白云石热分解动力学机理探究

以白云石粉为原料，利用TG、DTG、DSC联用的方法对白云石进行非等温热分解动力学研究，并进行了物相分析。结果表明，在Ar气保护和升温速率10 ℃/min的条件下，白云石的热分解是分两步进行的，第一步(CO32的扩散为控制步骤)、第二步(CO2的逸出为控制步骤)开始分解的温度分别在470、700 ℃，与纯物质的理论值相差较大；白云石的分解温度范围主要在470~590 ℃、700~820 ℃，在800 ℃时有个最大的吸热峰，此后白云石热分解吸热逐渐减小，温度达到820 ℃时失重率达到最大值45.27%，也几乎不再吸热，说明没有晶格转变在消耗能量。利用Freeman-Carroll的差减微分法对白云石非等温热分解计算分析，得到活化能E分别约为62.488、73.880 kJ/mol，指前因子A分别约为14.360、 ，两阶段的反应级数n分别约为0.490、0.819，白云石热分解过程属于相界反应模型。     

钙基吸收剂吸收和释放CO2特性的研究

对CaO及白云石煅烧产物吸收CO2进行了研究.结果表明,CaO作为吸收剂,在CO2体积分数为20%的气氛下,当反应温度为550 ~700 ℃时,CaO能有效地吸收CO2;当温度为800°C时,生成的CaCO3开始分解,870 ℃时分解速率最大.白云石作为吸收剂,其热分解分为两步,在N2气氛下,这两步的反应温度范围有所重合;在CO2气氛下,所生成的CaCO3分解温度提高,两步反应区分明显.     

菱镁矿阶梯化煅烧制备活性氧化镁

利用菱镁矿通过阶梯化升温保温的煅烧方式制备活性氧化镁。首先分析TG-DTG曲线得出菱镁矿的主要分解温度为550~700℃;然后根据主要分解温度范围分别预设不同的煅烧温度和保温时间,计算分解率,并利用水合法测定氧化镁的活性。最后综合考虑菱镁矿分解率和氧化镁活性两方面因素,得出最佳煅烧条件为:550℃保温7 h,升到650℃后保温2 h。     

铁矾渣热分解过程研究

采用DSC-TG和XRD分析方法对铁矾渣热分解过程进行了研究。结果表明: 铁矾渣的热分解包括脱水、脱氨、氧化和晶型转变等复杂步骤; 经750 ℃焙烧, 铁矾渣呈红棕色, 最终产物主要为ZnFe₂O₄和Fe₂O₃; 基于Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法得到铁矾渣在350～450 ℃和630～720 ℃温度区间热分解反应的活化能分别约为260和230 kJ/mol, 频率因子分别为3.07×10¹⁹和1.29×10¹²。     

乳化炸药基质非等温热分解动力学浅析

作者利用TG-DSC热分析技术研究了乳化炸药基质非等温热分解反应,用Satava-Sesták法处理了试验数据。结果表明：乳化炸药基质试样热分解反应经历了两个分解失重阶段,分别由乳胶基质破乳脱水、硝酸铵晶变及熔融和复合油相分解、熔融态硝酸铵或硝酸铵活性分解产物氧化等形成,其反应受三维扩散机理控制,最可几机理函数为反Jander方程,并由此推导出了乳胶基质试样的热分解反应动力学方程。     

1000℃下焙烧低品位钡矿的实验研究

为了对低品位钡矿在1000℃下的热分解的无益组分进行水浸．采用热分解因素条件实验、DTA-TG热分析、XRD产物衍射分析及用动力学计算对四川万源庙子的低品位钡矿在1000℃下的热分解行为和各组分水浸规律及其机理进行研究。得出了四川万源庙子的低品位钡矿在1000℃下对钡富集的最佳焙烧条件是粒度为40-120目．焙烧温度为950℃，焙烧保温时间3小时。万源庙子低品位钡矿在700℃～1000℃的热分解变化规律是：在720℃～815℃白云石、钡白云石、部分钡解石分解．由成核与生长机制控制．动力学方程式为：-ln(1-a)=kt．在815℃～1000℃．白云石、钡白云石、钡解石延续第一阶段分解及白云石生成CaCO2和矿石中方解石的分解．并有小量碳酸钡、碳酸锶的分解．整个过程由三维扩散．3D(球对称)的机制控制．动力学方程式为：[1-(1-a)^1/3]=kt。     

菱镁矿尾矿酸浸动力学研究

为了优化菱镁矿尾矿酸浸提镁工艺,提高酸浸效率,对某菱镁矿尾矿中的镁进行了酸浸行为研究,考察了不同反应因素对菱镁矿尾矿中镁浸出率的影响,从动力学角度分析了菱镁矿尾矿中镁的浸出行为。研究结果表明:提高菱镁矿尾矿的细度、硫酸的浓度和浸出温度均有利于镁浸出率的提高,液固比变化对镁浸出率的影响不大。当试样的粒度为0.074~0 mm,硫酸的浓度为1.5 mol/L,浸出液固比为3 m L/g,浸出温度为80℃,浸出时间为2 h时,镁浸出率可达84%。镁的硫酸浸出过程符合液-固相非催化反应的缩芯模型,浸出过程受扩散和化学反应共同控制,浸出反应的表观活化能为21.02 k J/mol。     

毒重石在700～1000℃下的热分解动力学模型研究

本文采用DTA-TG热分析及动力学计算对四川万源庙子的毒重石贫、富矿在700~1000℃下的热分解行为及其机理进行研究。万源庙子的毒重石贫矿在720~815℃,815~910℃发生分解,第一步由n为1的成核与生长机制控制,热分解机制方程式为:-ln(1-a),E为261.9kJ/mol,A为3.8788×1010,第二步在由三维扩散,3D(球对称)机制控制,热分解机制方程式为:[1-(1-a)1/3]2,E为265.2kJ/mol,A为1.5498×109。富矿在700~1000℃也分两步,第一步在760~840℃;第二步在850~980℃,此两步被分解物及分解产物同贫矿一样,富矿第一步是界面收缩的圆柱形对称机制控制,热分解机制方程式为:1-(1-a)1/3,E为206.1kJ/mol,A为4.7042×105。富矿第二步是以收缩的圆柱形对称和三维扩散,3D(圆柱形对称)的机理联合控制。     

微波焙烧黄铁矿热分解动力学研究

黄铁矿在常规焙烧方式下热分解机理属于未反应缩合模型,利用实验室微波发生设备,在微波辐射下,对粒度为-0.074mm的黄铁矿进行温度分别为600℃、650℃、700℃的恒温焙烧试验,研究了氩气焙烧气氛中黄铁矿纯矿物热分解的动力学机理,采用未反应缩核模型和均相反应模型对试验结果进行模拟。模拟结果表明微波辐射下黄铁矿热分解反应机理属于均相反应动力学模型,其机理函数方程为dx/dt=k(1-x),与常规焙烧方式相比,微波焙烧黄铁矿热分解反应的活化能降低了148.65kJ/mol,有利于黄铁矿热分解反应的进行。     

以粗铜精炼富钴废渣为原料制备Co_3O_4的研究

以粗铜精炼富钴废渣为原料,通过硫酸氧化浸出,得到浸出液,然后采用草酸铵沉淀-固态盐热分解法合成Co3O4粉体。考察了草酸铵用量、沉淀反应温度、沉淀终点pH值等对钴沉淀率的影响,探索了草酸钴分解得到Co3O4的温度条件。采用X射线衍射对草酸钴和Co3O4粉体进行了分析。实验结果表明:沉钴反应温度40℃,草酸铵用量为理论量的1.1倍,反应终点pH值为1.8,钴的沉淀率可达99.7%,所得草酸钴含钴量达到30.2%。在草酸钴热分解为Co3O4的温度范围内(450～750℃,保温3 h),随着分解温度的升高,分解所得Co3O4逐步向活性Co3O4转化,晶形逐步变好。     

TG-DTA-FTIR技术对煤氧化过程的规律性研究

利用TG-DTA-FTIR联用技术，测定煤升温氧化过程不同阶段起始温度、吸氧量、放热量、释放气体初温与成分以及燃点等参数，提出了用某个温度下煤的吸氧量或在整个氧化阶段总吸氧量来表示煤的自燃倾向性高低的不合理性；给出了用100~200 ℃温度段的吸氧速率q′_T指标进行煤自燃倾向性高低评判方法.     

碳化法处理巴盟隐晶质菱镁矿

采用碳化法处理巴盟菱镁矿, 以煅烧制得的轻烧镁为原料, 经消化、碳化、浸出和煅烧后, 可获得MgO品位大于99.41%的高纯活性产品, MgO回收率达61.34%。其最佳工艺条件如下: 煅烧温度800 ℃, 轻烧时间2.5 h, 振动磨磨样时间2.5 min, 消化时间30 min, 重镁水加温温度150 ℃, CO₂通气量8 L/min, 通气时间3 min, 固液比60∶1, 二次碳化的pH值7.0。     

井下水力通风换热机温升效果研究

越来越多的金属矿山进入深部开采,面临地下热害和通风方面的双重困难。利用温差能驱动通风的原理,提出利用水力通风换热机将地下热水的势能和热能转换为风流的动能和内能,并利用MATLAB进行相关数值模拟研究,优化相关参数。结果表明:升温效果与地下热水水头、换热机进风温度、地下热水温度和换热高度等呈现正相关关系,且影响因素排序为地下热水水头>换热机进风温度>地下热水温度>换热高度;换热机在热水水头为260 m、地热水温度为55℃、空气初始温度为24℃的外在条件下,风量达54 m^3/s,出风温度升高约为10℃。     

菱镁矿煅烧活性氧化镁实验研究

利用差热分析研究了菱镁矿分解情况 ,据此确定煅烧菱镁矿时的温度。研究不同煅烧温度、煅烧时间所得煅烧产物的X衍射分析图谱和活性 ,讨论了煅烧温度和煅烧时间对菱镁矿分解所获氧化镁性能的影响 ,得出菱镁矿最佳煅烧条件     

铁尾矿、菱镁石尾矿制备微晶玻璃的研究

以铁尾矿、菱镁石尾矿和铝矾土为主要原料,化学纯TiO2为晶核剂,采用熔融法制备了以堇青石为主晶相的微晶玻璃。根据熔制试样的DSC、XRD、SEM检测结果获得了微晶玻璃的最佳热处理制度:退火温度600℃,时间5h;核化温度800℃,时间2h;晶化温度1150℃,时间2h。得到主晶相为α-堇青石,晶粒形貌为条状的堇青石基微晶玻璃。      

矿井热环境人体热舒适性研究

通过对热平衡条件下矿工皮肤平均温度、排汗率、皮肤湿度和工作时间上限等主观热应力指标的计算分析,发现在满足一定环境湿度条件下可将回采工作面干球温度上限放宽至28 ℃。在此基础上,应用人体热平衡模型,结合实测数据提出含有多个主客观指标的热舒适区图概念。在同时满足矿工热平衡及出汗率条件下,根据从事一定劳动强度的矿工所对应的皮肤平均温度曲线将热舒适区图划分为非工作区、舒适区及禁止工作区。采用兖州煤业集团东滩煤矿某回采工作面实测数据及流场、温度场模拟结果,验证了干球温度上限有条件地定为28 ℃及热舒适区图的正确性。     

褐煤比热容及热扩散系数随温度衍化规律实验研究

为研究低变质程度煤褐煤原位流体化开采过程中的热力学问题，应用差示扫描量热法、闪光法，系统研究了褐煤比热容、热扩散系数随温度衍化特征规律。结果表明，褐煤比热容、热扩散系数均随温度升高而表现出先增大后减小的变化趋势，且存在明显的阈值温度。原煤最大比热容为9994J/(g·K)，阈值温度约为400K|烘干煤样最大比热容为0885J/(g·K)，阈值温度约为473K。结合褐煤热失重特征分析，褐煤失重变化与比热容衍化之间存在必然的因果关系。褐煤热扩散系数受煤中构成相的影响，并表现出明显的各向异性特征|原煤垂直层理方向最大热扩散系数为0167mm/s，平行层理方向最大热扩散系数为0209mm/s，阈值温度均约为423K。温度效应下，褐煤组分与含量变化是导致热力学参数复杂变化的内因|水分相变、热分解反应机制决定热力学参数随温度衍化特征规律。     

大体积混凝土结构表面保温计算方法研究

从热量平衡原理出发,推导了直接以导热系数、表面散热系数和热量为热传导方程基本参数的温度场计算方程,据此修改了以导温系数为基本参数的温度场有限元计算程序RCTS,使之能够更合理地反映由多种热学性能的材料组成的复合结构的温度场,能模拟计算大体积混凝土结构任意部位在任意时段的表面保温效果。通过算例对比分析了等效表面散热系数法、等效厚度法、导热系数法、导温系数法在计算保温板保温效果方面的异同。计算结果表明,导热系数法与等效表面散热系数法的计算结果比较接近,而等效厚度法由于是等效表面散热系数法的近似处理,计算结果有一定的差异,但相差不大,而导温系数法往往得不到合理的结果。