實(shí)驗(yàn)以石油焦粉為原料制備工業(yè)硅生產(chǎn)用碳質(zhì)還原劑球團(tuán),研究了微硅粉含量、潤(rùn)濕介質(zhì)的種類(lèi)、含水率、成型壓力、潤(rùn)濕介質(zhì)（NaOH溶液）濃度、粘結(jié)劑含量對(duì)球團(tuán)濕球抗壓強(qiáng)度、干球抗壓強(qiáng)度、抗碎率、熱強(qiáng)度與孔隙率的影響。研究結(jié)果表明:微硅粉含量為8.0%,潤(rùn)濕介質(zhì)選用NaOH溶液,其濃度為5.0 mol/L,含水率為10.0%,成型壓力為30 MPa,粘結(jié)劑含量為4.0%時(shí),制備的球團(tuán)性能最佳。 

【文章來(lái)源】：云南冶金. 2020,49(04)

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【圖文】：

實(shí)驗(yàn)流程圖

工業(yè)硅生產(chǎn)過(guò)程中，礦熱爐內(nèi)產(chǎn)生的SiO2氣體和Si氣體具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，氣體排放后在空氣中迅速氧化并冷凝。在相變過(guò)程中，因受表面張力作用，形成無(wú)定形球狀顆粒，微觀形貌如圖2所示。微硅粉主要成分為SiO2[5]，呈非晶態(tài)，平均粒徑（100～300)nm，比表面積（2.0～2.8）×104m2/kg，化學(xué)反應(yīng)活性強(qiáng)[6]。NaOH溶液濃度為4.0 mol/L，含量取8.0%；成型壓力為20 MPa，粘結(jié)劑含量為3.0%。微硅粉含量對(duì)球團(tuán)性能的影響如圖3所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：加入微硅粉后，球團(tuán)的性能大幅提升。這是由于大量結(jié)構(gòu)不規(guī)則分子和原子存在于微硅粉顆粒的表面，使其化學(xué)反應(yīng)活性很高，與潤(rùn)濕介質(zhì)NaOH溶液具有很強(qiáng)的反應(yīng)能力，其反應(yīng)方程式如式（1）所示。生成物Na2O·SiO2為凝膠體，是粘結(jié)劑水玻璃的主要成分。此外，微硅粉顆粒會(huì)填充球團(tuán)成型過(guò)程中的微小孔隙，進(jìn)一步提高球團(tuán)的強(qiáng)度。當(dāng)微硅粉含量過(guò)高時(shí)，會(huì)造成生產(chǎn)過(guò)程渣量增加，影響爐況，適量添加對(duì)生產(chǎn)負(fù)面影響小[7]。

微硅粉含量為8.0%，成型壓力為20 MPa，不同條件下，球團(tuán)性能如表2所示。將1#與3#、2#與4#球團(tuán)分別做比較，結(jié)果表明當(dāng)以水和NaOH溶液為潤(rùn)濕介質(zhì)時(shí)，粘結(jié)劑的添加均有利于球團(tuán)性能的提高。在不加入粘結(jié)劑的情況下也能夠成型。水分子被石油焦顆粒吸附成水化膜，顆粒通過(guò)水化膜連接而成型。在球團(tuán)干燥過(guò)程中，隨著含水率的降低，水化膜變薄，其表面張力增加，分子間范德華力增加，石油焦顆粒間摩擦力增大，并產(chǎn)生一定的機(jī)械嚙合力。隨著球團(tuán)含水率的下降，分子間范德華力和顆粒間的機(jī)械嚙合力使球團(tuán)強(qiáng)度進(jìn)一步提高。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]工業(yè)硅生物質(zhì)球團(tuán)的制備研究[J]. 楊妮,謝剛,包崇軍,俞小花,和曉才,李榮興,甘胤,侯彥青.  輕金屬. 2015(03)
[2]不同種類(lèi)生物質(zhì)對(duì)工業(yè)硅球團(tuán)性能影響的研究[J]. 楊妮,謝剛,李榮興,俞小花,和曉才,姚云,包崇軍.  昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(01)
[3]微硅粉的物化特性及對(duì)混凝土孔結(jié)構(gòu)的影響[J]. 萬(wàn)惠文,陳超,吳有武,韋鵬亮,高志飛.  混凝土. 2013(12)
[4]工業(yè)硅冶煉還原劑粉料冷壓制團(tuán)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張安福,李宗有,周開(kāi)亮,張金清,周杰,趙興凡,張忠益,任承偉.  云南冶金. 2012(03)
[5]工業(yè)硅生產(chǎn)三要素[J]. 楊華.  鐵合金. 2003(06)



本文編號(hào)：3005259