鉻鐵礦液相氧化浸出及動力學研究

封承飛，曾 奎，田儀娟，秦險峰，全學軍，李 綱，邱發(fā)成

(重慶理工大學 化學化工學院，重慶 400054)

目前，鉻鹽的清潔生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注[1-3]。如中科院過程工程研究所提出的熔鹽液相氧化法及鈉系液相氧化法，不僅提高了生產(chǎn)率，也有效降低了能耗與排渣量，生產(chǎn)出市場需求量較大的鉻酸鈉[4-6]。

鉻鐵礦液相加壓氧化浸出涉及氣-液-固三相反應，且反應須在高堿濃度及氧壓條件下進行，各相間傳質(zhì)阻力較大，從而影響反應進程[7]。目前，該浸出反應通常在加壓攪拌釜中進行[8-10]。加壓反應釜中，液面上空的氧氣與液相間的傳質(zhì)、液相內(nèi)固-液界面上的傳質(zhì)都會影響浸出過程；攪拌過程中易出現(xiàn)流體“打旋”或“死區(qū)”現(xiàn)象，使體系內(nèi)物相間接觸不充分，進而影響浸出效率。針對這些問題，可從攪拌槳的結(jié)構(gòu)改進和在攪拌槽內(nèi)添加擋板等方式強化流體混合過程[11]。這些方式在設(shè)備結(jié)構(gòu)改進上各有不同，強化方法與效果也各不相同。目前，通過優(yōu)化攪拌槳結(jié)構(gòu)，強化固液混合體系中的傳質(zhì)效果已有較多成果[12]；但在強化鉻鐵礦-氫氧化鈉-氧氣三相體系混合行為方面鮮見有報道。加壓條件下，鉻鐵礦液相氧化浸出遵循未反應核模型[13-15]，攪拌模式會影響浸出動力學行為。

根據(jù)鉻鐵礦液相氧化浸出過程中氣-液-固三相傳質(zhì)特點[16]，研究設(shè)計了一種動-靜耦合攪拌系統(tǒng)，通過破壞反應釜中的流體旋轉(zhuǎn)體，使形成多位點液面卷吸渦流，從而強化氣-液-固三相傳質(zhì)，提高浸出效率。……