微波场下的钒渣氯化动力学

作者：谭博; 王丽君^*; 闫柏军; 周国治

来源：工程科学学报, 2020, 42(09): 1157-1164.

DOI：10.13374/j.issn2095-9389.2019.09.20.003

• 钒渣
• 微波加热
• 熔盐
• 变温动力学
• 强化扩散

研究了微波加热条件下(500～800℃),AlCl3氯化钒渣中有价金属Fe、Mn、V和Cr变温动力学.通过X射线衍射和扫描电镜能谱表征了氯化产物随时间的物相演变和形貌变化,考察了AlCl3/钒渣的质量比和熔盐配比对氯化提取率的影响.结果表明,AlCl3/钒渣的质量比为1.5、(NaCl-KCl)/AlCl3熔盐质量比为1.66∶1时Fe、Mn、V和Cr的提取率最佳,分别为91.66%、92.96%、82.67%、75.82%和63.14%,微波加热30 min,5种元素的提取率达到或者超过常规加热方式6 h的氯化提取效果.通过热力学和动力学分析,橄榄石相优先于尖晶石相发生氯化反应.而且V和Cr的氯化反应速度小于Fe和Mn.Fe和Mn氯化过程为扩散控制,其非等温扩散活化能为17.02和17.10 kJ·mol-1, V和Cr在氯化过程中的限制性环节为界面化学反应,其表观活化能分别为40.00和50.92 kJ·mol-1;微波与熔盐耦合强化氯化反应的机理可以描述为扩散作用增强和局部化学反应增强.

• 单位
  钢铁冶金新技术国家重点实验室; 北京科技大学