原料高压辊磨对球团氧化活化能的影响

利用阿伦尼乌斯公式分析了磁铁矿原料辊磨前后球团氧化反应的活化能。研究表明，原料不辊磨时球团氧化反应的活化能为33．96kJ／mol，经辊磨后则为31．28kJ／mol，这说明辊磨可降低球团氧化反应的活化能。     

含铁黏结剂对磁铁矿球团氧化动力学的影响

通过改变磁铁矿球团中含铁黏结剂的配比(0%、4%和8%),进行了球团氧化的动力学研究。首先利用TG-DTG-DSC分析确定了磁铁矿粉氧化的温度范围为240.1～1 029.7℃,其后在温度400～1 000℃和时间0～15 min内对球团进行了等温氧化动力学试验。根据反应过程中球团FeO含量随氧化时间的变化数据,分析了球团氧化度的变化规律以及含铁黏结剂对球团氧化度的影响。分别采用0级、1级和2级基元反应级数的f(C)-t图(C为质量分数,t为时间)对试验数据进行了拟合。结果表明,球团氧化反应符合1级反应的动力学规律,并确定了不同含铁黏结剂配比条件下反应的速率常数k。最后根据未反应核收缩模型和Arrhenius方程计算了反应的活化能,并判断了反应的限制性环节。研究显示,在低温段(400～700℃),含铁黏结剂配比为0%、4%和8%时,氧化反应的活化能依次为23.40、20.83、20.73 kJ/mol,表明含铁黏结剂可以加速球团的氧化进程,原因在于黏结剂结晶水的析出增加了球团内部的孔隙率,使气体O₂与磁铁矿的接触更加充分,球团氧化速率更快;但含铁黏结剂配比由4%增...     

Fe3O4内配石墨球团的还原动力学

开展了Fe3O4内配石墨球团还原试验,以考察球团的中温还原性。设定温度950～1 100℃,时间低于35min。并采用新建立的还原动力学方程(PKV方程)计算球团的动力学参数。结果表明,球团的还原能力随时间、温度的提高而增加,初始时间段及较低温度下增加幅度相对较大;温度对球团的还原影响很大。球团在19min前后的活化能分别为102.046kJ/mol和86.872kJ/mol。控制环节为界面化学反应,前19min为碳的气化反应,后19min为CO还原Fe3O4。     

钒钛磁铁矿含碳球团的还原历程

 为实现钒钛磁铁矿资源的高效合理利用,对钒钛磁铁矿含碳球团的还原过程进行了解析,初步建立了动力学控制方程;利用差热分析方法对钒钛磁铁矿的还原熔分历程进行了分析与讨论,认为钒钛磁铁矿的还原可分为煤的氧化、钒钛磁铁矿的直接还原、借助碳的气化反应的直接还原和还原结束4个部分;以攀枝花钒钛磁铁矿为原料,煤为还原剂,考察了反应时间和温度对含碳球团还原度的影响,确定固体产物层内扩散是钒钛磁铁矿含碳球团直接还原反应的控制性环节,计算出其表观活化能为112.13 kJ/mol。     

铁矿氧化球团氢等离子熔融还原动力学分析

氢等离子熔融还原作为下一代氢冶金CO₂减排新技术受到广泛关注。以铁矿氧化球团为试验原料，系统地研究了气体流量和还原时间对氢等离子熔融还原过程的影响(气体流量为5、8、10 L/min, H₂的体积分数为10%),为氢等离子熔融还原铁矿氧化球团的研究提供理论依据。通过X射线粉末衍射、Rietveld精修、扫描电子显微镜和化学分析对铁矿氧化球团还原动力学、含铁物相演变、微观结构及生铁中杂质含量进行研究。结果表明，铁矿氧化球团最大转化速率从气体流量为5 L/min时的1.05 g/min升高至气体流量为8 L/min时的3.60 g/min,而继续增大气体流量至10 L/min,最大转化速率反而有所下降。氢等离子熔融还原符合相边界反应模型，其机理函数为f(α)=3(1-α)^2/3(α为铁转化率),不同气体流量下对应的反应速率常数分别为2.12×10^-4、7.29×10^-4、6.62×10^-4s^-1,表观活化能约为21 kJ/mol,反应速率...     

铜渣直接还原动力学

我国铜渣资源储量丰富，渣中含有多种有价金属，具有很高的二次利用价值.为了揭示铜渣提铁的碳热还原机理，以无烟煤为还原剂，进行铜渣含碳球团等温还原实验，并对其进行动力学分析.实验设定的还原温度为1 000 ℃、1 050 ℃、1 100 ℃、1 150 ℃和1 200 ℃，碳氧比即n_c/n_o=1.0.结果表明，对于铜渣含碳球团等温还原实验，温度对反应速率有重要影响；该反应主要限速环节为气相扩散，活化能数值为118.059 kJ/mol；对其进行阶段性动力学分析，其活化能在61.54~146.98 kJ/mol范围内，且活化能的数值随着还原度的变化而变化，具体表现为:第1阶段反应活化能数值较小，原因可能是该阶段反应刚开始，原铜渣中含有一些铁氧化物（Fe₃O₄）先参与了反应；第2阶段反应活化能较高，此时原铜渣中的铁氧化物已基本反应，铁以橄榄石的状态存在，且橄榄石呈液态，致使球团孔隙度降低，气体在球团内的扩散受阻.      

钼精矿氧化焙烧机理研究

利用热重分析仪研究了钼精矿氧化焙烧时的热失重特性和析热特性,应用双外推法推断了钼精矿氧化焙烧的反应机理,采用Costs-Redfern积分法和Flynn-Wall-Ozawa积分法对实验数据拟合计算,求得了焙烧反应的动力学参数。结果表明,焙烧反应失重过程主要分为4个阶段,分别为预热干燥段、扩散段、快速反应段和深度氧化段。整个氧化反应放出的热量大部分集中在快速反应段,此阶段主要产物为MoO2,反应活化能为227.7 kJ/mol。深度氧化段的主要产物是MoO3,当温度在600℃左右时,生成MoO3反应的速率最大,此阶段放出热量较少,反应活化能为163.2 kJ/mol。     

废塑料-无烟煤混合还原剂球团还原动力学

废塑料污染日益严重,处理困难。为实现热塑性薄膜废塑料的资源化利用,本文将废塑料与无烟煤混合,通过低温热处理粒化制得铁矿含碳球团直接还原用混合还原剂;并进行1 050、1 100、1 150、1 200℃下混合还原剂和无烟煤两种球团的还原试验,对比两种还原剂球团在不同温度下还原行为的差异;进一步利用动力学模型分析两种还原球团的控速环节,并计算出还原反应活化能。结果表明:温度对两种还原剂球团的还原行为影响显著,温度与还原度呈正相关;在同一温度下,混合还原剂球团能提前到达铁矿粉的还原终点;两种还原剂球团的控速环节均为碳的气化反应控速;混合还原剂-铁矿粉球团的活化能为287.91 kJ/mol,小于无烟煤-铁矿粉球团的活化能(308.98 kJ/mol),证明混合还原剂可有效降低含碳球团的还原难度。     

氧化锌球团还原的机理研究

采用等温法研究了纯氧化锌配加石墨碳粉制成含碳氧化锌球团的还原动力学 ;考察了坩埚尺寸对氧化锌还原的影响 ;并研究了铝浴条件下对含碳或不含碳氧化锌球团还原的影响。结果表明 :根据Arrhenius方程计算出 ,当碳气化反应和界面还原反应为限制环节时 ,在 12 73～ 14 2 3K下其活化能分别为 3 7 615kJ/moL和 43 192kJ/moL ,碳还原氧化锌的还原速度由气相扩散所控制 ,12 73～ 14 2 3K下其活化能为 46 5 48～ 5 3 2 80kJ/moL ,含碳球团在大坩埚中的还原速度快 ,有铝浴存在的还原速度快 ;在 12 73～ 15 2 3K下铝浴与氧化锌球团 (不含碳 )基本不发生还原反应     

不同形貌升华氧化钼的还原动力学研究

本文以2种不同形貌升华氧化钼为原料,采用TG-DTA法研究了不同升温速率(3℃/min、5℃/min、10℃/min)下氢气还原氧化钼的动力学。结果表明:2种不同形貌的升华氧化钼一段还原反应起止还原温度几乎相同。但失重速率480℃前1~#MoO_3高于2~#MoO_3,480℃后1~#MoO_3失重速率低于2~#MoO_3。二段还原反应1~#MoO_3的反应温度较2~#MoO_3低。再通过用Flynn-Wall-Ozawa和Kissinger动力学分析方法计算2种不同形貌升华氧化钼的一段平均表观活化能为1~#MoO_3为89. 26 kJ/mol,2~#MoO_3为79. 86 kJ/mol,而二段表观活化能1~#MoO_3平均为103. 53 kJ/mol,2~#MoO_3为93. 16 kJ/mol。