作者：张志强1崔康平1陈星1李海洋1,2

作者单位：1. 合肥工业大学资源与环境工程学院2. 中新联科环境科技安徽有限公司

刊名：无机盐工业

ISSN：1006-4990

出版年：2023-05-27

卷：55

期：10

起页：136-144

止页：

分类号：TQ136.11

语种：中文

关键词：碳热还原;三氧化二铬;重铬酸钠;响应曲面法;

内容简介

以含铬电镀污泥中分离提取的重铬酸钠为前驱体，采用响应曲面法优化碳热还原法制备了高纯度超细氧化铬，有效避免了传统工艺生产过程中产生大量含铬废弃物而引起环境污染等弊端，实现了铬资源综合利用与零污染物排放目标。考察了n(C)/n(Na2Cr2O7)、反应时间、反应温度对RE(Cr(Ⅵ))[Cr(Ⅵ)还原转化率]的影响，在此基础上运用响应曲面法进行优化选择，并通过热重分析仪、X射线衍射仪等分析手段对反应物及还原产物进行表征分析，探讨了碳热还原机理。实验结果表明：最佳还原条件为n(C)/n(Na2Cr2O7)=4、反应时间为2 h、反应温度为550℃，此时RE(Cr(Ⅵ))达到99.947%；各因素对RE(Cr(Ⅵ))影响的显著性由大到小的顺序依次为n(C)/n(Na2Cr2O7)、反应温度、反应时间。碳热还原机理为还原过程中Na2Cr2O7率先被炭黑还原为Cr2O3与Na2CO3，之后熔融状Na2Cr2O7中和Na2CO3生成Na2CrO4，最后Na2CrO4进一步被炭黑还原为Cr2O3。碳热还原反应温度不宜过高，过高的反应温度会促使Cr2O3向NaCrO2转变。在最佳条件下制备的Cr2O3产品纯度达到99%以上、平均粒径为214.246 nm，符合工业三氧化二铬一类优等品指标要求，满足等离子喷涂、铬绿颜料等材料高值化利用需求。