二氧化锰氧化-硫酸浸出高效提取不锈钢粉尘中铬：机制与工艺创新

本文推荐一种基于MnO2氧化与H2SO4浸出的两阶段法，实现不锈钢粉尘（SSD）中铬（Cr）的高效提取（91.8%）与无害化处理。该方法通过氧化Fe(II)破坏尖晶石结构（FeCr2O4），形成铁空位缺陷，促进Cr溶出，为含尖晶石固废资源化提供低能耗技术方案。

　　

Highlight

本研究首次采用MnO₂氧化结合H₂SO₄浸出法，实现转炉不锈钢粉尘（SSD）中铬的高效提取。通过HCl预处理去除96.7%的钙（Ca），防止CaSO₄形成对铬吸附的不利影响。在最优条件下（200目、160°C、0.3 g MnO₂/g SSD、60 wt% H₂SO₄、液固比1/8 g/mL、3 h），铬浸出率高达91.8%，实现SSD无害化。

Experimental materials

实验所用转炉SSD来源于鞍钢联众（广州）不锈钢有限公司。样品经105°C烘干12小时后，过150/200目不锈钢筛备用。钙去除预处理采用1 mol/L HCl在恒温摇床中振荡反应。

Characterization of SSD

转炉SSD中铬含量达10.98 wt%，高于其他含铬固废（如铬渣、电炉粉尘等）。锌含量仅2.29 wt%，远低于普通炼钢粉尘。SSD还富含铁（Fe）和钙（Ca）。改进Tessier连续提取法表明，90%以上的铬以稳定尖晶石相形式存在。

Conclusion

两阶段氧化酸浸法在温和条件下实现了不锈钢转炉粉尘中铬的资源化提取。HCl预处理有效去除钙，避免CaSO₄大量形成。MnO₂氧化通过将FeCr₂O₄中Fe(II)转化为Fe(III)，破坏尖晶石结构稳定性，铁溶出形成空位缺陷进而促进铬浸出。该研究为含尖晶石固废的处理提供了理论依据。