proses pemanggangan dan pencucian kromium
Pandangan Mendalam tentang Proses Pemanggangan dan Pencucian untuk Ekstraksi Kromium
Ekstraksi kromium dari bijih utamanya, kromit (FeCr2HAI4), adalah proses metalurgi yang sangat penting, mengingat peran penting kromium dalam memproduksi baja tahan karat, paduan, dan berbagai bahan kimia. Berbeda dengan beberapa logam yang dapat langsung direduksi, kromium memerlukan serangkaian langkah persiapan agar dapat larut dan dapat dipisahkan dari besi dan pengotor lainnya dalam bijih.. Metode industri yang dominan untuk mencapai hal ini melibatkan kombinasi pemanggangan basa diikuti dengan pencucian berair. Proses dua tahap ini secara efektif mengubah spinel kromit tahan api menjadi kromat yang larut dalam air.
Kimia Pemanggangan Alkaline
Tujuan inti dari tahap pemanggangan adalah untuk mengoksidasi kromium trivalen [Kr(AKU AKU AKU)] terdapat dalam kromit hingga kromium heksavalen [Kr(VI)], yang kemudian bereaksi dengan alkali membentuk kromat yang larut. Hal ini biasanya dilakukan dalam tanur putar atau tungku perapian ganda pada suhu berkisar antara 800°C hingga 1150°C.. Reagen yang paling umum digunakan adalah natrium karbonat (Tidak2BERSAMA3), meskipun natrium hidroksida atau kalsium oksida juga dapat digunakan dalam kondisi tertentu..jpg)
Reaksi kimia dengan natrium karbonat, dilakukan dalam atmosfer pengoksidasi (biasanya udara), dapat direpresentasikan dengan persamaan yang disederhanakan:
4(FeO·Cr2HAI3) + 8Tidak2BERSAMA3 + 7HAI2 → 8na2CrO4 + 2Fe2HAI/ O3 + 8CO2 .jpg)
Pengamatan yang lebih rinci mengungkapkan bahwa ini bukanlah reaksi tunggal melainkan serangkaian reaksi keadaan padat yang kompleks. Prosesnya dimulai dengan oksidasi Cr(AKU AKU AKU) ke Kr(VI) pada permukaan partikel kromit. Kr(VI) kemudian bereaksi dengan natrium karbonat menghasilkan natrium kromat (Tidak 2 CrO 4 ). Serentak, komponen besi dioksidasi menjadi hematit (Fe 2 HAI 3 ), yang tersisa sebagai residu padat yang tidak larut. Keberhasilan sangrai ini sangat bergantung pada beberapa faktor:
- Marah dari: terlalu rendah, dan kinetika reaksinya lamban; terlalu tinggi, dan sintering atau fusi muatan terjadi, yang dapat menjebak kromat dan mengurangi hasil pemulihan.
- alkali - ke - Rasio Bijih: Kelebihan alkali biasanya diperlukan untuk memastikan konversi sempurna, namun jumlah yang berlebihan akan meningkatkan biaya dan dapat menimbulkan masalah penanganan.
- & lt; kuat & gt; Suasana Oksidasi & lt; / kuat & gt; : Pasokan udara yang konsisten sangat penting untuk mendorong reaksi oksidasi maju.
- & lt; kuat & gt; Waktu Retensi & lt; / kuat & gt; : Waktu yang cukup harus diberikan agar reaksi berlangsung mendekati - penyelesaian di dalam tungku.
& lt ; / jalan & gt ;
& lt ; H3 & gt ; Proses Pencucian: Memisahkan Kromat Larut & lt ; / H3 & gt ;
& lt ; P & gt ; Mengikuti langkah pemanggangan, kalsin yang dihasilkan berupa campuran padat yang mengandung air - natrium kromat larut dan senyawa tidak larut seperti hematit, gangue yang tidak bereaksi, dan mungkin kelebihan alkali. Tujuan pelindian adalah untuk melarutkan natrium kromat yang berharga ke dalam larutan berair, sehingga memisahkannya dari limbah padat. Ini biasanya dilakukan sebagai counter - proses saat ini dalam serangkaian pengental atau tangki pencuci untuk memaksimalkan efisiensi.& lt ; / P & gt ;
& lt ; P & gt ; Kalsin yang dihancurkan dicampur dengan air, sering panas, untuk meningkatkan kinetika disolusi. Natrium kromat mudah larut, sementara hematit dan bahan tidak larut lainnya tetap berupa lumpur. Bubur yang dihasilkan kemudian dipadatkan - teknik pemisahan cairan seperti filtrasi atau sedimentasi. Fase cair, sekarang menjadi kuning - larutan berwarna yang dikenal sebagai "pelindian minuman keras," mengandung natrium kromat terlarut. Minuman keras ini mungkin juga mengandung kotoran seperti ion aluminat dan silikat dari mineral gangue yang juga bereaksi selama pemanggangan.& lt ; / P & gt ;
& lt ; P & gt ; Langkah penting yang sering diintegrasikan dengan pelindian adalah pengendalian pH. Pengasaman cairan pelindian dapat digunakan untuk mengendapkan pengotor larut ini sebelum diproses lebih lanjut. Misalnya, menurunkan pH dapat menyebabkan aluminium hidroksida mengendap. Langkah pemurnian selanjutnya mungkin mencakup kristalisasi atau pertukaran ion untuk mendapatkan larutan natrium kromat murni. Larutan murni ini berfungsi sebagai zat antara utama untuk memproduksi sebagian besar bahan kimia kromium.& lt ; / P & gt ;
& lt ; H3 & gt ; Dari Minuman Keras Leach hingga Produk Akhir & lt ; / H3 & gt ;
& lt ; P & gt ; Cairan pelindian natrium kromat itu sendiri memiliki penggunaan langsung yang terbatas. Sebagian besar diubah menjadi senyawa kromium lainnya. Produk yang paling signifikan adalah natrium dikromat (Tidak 2 Kr 2 HAI 7 ), yang bertindak sebagai pintu gerbang ke hampir semua produk kromium lainnya. Konversi ini dicapai dengan mengasamkan larutan natrium kromat dengan asam sulfat.:& lt ; saudara / >
2Tidak 2 CrO 4
+ H
&
# x2082;
JADI
&
# x2084;
→ itu
&
# x2082;
Kr
&
# x2082;
HAI
&
# x2087;
+ Tidak
&
# x2082;
JADI
&
# x2084;
+ H
&
# x2082;
HAI
Natrium sulfat mengkristal,
meninggalkan larutan natrium dikromat pekat yang dapat diuapkan untuk membentuk kristal.
Untuk produksi kromium metalik,
dikromat ini dapat direduksi dengan karbon ( menghasilkan ferrokromium ) atau melalui proses aluminotermik.
Sebagai alternatif,
itu dapat diubah menjadi kromium trioksida ( CrO
&
# x2083;
) atau garam penyamakan krom untuk industri kulit.