天堂国产午夜亚洲专区-少妇人妻综合久久蜜臀-国产成人户外露出视频在线-国产91传媒一区二区三区

當(dāng)前位置:主頁 > 理工論文 > 冶金論文 >

微波強(qiáng)化碳熱還原低品位軟錳礦的研究

發(fā)布時間:2020-11-10 05:46
   錳礦是國家重要的金屬礦產(chǎn),但僅占我國錳礦查明資源儲量5%的富錳礦在經(jīng)連年的開采消耗后,正日趨變得貧乏,嚴(yán)重地制約了我國錳產(chǎn)品的生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。另一方面,我國儲量豐富錳品位20-30%的低品位軟錳礦卻因還原成本過高或污染嚴(yán)重等問題而未得到有效利用。微波加熱具有加熱過程清潔、可降低工藝溫度和縮短工藝時間的優(yōu)點(diǎn),將其應(yīng)用于低品位軟錳礦的碳熱還原過程,有望克服傳統(tǒng)方法存在的問題,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,具有重要的科學(xué)意義和廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。本文利用微波諧振腔微擾原理測定了溫度、粒度和還原劑配比對低品位軟錳礦粉吸波性能的影響,通過測定各物料在微波加熱時的升溫曲線系統(tǒng)探討了物料的吸波性能和微波功率對能耗的影響。采用XRD、SEM和EDS等手段分析了微波加熱和常規(guī)加熱下不同還原溫度時還原產(chǎn)品的物相和微觀形貌的變化,揭示出低品位軟錳礦的還原機(jī)理。采用單因素實(shí)驗(yàn)法考察了微波加熱和常規(guī)加熱下還原溫度、粒度和還原劑配比對錳還原率的影響,建立了反應(yīng)動力學(xué)模型。采用響應(yīng)曲面法,建立了微波加熱和常規(guī)加熱下還原溫度、保溫時間和還原劑配比與錳還原率的相互關(guān)系的模型方程。最后,在微波加熱和常規(guī)加熱下進(jìn)行了碳熱還原MnO_2的對比試驗(yàn)研究。主要研究結(jié)果如下:(1)低品位軟錳礦粉的吸波性能在300℃以前較為穩(wěn)定-呈線性升溫(升溫速率約為12.2℃/min),而在300℃后急劇增強(qiáng)-呈立方拋物線型的加速升溫(至900℃時升溫速率約為114℃/min),在900℃之后又減弱。隨著粒度的減小和還原劑配比的增大,低品位軟錳礦粉的吸波性能也顯著提高。物料吸波性能的提高和微波加熱功率的增大,可縮短物料升溫時間,降低所需能耗。(2)微波加熱時,低品位軟錳礦中MnO_2被還原為具有納米多孔結(jié)構(gòu)的低價態(tài)Mn_xO_y,具體的還原過程為,與文獻(xiàn)報道的常規(guī)加熱下各物相轉(zhuǎn)變溫度相比分別降低了 100-240℃、180-370℃和270-655℃;溫度大于650℃時,低品位軟錳礦中的Fe2O_3開始轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅艿腇e_3O_4;溫度大于750℃時,還原出的MnO向與之接觸的SiO_2表層擴(kuò)散,反應(yīng)生成包裹SiO_2的致密Mn_2SiO_4層。常規(guī)加熱下,低品位軟錳礦中MnO_2和Fe_2O_3的還原過程與微波加熱時類似,只是由Mn_3O_4還原為MnO的溫度為750℃,Fe_2O_3還原為Fe_3O_4的溫度為800℃,反應(yīng)生成Mn_2SiO_4的溫度為850℃。(3)經(jīng)動力學(xué)計算得出,微波和常規(guī)加熱下碳熱還原低品位軟錳礦的過程都受界面化學(xué)反應(yīng)控制,表觀活化能分別為39.61kJ/mol和60.62kJ/mol。由所得動力學(xué)模型方程可知,還原溫度的提高、原料粒度的減小和還原劑配比的增大,都可顯著增強(qiáng)低品位軟錳礦的還原效果。微波加熱下,低品位軟錳礦粒度為61um、還原劑與低品位軟錳礦粉配比為1:10、還原溫度為750℃和保溫時間為50min時,錳的還原率可達(dá)96.72%;而在同等條件下,常規(guī)加熱需要將還原溫度保持在900℃。(4)由響應(yīng)曲面法獲得的各工藝參數(shù)與錳還原率相互關(guān)系的模型方程可知:微波加熱和常規(guī)加熱下,在設(shè)置的參數(shù)范圍內(nèi),對錳還原率的影響最重要的因素是還原溫度,其次為保溫時間和還原劑配比。經(jīng)響應(yīng)曲面模型方程的優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,得出了較優(yōu)的工藝條件:微波加熱下,還原劑與低品位軟錳礦配比為1.1:10,還原溫度770℃,保溫時間23min時,還原產(chǎn)物的錳還原率達(dá)到了 92.18%;而在同等條件下,常規(guī)加熱需將還原溫度保持在870℃以上。(5)微波加熱下,碳熱還原純MnO_2為MnO的溫度比低品位軟錳礦中MnO_2還原為MnO的溫度要低50℃。還原溫度對還原產(chǎn)品的物相和晶粒度有顯著影響,物相隨還原溫度的升高而價態(tài)變低(Mn_2O_3、Mn_3O_4和MnO),晶粒度隨還原溫度的升高而逐漸增大(80nm-800nm)。首次利用碳熱還原法,制備出了物相可控、晶粒尺寸和孔隙度可調(diào)的具有納米多孔結(jié)構(gòu)的Mn_xO_y。本論文的研究成果,為綠色經(jīng)濟(jì)合理的利用低品位軟錳礦提供了新思路,對其它低品位礦的開發(fā)利用和其它具有納米多孔結(jié)構(gòu)的Me_xO_y制備具有理論和實(shí)際意義。
【學(xué)位單位】:昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位年份】:2017
【中圖分類】:TF792
【部分圖文】:

錳礦石,錳礦,儲量,品位


的有瑪瑙山錳礦。??自2011年以來,我國錳礦石查明資源儲量逐年遞增,至2015年底,已有13.8億??噸,具體見圖1.3[2(W4]。在查明的錳礦資源儲量中,氧化錳礦石約占25.0%,碳酸錳礦??礦石約占56.0%,其它類型錳礦石約占19.0%[25]。??U?-?13.8??12.2??宮12?-??髮.?10.3?■??2011?2012?2013?2014?2015??年份/年??圖1.3我國近年錳礦查明資源儲量??Fig.?1.3?The?proven?reserve?of?manganes?ore?in?China??我國錳礦石有以下4個特點(diǎn)。1)品位低:全國錳礦石平均錳品位約21.4%,以貧??錳礦為主,約占錳礦查明資源儲量的93.6%;錳品位大于30%的富錳礦石約占全國錳??礦查明資源儲量總量的5.0%,只有0.39億噸;而錳品位大于48%的符合國際商品級??的富礦幾乎沒有[261。2)嵌布粒度細(xì):絕大多數(shù)錳礦床的錳礦物在其它脈石礦物中呈??3??

示意圖,軟錳礦,斜方錳礦,方鐵錳礦


軟錳礦分布廣泛[36'39],一般由Mn02(其間夾雜有極少量的Mn203、Mn304和MnO??等)和其它元素的氧化物(如Fe203、MgO、Si02等)所組成[4_5]。自然界中軟錳礦的??晶體一般呈顆粒狀、線狀或柱狀,具體見圖1.5[4(MI]。Mn02、Mn203、Mn304和MnO??的結(jié)構(gòu)示意圖[42],見圖1.6。??擊讕W??圖1.5軟錳礦的不同形貌(a-顆粒狀,b-纖維狀,c-柱狀)??Fig.?1.5?Differen?structure?of?pyrolusite?(a-granular,?b-fibrous,?c-columnar)???????^??^—-^p?[U??@—〇2-?〇_Me^*??〇^?-?*i;rrL-?.??(a)?(b)?(c)??(d)?(e)?(f)??圖1.6Mnx0y的晶體結(jié)構(gòu)示意圖||a.MnO,?b.尖晶石型M3〇4,?c.方鐵錳礦Mn203,??d.軟錳礦型P-Mn02,e.斜方錳礦MnO,?f.鐵磁性Mn02.??Fig.?1.6?Schematic?representation?of?the?crystal?structure?of?manganese?oxides,?(a)?Rock?salt;?(b)?spinel??(Mn304);?(c)?bixbyite?(Mn2〇3);?(d)?pyrolusite?b-Mn〇2?(rutile-type)?(note?the?single?chains?of?edge???sharing?octahedra);?(e)?ramsdellite?(diaspore

柱狀圖,軟錳礦,柱狀,纖維狀


軟錳礦分布廣泛[36'39],一般由Mn02(其間夾雜有極少量的Mn203、Mn304和MnO??等)和其它元素的氧化物(如Fe203、MgO、Si02等)所組成[4_5]。自然界中軟錳礦的??晶體一般呈顆粒狀、線狀或柱狀,具體見圖1.5[4(MI]。Mn02、Mn203、Mn304和MnO??的結(jié)構(gòu)示意圖[42],見圖1.6。??擊讕W??圖1.5軟錳礦的不同形貌(a-顆粒狀,b-纖維狀,c-柱狀)??Fig.?1.5?Differen?structure?of?pyrolusite?(a-granular,?b-fibrous,?c-columnar)???????^??^—-^p?[U??@—〇2-?〇_Me^*??〇^?-?*i;rrL-?.??(a)?(b)?(c)??(d)?(e)?(f)??圖1.6Mnx0y的晶體結(jié)構(gòu)示意圖||a.MnO,?b.尖晶石型M3〇4,?c.方鐵錳礦Mn203,??d.軟錳礦型P-Mn02,e.斜方錳礦MnO,?f.鐵磁性Mn02.??Fig.?1.6?Schematic?representation?of?the?crystal?structure?of?manganese?oxides,?(a)?Rock?salt;?(b)?spinel??(Mn304);?(c)?bixbyite?(Mn2〇3);?(d)?pyrolusite?b-Mn〇2?(rutile-type)?(note?the?single?chains?of?edge???sharing?octahedra);?(e)?ramsdellite?(diaspore
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王平艷,戴永年,蔣世新,鐘洪權(quán);碳熱還原及低價氯化物分解法制備鋁的研究[J];有色金屬(冶煉部分);2005年02期

2 燕春培;郁青春;劉大春;孔祥峰;徐寶強(qiáng);鄧勇;楊斌;;真空碳熱還原分解硫酸鈣熱力學(xué)分析及實(shí)驗(yàn)探究[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報;2014年05期

3 楊勇;李解;李保衛(wèi);張邦文;韓繼鋮;;鈮酸鐵碳熱還原的等溫動力學(xué)分析[J];過程工程學(xué)報;2013年03期

4 徐寶強(qiáng),李志華,戴永年;真空碳熱還原過程中噴料問題的解決[J];有色礦冶;2004年04期

5 劉然;高福;王杏娟;呂慶;;富硼渣碳熱還原過程硼組元的遷移行為[J];鋼鐵;2014年03期

6 蔣文龍;戴永年;楊斌;徐寶強(qiáng);;金屬鋁的碳熱還原[J];輕金屬;2009年03期

7 梁連科,李花兵,鄒德玲,劉穎;碳熱還原電熔法制備高純碳化硼[J];鐵合金;2004年02期

8 劉海燕;劉代俊;楊軍;于洋;鄧林;;微波外場中的硫酸鈣碳熱還原[J];無機(jī)鹽工業(yè);2012年12期

9 王昱超;田陽;楊成博;楊斌;曲濤;戴永年;王剛;;真空碳熱還原煅白的熱力學(xué)分析[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報;2013年11期

10 劉新寬,馬明亮,周敬恩;碳熱還原反應(yīng)制備氮化鋁粉末工藝研究[J];有色金屬;1999年01期


相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 葉乾旭;微波強(qiáng)化碳熱還原低品位軟錳礦的研究[D];昆明理工大學(xué);2017年

2 馮月斌;氧化鋁真空碳熱還原和碳熱還原—氯化—歧化反應(yīng)研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

3 陳秀敏;氧化鋁真空碳熱還原氯化歧化反應(yīng)的理論研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

4 陳為亮;真空精煉鋰的研究與氧化鋰真空碳熱還原初探[D];昆明理工大學(xué);2000年

5 匡加才;AlN粉體及陶瓷的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

6 熊利芝;真空碳熱還原處理含鋅氧化礦獲得高純鋅研究[D];中南大學(xué);2011年


相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 舒凱;高溫真空下碳熱還原過程中Al_2O的行為研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 楊磊;碳熱還原反應(yīng)制備ZrB_2粉體工藝研究[D];北京有色金屬研究總院;2016年

3 陳琨;硫酸鋇碳熱還原過程的研究[D];貴州大學(xué);2017年

4 賓光勇;真空碳熱還原煉鎂工藝中鎂蒸氣冷凝收集實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2015年

5 李艷;鋁土礦真空碳熱還原—氯化的實(shí)驗(yàn)研究及生命周期評價[D];昆明理工大學(xué);2012年

6 汪浩;真空碳熱還原白云石制鎂的基礎(chǔ)研究[D];重慶大學(xué);2013年

7 呂東;碳熱還原歧化法制備高品質(zhì)硅的實(shí)驗(yàn)研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

8 李志華;氧化鎂真空碳熱還原反應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究[D];昆明理工大學(xué);2002年

9 李兆楠;真空碳熱還原制取金屬鍶的理論及實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2012年

10 曹麗;鈦鐵礦碳熱還原—氮化制備富鈦料的基礎(chǔ)研究[D];西華大學(xué);2017年



本文編號:2877560

資料下載
論文發(fā)表

本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/yjlw/2877560.html


Copyright(c)文論論文網(wǎng)All Rights Reserved | 網(wǎng)站地圖 |

版權(quán)申明:資料由用戶3be4c***提供,本站僅收錄摘要或目錄,作者需要刪除請E-mail郵箱bigeng88@qq.com
五月激情婷婷丁香六月网| 亚洲中文字幕视频在线观看| 亚洲国产精品av在线观看 | 亚洲精品成人福利在线| 欧美不卡午夜中文字幕| 国内女人精品一区二区三区| 日韩精品在线观看完整版| 日韩国产欧美中文字幕| 东北老熟妇全程露脸被内射| 亚洲最新av在线观看| 在线观看国产成人av天堂野外| 韩国日本欧美国产三级| 开心激情网 激情五月天| 国产精品香蕉免费手机视频| 视频一区二区 国产精品| 日本午夜乱色视频在线观看| 色哟哟精品一区二区三区| 超碰在线免费公开中国黄片| 亚洲av日韩av高潮无打码| 精品综合欧美一区二区三区| 国产盗摄精品一区二区视频| 91蜜臀精品一区二区三区| 国产色一区二区三区精品视频| 亚洲国产另类久久精品| 99久久精品国产麻豆| 在线视频三区日本精品| 美日韩一区二区精品系列| 天堂网中文字幕在线观看| 噜噜中文字幕一区二区| 亚洲男人的天堂色偷偷| 欧美国产日本高清在线| 日韩欧美综合在线播放| 色婷婷中文字幕在线视频| 日本一区二区三区黄色| 一个人的久久精彩视频| 日本久久精品在线观看| 国产精欧美一区二区三区久久| 国产欧美日韩视频91| 99久久精品一区二区国产| 97人妻精品一区二区三区免| 国产一区二区在线免费|