根据浸出后混合浆料的性质,开发出了保温沉降的方式,实现了固液体系的高效分离,提高了碱回用效率;针对该工艺的中间产物—铬酸钡,提出了盐酸溶解还原法转化铬酸钡为三价铬盐,实现了铬盐平台产物多向产品开发,与前段各工序衔接形成了全新的铬铁矿液相氧化法制备铬盐的工艺。本文主要取得了以下结果:(1)根据强化铬铁矿加压浸出过程的需要,提出了新型动静组合搅拌系统。同等反应条件下,比传统的动态搅拌桨的铬浸出率高出约10%0%。对动静组合搅拌系统下铬铁矿液相氧化浸出过程进行系统实验,结果表明:反应时间240min、铬铁矿粒度小于58μm、转速800 rpm、氧分压2.4 MPa、反应温度240℃、碱浓度60%(wt%)、碱矿比(质量)4:1的条件下,铬、铝浸出率均大于97%,浸出效率极高。动力学研究表明,铬、铝的浸出过程均受界面化学反应速率步骤控制,动力学方程为1-(1-X)3=kt,其表观活化能E分别为34.36 kJ·mol和30.69 kJ·mol,指前因子A分别为7.1 min和3.41 min。(2)对新型动静组合搅拌系统强化浸出过程的机理进行了模拟分析。流场数值模拟结果表明:动静组合搅拌系统的流场分布非对称性增强,湍动能更小,桨叶尾涡更少,有效地打乱了流体的有序流动,减少了流域中的“打旋”现象,同时减小了反应过程中的能量耗散,有利于搅拌槽内的能量传递,从而强化气-液-固三相传质。(3)针对铬铁矿液相氧化浸出体系中固液分离的问题,提出了保温沉降的固液分离方法。对比研究了稀释过滤、离心分离、保温沉降三种固液分离方法在分离时间、液相碱浓度、反应渣干湿比的差异。结果表明,与稀释过滤和离心分离相比,保温沉降可分别提高54%和73%的分离效率,同时保证分离后碱浓度可达到直接循环浸出的标准,同时发现沉降过程中铬、铝、碱在液相的分布变化有利于后续铬碱分离。沉降速度与液相粘度成反比,在分离时间最短的150℃下沉降90 min即可沉降完全,颗粒沉降速度为0.48 m/h,液相粘度为2.5 Pa·s。(4)以响应曲面法优化了盐酸-乙醇联合溶解还原法转化铬酸钡中间体的反应条件,结果表明,影响程度分别为盐酸/铬酸钡物料配比>反应温度>液固比>反应时间。以温度、液固比和盐酸/铬酸钡物料配比为自变量,铬转化率为响应值建立响应曲面模型,所得线性回归方程为:Y=84.92+5.48X-2.22X+21.23X+2.45XX-3.90XX+1.15XX+0.76X+1.65X-12.75X,残差、方差及响应曲面分析均表明了此响应曲面模型对铬酸钡溶解还原实验的铬转化率预测值较为精准。在反应时间30min、反应温度95℃、盐酸/铬酸钡物料配比3.73:1、液固比8:1的条件下,铬转化率高于99%。(5)通过对铬铁矿浸出过程的循环实验,表明了循环浸出液中的铝含量始终约为1.65 g,且多次循环铬的浸出率均在96%左右,对铬的浸出无明显抑制作用;硅酸钠对保温沉降后洗渣液中的铝去除率为96%,且生成的硅铝酸钠有较高的利用价值,相比现有的氧化钙、氢氧化钙除铝法,效率更好且更环保;乙醇用量为3倍理论量时,Cr(VI)还原率为98%,反应后溶液pH值为0.75,以氢氧化钡调节溶液pH值为8.5可使Cr(III)完全转化为氢氧化铬沉淀。

关键词：铬铁矿液相氧化固液分离溶解还原清洁工艺氢氧化铬

防治重点项目违法要追本溯源——从源头解决重点建设项目违法用地的对策与建议

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中国土地 2012年第4期 20-22页

作者：于丽娜尚晓萍秦险峰中国土地矿产法律事务中心

重点建设项目在国家经济社会发展中具有举足轻重的地位，但这些项目的违法用地问题也相当突出。土地卫片执法检查数据显示，2009年度国家和省级重点建设项目违法用地分别占全部违法用地面积和违法占用耕地面积的45％和55％，2010年度分... 详细信息

重点建设项目在国家经济社会发展中具有举足轻重的地位，但这些项目的违法用地问题也相当突出。土地卫片执法检查数据显示，2009年度国家和省级重点建设项目违法用地分别占全部违法用地面积和违法占用耕地面积的45％和55％，2010年度分别为39％和28％，造成了极大的负面影响，亟待研究从源头解决重点建设项目违法用地的对策方法。

关键词：重点建设项目违法用地源头防治经济社会发展 2009年 2010年用地问题

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铬铁矿无钙焙烧渣盐酸浸出

化工学报 2019年第11期70卷 4428-4436页

作者：叶鹏全学军秦险峰封承飞李纲鹿存房齐学强蒋丽重庆理工大学化学化工学院重庆400054 重庆电子工程职业学院人工智能与大数据学院重庆401331

铬渣是铬铁矿生产铬盐剩下的尾矿,因含有大量铬铁铝镁元素,也是一种二次资源。采用湿法冶金工艺回收铬渣中铬、铁、铝、镁,以浓盐酸作为浸提剂,考察了液固比、浸出温度以及时间对铬、铁、铝、镁浸出效果的影响。结果表明,最佳浸出条件为... 详细信息

铬渣是铬铁矿生产铬盐剩下的尾矿,因含有大量铬铁铝镁元素,也是一种二次资源。采用湿法冶金工艺回收铬渣中铬、铁、铝、镁,以浓盐酸作为浸提剂,考察了液固比、浸出温度以及时间对铬、铁、铝、镁浸出效果的影响。结果表明,最佳浸出条件为:盐酸浓度12 mol·L^-1,液固比5.6 ml·g^-1,浸出温度110℃,时间6 h,该条件下铬浸出率为67.76%,同时铁铝镁浸出率分别达到89.89%、93.99%和95.21%。铬、铁、铝、镁在铬渣中存在物相不同造成了其浸出率之间的差异。此外,铬、铁、铝、镁浸出过程均符合未反应缩核模型,且主要受界面化学反应控制,其表观活化能分别为102.31、78.10、66.44和81.66 kJ·mol^-1。

关键词：铬渣盐酸浸取回收动力学

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桌面模拟飞行练习器对飞行学员有什么作用

中国航班 2021年第15期 123-125页

作者：秦险峰四川省广汉市中国民用航空飞行学院

本文阐述桌面模拟飞行练习器的作用和对飞行学员的现实意义,以具体训练科目为实例,讲解基本的操纵方法,并进行总结。桌面模拟飞行练习器介绍模拟飞行训练为学员飞行操作的地面部分,随着计算机技术的快速发展,基于计算机的模拟飞行平台...

本文阐述桌面模拟飞行练习器的作用和对飞行学员的现实意义,以具体训练科目为实例,讲解基本的操纵方法,并进行总结。桌面模拟飞行练习器介绍模拟飞行训练为学员飞行操作的地面部分,随着计算机技术的快速发展,基于计算机的模拟飞行平台也开始出现,代表性的模拟飞行软件有:微软模拟飞行系列,

关键词：

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铬铁矿酸浸过程强化及铬铁分离研究进展

无机盐工业 2020年第6期52卷 13-19页

作者：秦险峰全学军叶鹏封承飞李纲重庆理工大学化学化工学院重庆400054

铬铁矿是铬盐生产的主要原料来源,铬铁矿酸浸工艺因无Cr(Ⅵ)污染且资源利用率高而备受关注。综述了近年来铬铁矿酸浸过程强化以及铬铁分离方法的研究进展。铬铁矿酸浸工艺是以硫酸为强酸浸出,通过机械活化处理、氧化剂的加入以及微波加... 详细信息

铬铁矿是铬盐生产的主要原料来源,铬铁矿酸浸工艺因无Cr(Ⅵ)污染且资源利用率高而备受关注。综述了近年来铬铁矿酸浸过程强化以及铬铁分离方法的研究进展。铬铁矿酸浸工艺是以硫酸为强酸浸出,通过机械活化处理、氧化剂的加入以及微波加热等辅助强化方法,使得铬铁矿能够被高效、快速地浸出。浸出液中的铬铁分离方法主要有针铁矿法、黄铁矾法、萃取法、草酸法、铁蓝沉淀法和莫尔盐法等。多种强化手段与反应过程相结合已成为铬铁矿硫酸浸出工艺的重要研究方向。

关键词：铬铁矿酸浸微波机械活化铬铁分离

机场净空区域内临时障碍物高度规划与控制研究

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中国民航飞行学院学报 2023年第1期34卷 27-30,34页

作者：张乐秦险峰中国民用航空飞行学院四川广汉618307

文章提出了广义的净空保护范围,给出了基于运行安全的参考高度计算方法,根据拟建项目的位置可计算出飞行程序要求的高度作为拟建项目的控制高度。针对机场周边临时障碍物的净空审核问题,从支持城市发展和确保飞行安全的角度探讨了临时... 详细信息

文章提出了广义的净空保护范围,给出了基于运行安全的参考高度计算方法,根据拟建项目的位置可计算出飞行程序要求的高度作为拟建项目的控制高度。针对机场周边临时障碍物的净空审核问题,从支持城市发展和确保飞行安全的角度探讨了临时障碍物与永久性障碍物有差别的处理的可行性。通过评估手段证实了这种设想的可行性,提供了对于净空区域临时障碍物处理的新思路,并节约了工程建设成本,缓解了机场净空保护与城市发展的矛盾。

关键词：机场净空障碍物限制面飞行程序航行评估

铬酸钡与硫酸氢钠固液反应制备重铬酸钠的过程强化

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无机盐工业 2018年第10期50卷 21-24页

作者：吴海峰全学军李纲程雯秦险峰重庆理工大学化学化工学院重庆400054

铬铁矿液相氧化法可以得到铬酸钠和高浓度碱的混合物,前期研究表明,采用氢氧化钡可以较好地实现从高碱介质中分离铬酸根,形成铬酸钡中间体。然而,钡盐在传统的加热搅拌模式下转化制备重铬酸钠,存在反应过程时间长、效率低的问题。在分... 详细信息

铬铁矿液相氧化法可以得到铬酸钠和高浓度碱的混合物,前期研究表明,采用氢氧化钡可以较好地实现从高碱介质中分离铬酸根,形成铬酸钡中间体。然而,钡盐在传统的加热搅拌模式下转化制备重铬酸钠,存在反应过程时间长、效率低的问题。在分析铬酸钡固液反应控制步骤的基础上,研究了球磨搅拌反应模式对该固液转化反应过程的强化作用。系统考察了反应温度、时间、液固比(液固体积质量比)、料球比(物料和磨球的质量比)、物料配比(铬酸钡与硫酸氢钠的物质的量比)、固液混合速率对铬酸钡转化率的影响,并得到了较好的工艺参数:反应温度为180℃、反应时间为120 min、液固比为10 m L/g、料球比为2∶1、物料配比为1∶1、固液混合速率为50 r/min,在此条件下得到铬酸钡的转化率为93%。

关键词：固液反应球磨重铬酸钠铬酸钡

铬铁矿无钙焙烧渣中铬盐水洗回收及还原解毒工艺研究

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无机盐工业 2019年第2期51卷 56-61页

作者：吴俊秦险峰全学军吴海峰李纲罗华政重庆理工大学化学化工学院重庆400054

以铬盐资源化利用与以废治废相结合为目的,研究了转速、温度、液固比、粒度等因素对铬盐资源化回收的影响,并考察了二氧化硫还原水洗回收后的铬渣解毒效果。研究表明,在转速为400 r/min、温度为60℃、液固比(mL/g,下同)为15∶1的条件下... 详细信息

以铬盐资源化利用与以废治废相结合为目的,研究了转速、温度、液固比、粒度等因素对铬盐资源化回收的影响,并考察了二氧化硫还原水洗回收后的铬渣解毒效果。研究表明,在转速为400 r/min、温度为60℃、液固比(mL/g,下同)为15∶1的条件下,粒径为101～150μm的铬渣中铬盐溶出率可达75%;随后采用二氧化硫还原解毒铬盐水洗回收后的铬渣,在机械活化时间为90 min、温度为40℃、压力为0.15 MPa、反应时间为60 min、转速为500 r/min、液固比为10∶1的最佳条件下,铬渣经还原解毒后,Cr(Ⅵ)去除率可达95%,渣中Cr(Ⅵ)含量降至13.7 mg/kg,远低于HJ/T 301—2007《铬渣污染治理环境保护技术规范》的排放标准。

关键词：无钙焙烧铬渣铬盐回收还原解毒

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铬铁矿液相氧化浸出及动力学研究

湿法冶金 2022年第3期41卷 205-212页

作者：封承飞曾奎田仪娟秦险峰全学军李纲邱发成重庆理工大学化学化工学院重庆400054

研究了采用一种自行设计的动-静耦合搅拌系统强化铬铁矿加压氧化浸出过程中的气-液-固三相传质以提高浸出效率,考察了各因素对铬铁矿中铬、铝浸出的影响,分析了铬铁矿液相氧化浸出动力学。结果表明:在铬铁矿粒度小于58μm、搅拌速度800 ... 详细信息

研究了采用一种自行设计的动-静耦合搅拌系统强化铬铁矿加压氧化浸出过程中的气-液-固三相传质以提高浸出效率,考察了各因素对铬铁矿中铬、铝浸出的影响,分析了铬铁矿液相氧化浸出动力学。结果表明:在铬铁矿粒度小于58μm、搅拌速度800 r/min、氧分压2.4 MPa、氢氧化钠质量分数60%、碱矿质量比4/1、反应温度240℃、反应时间240 min条件下,铬、铝浸出率均大于97%;浸出过程受界面化学反应控制,铬、铝浸出反应表观活化能分别为34.36、30.69 kJ/mol。

关键词：铬铁矿液相氧化搅拌系统过程强化反应动力学浸出