發(fā)布時(shí)間：2021-07-24 16:08

　　針對(duì)高硫鋁土礦傳統(tǒng)焙燒脫硫方式中溫度高、時(shí)間長(zhǎng)、脫硫率低等問題,采用微波焙燒方式對(duì)以黃鐵礦硫?yàn)橹鞯母吡蜾X土礦進(jìn)行脫硫?qū)嶒?yàn)。研究結(jié)果表明:微波焙燒脫硫具有低溫、短時(shí)高效的特點(diǎn),在600℃焙燒15 min,可將鋁土礦中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從2.01%降低到0.32%,脫硫率達(dá)到85%左右;微波場(chǎng)中,黃鐵礦脫硫以4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂的反應(yīng)為主,同時(shí),在低溫和氧氣不充足的條件下會(huì)伴隨2FeS₂+5O₂→2FeO+4SO₂及4FeO→Fe₃O₄+Fe中間反應(yīng)發(fā)生;黃鐵礦的極性分子在偶極子取向極化的作用下,電磁能轉(zhuǎn)化為熱能,促使Fe—S鍵斷裂,硫離子被大量分離,并不斷向礦物表面擴(kuò)散,與空氣結(jié)合生成SO₂氣體而脫除;由于黃鐵礦顆粒內(nèi)部快速積聚的熱量不能迅速散掉,顆粒內(nèi)部和外部形成明顯的局部溫差,從而產(chǎn)生熱應(yīng)力,使得顆粒形成不同程度的裂隙,甚至發(fā)生... 

【文章來源】：中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,51(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

鋁土礦微波焙燒前后SEM圖

微波作為頻率在0.3～300.0 GHz的一種高頻電磁波，介質(zhì)加熱是其最主要的加熱方式，而介質(zhì)加熱的主要原因是偶極子取向極化。偶極子取向極化是指在電場(chǎng)作用下，材料分子的固有偶極矩將沿著電場(chǎng)方向排列，而當(dāng)電場(chǎng)是高頻交變電場(chǎng)(如微波)時(shí)，偶極子取向極化滯后于電場(chǎng)，會(huì)引起極性分子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)這種旋轉(zhuǎn)行為受到原子的彈性散射或者晶格熱振動(dòng)等因素阻礙時(shí)會(huì)引起能量耗散，電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，從而引起物體溫度升高，具有從內(nèi)到外的加熱特點(diǎn)[19-20]。基于此特點(diǎn)，繪制微波場(chǎng)中黃鐵礦顆粒脫硫的機(jī)理模型，如圖9所示。微波加熱鋁土礦時(shí)，黃鐵礦等極性物質(zhì)在偶極子取向極化的作用下，電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，黃鐵礦顆粒內(nèi)部溫度快速升高，促使黃鐵礦中的Fe—S鍵斷裂，硫離子被大量分離，并不斷地向礦物表面擴(kuò)散，與空氣結(jié)合生成SO2氣體而排除。同時(shí)，在脫硫過程中，由于黃鐵礦顆粒內(nèi)部快速積聚的熱量不能迅速散掉，顆粒內(nèi)部和外部形成明顯的局部溫差，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力，當(dāng)這種熱應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)使得顆粒形成不同程度的裂隙，甚至發(fā)生熱破裂現(xiàn)象，而裂縫的形成或顆粒的破裂有效促進(jìn)黃鐵礦的單體解離和增加其有效反應(yīng)面積，從而為黃鐵礦脫硫反應(yīng)的快速進(jìn)行提供了有利條件。圖8 鋁土礦微波焙燒后SEM-EDS分析

鋁土礦微波焙燒后SEM-EDS分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]黔北務(wù)正道地區(qū)鋁土礦焙燒脫硫及溶出性能的提升[J]. 周劍飛,趙博,陳延信,何偉,韓丁.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2019(10)
[2]低品位高硫鋁土礦脫硅精礦溶出及微觀結(jié)構(gòu)演變[J]. 吳鴻飛,夏飛龍,李軍旗,陳朝軼,徐樹濤,張仕恒.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(09)
[3]新型活化劑在高硫鋁土礦浮選脫硫中的應(yīng)用研究[J]. 楊林,梁溢強(qiáng),簡(jiǎn)勝.  礦產(chǎn)保護(hù)與利用. 2018(02)
[4]一水硬鋁石礦-氫氧化鈉-氫氧化鈣體系在微波場(chǎng)中的物相演變[J]. 黎氏瓊春,巨少華,彭金輝,王仕興,周烈興,王應(yīng)蘭.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(12)
[5]中等嗜熱菌群協(xié)同脫除高硫鋁土礦中的硫[J]. 李壽朋,王瑞,郭玉婷,郭玉潔,王國(guó)華,劉新星,邱冠周.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2016(11)
[6]利用鐵酸鈉脫除鋁酸鈉溶液中的S2-（英文）[J]. 李小斌,牛飛,譚杰,劉桂華,齊天貴,彭志宏,周秋生.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(05)
[7]高硫鋁土礦微波焙燒預(yù)處理[J]. 張念炳,白晨光,鄧青宇.  重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[8]微波場(chǎng)中礦物及其化合物的升溫特性[J]. 彭金輝,劉純鵬.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 1997(03)

博士論文
[1]微波輻射下煤體的溫升特性及孔隙結(jié)構(gòu)改性增滲研究[D]. 洪溢都.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2017
[2]微波強(qiáng)化焙燒一水硬鋁石礦提取氧化鋁基礎(chǔ)研究[D]. 黎氏瓊春.昆明理工大學(xué) 2017

碩士論文
[1]微波低溫清潔干燥攀枝花鈦精礦工藝研究[D]. 左勇剛.昆明理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3300982