谭博等：微波场下的钒渣氯化动力学 1163 -14.5 -15.5 (a) (b) -16.0 (x-1)Z+ -15.0 -16.5 Mn -17.0 -15.5 -17.5 Fe -18.0 -16.0 -18.5 1.0 1.1 1.2 1.3 1.0 1.1 1.2 1.3 1000T-/K-1 1000T-/K- 图)-30-+21-a和n1-1- 72 T12 -(b)与1/T的关系 1-31-2B+21-) Fig.9 Relationship between In- 1-(1-x/3 及 (a)and In- T12 -(b)with 1/T 表4动力学方程的相关系数 55 Table 4 Correlation coefficient of the kinetic equation (刘淑清.近年全球钒制品生产现状及发展趋势.钢铁钒钛， Kinetic equations Cr Mn Fe 2014,35(3):55) [2]Liu B,Du H,Wang S N,et al.A novel method to extract Eq.(12) 0.9126 0.93440.5684 0.6423 vanadium and chromium from vanadium slag using molten NaOH- Eq.(13) 0.9360 0.9458 0.9024 0.9600 NaNO;binary system.AIChEJ,2013,59(2):541 Eq.(14) 0.94620.96720.35870.6956 [3] Guo X.Wang L,Zheng K H,et al.Research progress of extraction 或电弧可以被视为微观水平的微等离子体，微波 technology for vanadium from vanadium stags.China Min Mag, 2016,25(Suppl1):435 等离子体可能导致局部高温促进有价金属的氯化阿 (郭昕，王玲，郑康豪，等.钒渣提饥工艺及研究进展.中国矿业， 3结论 2016,25(增刊1：435) [4] Fang H X,Li H Y,Xie B.Effective chromium extraction from (1)微波加热在800℃保温30min条件下， chromium-containing vanadium slag by sodium roasting and water (NaC1-KCI)/A1Cl3熔盐质量比1.66：1，AIC13与钒 leaching.ISI/Int,2012,52(11):1958 渣质量比为1.5，Fe、Mn、V和Cr的提取率分别为 [5] Lu G Z.Zhang T A.Zhang G Q.et al.Process and kinetic 91.66%、92.96%、82.67%和75.82%.与常规加热相 assessment of vanadium extraction from vanadium slag using 比，微波加热可以缩短熔盐氯化的时间，减小AIC13 calcification roasting and sodium carbonate leaching.M2019 71(9):4600 和样品的挥发 [6]Li X S,Xie B,Wang G E,et al.Oxidation process of low-grade (2)钒渣中的橄榄石相优先于尖晶石相发生 vanadium slag in presence of NazCO3 Trans Nonferrous Met Soc 反应.V和Cr对时间的敏感性高于Fe和Mn.延长 China,.2011,21(8):1860 氯化时间，有利于V和Cr的氯化. [7]Fan CL,Zhai X J.Fu Y.et al.Extraction of nickel and cobalt from (3)微波与熔盐氯化钒渣非等温动力学过程， reduced limonitic laterite using a selective chlorination-water V和Cr的限制性环节为化学反应环节，Fe和Mn leaching process.Hydromerallugy,2010,105(1-2):191 为扩散环节.采用方程n1-1-3 In COAMR 81 Abbasalizadeh A,Seetharaman S,Teng L D,et al.Highlights of T1.92 bpBroEa the salt extraction process.2013,65(11):1552 10o0e导描述V和C的氯化反应，V和C的表观 [Liu S Y,Wang L J,Chou K.A novel process for simultaneous extraction ofiron,vanadium,manganese,chromium,and titanium 活化能分别为40.00和50.92 kJ-mol,采用方程 from vanadium slag by molten salt electrolysis.Ind Eng Chem Res, n1-31-+21-9- 6coD明MR_△E2描述Fe 2016.55(50):12962 T2 bpBro2AE2 RT [10]Liu S Y,Li S J,Wu S,et al.A novel method for vanadium slag 和Mn的氯化反应，Fe和Mn非等温动力学扩散活 comprehensive utilization to synthesize Zn-Mn ferrite and 化能为17.02和17.10 kJ-mol Fe-V-Cr alloy.J Hacard Mater,2018,354:99 [11]Jones D A,Lelyveld T P,Mavrofidis S D,et al.Microwave 参考文献 heating applications in environmental engineering-a review. [1]Liu S Q.Production status and development trend of vanadium Resources Conserv Recycl,2002,34(2):75 product in world in recent years.Iron Steel Van Tit,2014,35(3): [12]De La Hoz A,Diaz-Ortiz A,Moreno A.Microwaves in organic或电弧可以被视为微观水平的微等离子体[24] ，微波 等离子体可能导致局部高温促进有价金属的氯化[25] . 3    结论 （ 1）微波加热在 800 ℃ 保温 30 min 条件下 ， (NaCl‒KCl)/AlCl3 熔盐质量比 1.66∶1，AlCl3 与钒 渣质量比为 1.5，Fe、Mn、V 和 Cr 的提取率分别为 91.66%、92.96%、82.67% 和 75.82%. 与常规加热相 比，微波加热可以缩短熔盐氯化的时间，减小 AlCl3 和样品的挥发. （2）钒渣中的橄榄石相优先于尖晶石相发生 反应，V 和 Cr 对时间的敏感性高于 Fe 和 Mn，延长 氯化时间，有利于 V 和 Cr 的氯化. ln1−(1− x) 1/3 T 1.92 = ln c0AMR bρβr0Ea − 1.0008 Ea RT ln1−3(1− x) 2/3 +2(1− x) T 2 = ln 6c0D ⊖ 0 MR bρβr0 2∆E2 − ∆E2 RT （3）微波与熔盐氯化钒渣非等温动力学过程， V 和 Cr 的限制性环节为化学反应环节，Fe 和 Mn 为扩散环节. 采用方程 描述 V 和 Cr 的氯化反应，V 和 Cr 的表观 活化能分别为 40.00 和 50.92 kJ·mol−1，采用方程 描述Fe 和 Mn 的氯化反应，Fe 和 Mn 非等温动力学扩散活 化能为 17.02 和 17.10 kJ·mol−1 . 参    考    文    献 Liu  S  Q.  Production  status  and  development  trend  of  vanadium product in world in recent years. Iron Steel Van Tit, 2014, 35（3）: [1] 55 （刘淑清. 近年全球钒制品生产现状及发展趋势. 钢铁钒钛, 2014, 35（3）：55） Liu  B,  Du  H,  Wang  S  N,  et  al.  A  novel  method  to  extract vanadium and chromium from vanadium slag using molten NaOH￾NaNO3 binary system. AIChE J, 2013, 59（2）: 541 [2] Guo X, Wang L, Zheng K H, et al. Research progress of extraction technology  for  vanadium  from  vanadium  stags.  China  Min  Mag, 2016, 25(Suppl 1): 435 （郭昕, 王玲, 郑康豪, 等. 钒渣提钒工艺及研究进展. 中国矿业, 2016, 25(增刊1): 435） [3] Fang  H  X,  Li  H  Y,  Xie  B.  Effective  chromium  extraction  from chromium-containing vanadium slag by sodium roasting and water leaching. ISIJ Int, 2012, 52（11）: 1958 [4] Lu  G  Z,  Zhang  T  A,  Zhang  G  Q,  et  al.  Process  and  kinetic assessment  of  vanadium  extraction  from  vanadium  slag  using calcification roasting and sodium carbonate leaching. JOM, 2019, 71（9）: 4600 [5] Li X S, Xie B, Wang G E, et al. Oxidation process of low-grade vanadium slag in presence of Na2CO3 . Trans Nonferrous Met Soc China, 2011, 21（8）: 1860 [6] Fan C L, Zhai X J, Fu Y, et al. Extraction of nickel and cobalt from reduced  limonitic  laterite  using  a  selective  chlorination –water leaching process. Hydrometallurgy, 2010, 105（1-2）: 191 [7] Abbasalizadeh  A,  Seetharaman  S,  Teng  L  D,  et  al.  Highlights  of the salt extraction process. JOM, 2013, 65（11）: 1552 [8] Liu  S  Y,  Wang  L  J,  Chou  K.  A  novel  process  for  simultaneous extraction of iron, vanadium, manganese, chromium, and titanium from vanadium slag by molten salt electrolysis. Ind Eng Chem Res, 2016, 55（50）: 12962 [9] Liu S Y, Li S J, Wu S, et al. A novel method for vanadium slag comprehensive  utilization  to  synthesize  Zn –Mn  ferrite  and Fe–V–Cr alloy. J Hazard Mater, 2018, 354: 99 [10] Jones  D  A,  Lelyveld  T  P,  Mavrofidis  S  D,  et  al.  Microwave heating  applications  in  environmental  engineering —a  review. Resources Conserv Recycl, 2002, 34（2）: 75 [11] [12] De  La  Hoz  A,  Diaz-Ortiz  A,  Moreno  A.  Microwaves  in  organic 表 4    动力学方程的相关系数 Table 4    Correlation coefficient of the kinetic equation Kinetic equations V Cr Mn Fe Eq.(12) 0.9126 0.9344 0.5684 0.6423 Eq.(13) 0.9360 0.9458 0.9024 0.9600 Eq.(14) 0.9462 0.9672 0.3587 0.6956 −16.0 −15.5 −15.0 −14.5 1.0 (a) 1.1 1000T −1/K−1 1.2 Fe Mn 1.3 ln T 2 1−3(1−x)2/3+2(1−x) −18.5 −16.0 −18.0 −16.5 −17.0 −17.5 −15.5 1.0 (b) 1.1 1000T −1/K−1 1.2 1.3 ln T192 1−(1−x)1/3 ln 1−3(1− x) 2/3 +2(1− x) T 2 ln 1−(1− x) 1/3 T 图 1.92  9     （a）和 （b）与 1/T 的关系 ln 1−3(1− x) 2/3 +2(1− x) T 2 ln 1−(1− x) 1/3 T 1.92 Fig.9    Relationship between (a) and (b) with 1/T 谭    博等： 微波场下的钒渣氯化动力学 · 1163 ·