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作者：张亚奇;贺永东;王黄河;
单位：新疆大学;新疆湘润科技新材料有限公司;
摘要：针对钛冶金过程中熔盐氯化废渣中杂质含量高、再利用受限及环境危害等问题，提出了一种硫酸钠高温分层处理工艺。该工艺采用硫酸钠与废渣中钙、镁离子的反应，生成难溶的硫酸盐，并通过分层沉积法分离回收上中层熔盐。热力学研究表明，在400～1 200℃温度范围内，固化反应均能自发进行，但反应驱动力随温度升高而减弱。当温度低于800℃时，K_p(MgSO_4)和K_p(Ca SO_4)均小于2.01×10~(-3);而当温度超过800℃后，由于Mg~(2+)和Ca~(2+)的竞争效应，K_p(MgSO_4)逐渐超过K_p(Ca SO_4)，因此最佳反应温度应控制在850～950℃之间。试验结果表明，在反应温度900℃、硫酸钠与杂质物质的量比为1的优化条件下，工艺处理效果最佳，上、中层熔盐中钙的脱除率分别达到69%和88%，镁的脱除率分别高达93%和89%，满足钙镁脱除率60%的回炉标准。通过对下层样品的SEM-EDS微观分析证实，杂质元素主要以MgSO_4、Ca MgSiO_4和Ca Mg_3(SO_4)_4等难溶化合物的形式稳定沉积。该工艺不仅实现了废渣中杂质元素的高效分离，还具有操作简便、运行成本低等显著优势，为钛冶金废渣的资源化利用提供了切实可行的技术方案，具有重要的工业应用价值和环保意义。
关键词：钛冶炼;;熔盐氯化废渣;;NaCl回收;;除钙、镁;;无水硫酸钠;;高温固化
基金资助：国家自然科学基金资助(51861033);; 新疆维吾尔自治区重点研发计划项目资助(2023B01002);; 哈密高新区科学研究与技术开发计划项目(HGX2023KJXM006);; 新疆大学-新疆湘润科技新材料有限公司横向合作项目“钛冶金熔盐氯化废渣循环利用减排与尾渣无害化处理研究”(XJXR-FZFW-202309001)
