文档介绍：分类号: 密级:
学号: 2009162 单位代码: 1 0 4 0 7

硕士学位论文

论文题目: 由氢氧化铬渣制取超细碳化铬的研究

研究方向二次资源综合利用
专业名称有色金属冶金
研究生姓名田磊

导师姓名、职称徐志峰教授

徐红彬副研究员

二零一二年五月二十日
江西·赣州
摘要
碳化铬粉体性能优异,如化学稳定性强、硬度高、耐磨耐蚀性能好、熔点高,与钴、
镍等金属润湿性好等,使其在冶金工业、电子工业、耐高温涂层等领域得以广泛应用。本
论文以铬铁矿经无钙焙烧工艺所产生的氢氧化铬渣为原料,研究提出一种超细碳化铬粉体
制备方法,即氢氧化铬渣经碱浸脱铝后煅烧制备氧化铬中间产品,基于氧化铬中间产品,
采用碳热还原法成功制取超细碳化铬粉体。本文的主要研究内容如下:
研究了氢氧化铬渣中铝碱浸行为及浸出动力学,对铝浸出过程的控制性步骤进行了分
析。结果发现温度对铝浸出过程有明显影响,只有当温度提高至373 K后,才能取得明显的
铝浸出效果,%。在343~373 K温度范围内,铝浸出反应表观活化能为
kJ/mol,浸出过程受界面化学反应控制,动力学方程遵循粒径缩小收缩反应芯模型。
基于单因素实验,考察了氢氧化钠用量、液固比、反应温度、搅拌速度、反应时间等
对氢氧化铬渣中杂质铝脱除效果及碱浸渣中铬主含量的影响。结果表明,在浸出温度373 K、
[NaOH]ini.=150 g/L、L/S=7/1(mL/g)、搅拌速度400 r/min、 h等条件下,氢氧化铬渣
%。碱浸渣经三级逆流洗涤脱碱后,在1223 h,
%。
为提高碱浸液循环使用效率,采用石灰沉淀法脱除碱浸液中的铝。基于单因素实验,
分别考察了石灰用量、反应温度、反应时间等对铝脱除效果的影响。结果表明,在石灰用
量按CaO/Al质量比3:1计及常温反应3 h条件下,碱解液脱铝效果较好,铝脱除率可达
%。
基于氧化铬碳热还原热力学及动力学分析,以氧化铬中间产品为原料,研究了碳源、
混料方式、热还原温度及时间等因素对制取超细碳化铬的影响。当以炭黑作碳源,其用量
按理论量过量2%计,氧化铬与炭黑经高性能球磨机研磨5 min混匀后,然后置入高温气氛管
式炉中,按1 L/min的流量通入氩气将管内空气排空,进而在1373 K温度条件下反应2 h。经
扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)分析可知,所制超细碳化铬产品指标优于商品碳
化铬。

关键词:氢氧化铬;碱浸脱铝;氧化铬;碳热还原;超细碳化铬

I
Abstract
Chrome carbide powder has a lot of excellent properties, such as high chemical stability,
high hardness, good wearing-resistance and corrosion-resistance, high melting point and good
wettability with the metal of cobalt and nickel. Thus, it is now widely applied in metallurgy
industry, electronic industry, high-temperature coating. In this thesis, the technique of ultra-fine
chrome carbide preparation from the waste chromic hydroxide slags was proposed. The waste
chromic hydroxide slags were produced from no-calcium roasting of chromite. The waste
chromic hydroxide slags were treated by alkali-leaching to remove the element of aluminum and
then roasted to produce chrome oxide which can be further reducted by carbothermic process.
The main research