论文部分内容阅读
黄磷炉渣作为一种工业废渣,国内外对该资源的合理化利用进行了大量的研究,并取得了一定的成果。本论文采用黄磷炉渣作为原料,以硝酸作为浸取剂,通过酸浸、洗涤、煅烧等步骤制得白炭黑产品,从而提取出原料中的有价成份。本论文在该工艺已有的研究基础上,通过对黄磷炉渣矿物学特性,浸出过程各元素分布规律和浸出率,以及浸出过程硅铁化学分离动力学的研究,找出各影响因素对杂质分布规律的影响,探讨出杂质进入到溶液相的规律及控制化学反应速度的关键影响因素。本论文首先研究了黄磷炉渣原料的矿物学特性。研究结果显示:黄磷炉渣为为非晶态玻璃状物质,表面光滑,粒径大多数小于50μ m,通过用各种无机酸、碱对其进行浸取,发现无机酸对其溶解作用更为明显;其次研究了硝酸浸取工艺对固液相中的杂质分布规律的影响。研究结果表明:在最佳工艺下,即:反应温度100℃,反应时间5h,液固比10:1,硝酸浓度30%,搅拌速度400rpm,洗涤终点pH5.0,煅烧温度750℃,煅烧时间30min时,产品白炭黑为无定形水合二氧化硅,各元素的浸出率为:Fe94.09%,CaO99.94%,MgO99.89%,Al2O397.98%,F97.07%;对硝酸浸取黄磷炉渣制取白炭黑工艺优化研究表明,采用两步浸出,可明显降低浸出液硝酸浓度、液固比和浸出温度;研究结果显示:采用两步法的浸出工艺,洗涤方式为抽滤时直接加水边搅拌边抽滤时,制得的白炭黑产品经分析,Si02含量为98.90%,Fe含量为438mg/kg,白度为90.24%,比表面积达到221cm2/g,为无定形水合二氧化硅。通过浸出过程硅铁化学分离动力学研究,结果表明:黄磷炉渣的酸浸过程为固一液反应,可以通过液固相反应粒径不变的收缩未反应核模型来进行描述;酸浸过程受化学反应过程控制,酸浸过程化学反应的表观活化能Ea=21.70kJ/mmol,化学反应级数为0.5005。