PDF《NaOH­NaNO3 熔盐法分解铁尾矿的动力学》

第?21?卷第?11?期 中国有色金属学报? 2011?年?11?月? Vol.

21?No.11? The?Chinese?Journal?of?Nonferrous?Metals? Nov.?2011? 文章编号:1004?0609(2011)11?2958?06? NaOH?NaNO3?熔盐法分解铁尾矿的动力学 于洪浩?1, 2? ,? 贺燕?1? ,? 薛向欣?2? ,? 王余莲?3? (1.? 沈阳理工大学 材料科学与工程学院,沈阳? 110159;

2.? 东北大学 材料与冶金学院,沈阳? 110004;

? 3.? 东北大学 资源与土木工程学院,沈阳? 110004)? 摘要:对铁尾矿在 NaOH?NaNO3?熔盐体系中的分解动力学进行研究,考察了反应温度、反应时间及碱渣比对铁 尾矿中?SiO2?浸出率的影响.结果表明:铁尾矿在?NaOH?NaNO3?熔盐体系中的分解符合未反应收缩核模型,受固 体产物层内扩散控制,提高反应温度、延长反应时间或增加碱渣比均能提高铁尾矿的分解率;

在一定的操作条件 下,根据 Arrherius 方程得到铁尾矿在 NaOH?NaNO3?亚熔盐体系中的反应活化能为 17.43 kJ/mol. 关键词:铁尾矿;

熔盐法;

NaOH?NaNO3;

动力学 中图分类号:TB?321? 文献标志码:A? Decomposition kinetics?of?iron?ore?tailings by? NaOH?NaNO3?molten?salt method? YU?Hong?hao? 1,?2? ,?HE?Yan? 1? ,?XUE?Xiang?xin? 2? , WANG?Yu?lian? 3? (1. School?of?Material?Science?and?Engineering,?Shenyang?Ligong?University,?Shenyang?110159,?China?? 2. School?of?Material?and?Metallurgy,?Northeastern?University,?Shenyang?110004,?China?? 3. School?of?Resource?and?Civil?Engineering,?Northeastern?University,?Shenyang?110004,?China)? Abstract:?The?decomposing?kinetics?of?iron?ore?tailings?in?NaOH?NaNO3?molten?salt?was?investigated.?The?effects?of? reaction?temperature,?reaction?time?and?NaOH?to?SiO2?ratio?on?leaching?rate?of?SiO2? in?iron?ore?tailing?were?also?studied.? The?results?show?that?the?decomposing?process?of iron?ore?tailings?in?NaOH?NaNO3?is?well?interpreted?with?the?unreacted? shrinking? core? model? under? diffusion? reaction? control.? The? decomposition? rate? of? iron? ore? tailings? increases? with? increasing?the?reaction?temperature,?reaction?time?and?NaOH?to?SiO2?ratio.?Under?the?specific?operating?conditions,?the? activation?energy?for?the?decomposition?of iron?ore?tailings is?calculated?according to?Arrhenius?expression.?The?apparent? activation?energy?is?17.43?kJ/mol?as?calculated?from?the?experimental?data.? Key words: iron?ore?tailings? molten?salt?method??NaOH?NaNO3? kinetics? 随着近年来钢铁工业的迅速发展,固体废料中铁 尾矿所占的比例也越来越大,几乎占全部尾矿堆存总 量的?1/3? [1?7]? .这些尾矿废料多以自然堆积法存储于尾 矿库中,不仅要侵占土地,耗费建库资金,而且由于 尾矿颗粒一般较细,容易被风扬起,经常造成周围地 区的局部沙尘暴,遭遇洪水时,又常由于库坝决口而 造成泥石流灾害? [8?9]? . 同时, 我国又是一个资源相对短 缺,然而又不得不依靠消耗大量原材料进行经济建设 的国家.很明显,若使用铁尾矿作为二次资源开发进 行利用? [10?12]? ,无疑将对我国的可持续发展产生重大而 深远的影响. 熔盐法是利用在常压下流动的高浓介质中的拟均 相反应分解矿石,可极大地强化反应和质量、热量传 递,在相对较低的温度下获得较高的矿石分解率.与 传统碱溶?浸出法相比,由于熔盐体系能够提供一个 液相的环境,使得各反应物的扩散系数提高,因此, 基金项目:国家自然科学基金资助项目(21043007)? 收稿日期:2010?10?26;

修订日期:2011?03?11? 通信作者:于洪浩,讲师,博士;