褐铁矿粉磁化焙烧的实验与模拟研究

针对脱水后的多孔褐铁矿, 利用同步热分析仪研究了CO在823~873 K之间还原褐铁矿的过程, 利用传热、传质与化学反应耦合的动力学模型模拟了微粉磁化焙烧的过程, 同时还模拟了孔隙率对焙烧反应的影响。实验结果表明, 细颗粒所需的反应活化能更低且反应时间明显缩短。数值计算结果表明, 当环境CO浓度由1 mol/m³增大到3 mol/m³时, 褐铁矿磁化还原时间减少了73%; 褐铁矿颗粒粒径越大, 气体越难进入到颗粒内部; 模拟和实验结果表明, 425 μm粗颗粒磁化焙烧所需时间约为75 μm颗粒的2.5倍。     

赤铁矿与褐铁矿磁化焙烧试验研究

赤铁矿与褐铁矿是复杂难选铁矿石中的主要铁矿物,在磁化焙烧过程中赤铁矿与褐铁矿的反应行为不 同。为实现磁化焙烧过程中铁矿物物相转化的精准控制,以天然赤铁矿与褐铁矿纯矿物为研究对象,考察了焙烧温 度、焙烧时间和 CO浓度对赤铁矿单一体系、赤铁矿-褐铁矿混合矿体系和褐铁矿单一体系磁化焙烧过程的影响。试 验结果表明：3 种样品的最佳磁化焙烧温度为 550 ℃,CO 浓度为 20%、最佳磁化焙烧时间分别为 12 min、10 min 和 8 min,最佳焙烧条件下,焙烧产物的磁性率分别为43.03%、42.79%和42.60%。采用BET分析探究了焙烧样品的表面性 质,BET分析结果表明,褐铁矿在磁化焙烧过程中因受热脱水使颗粒产生许多裂纹和孔隙,使样品的孔隙率和比表面 积增加,有助于CO与样品充分接触并反应,因而可以加快焙烧反应的进行。     

铁酸锌还原-氧化选择性分解行为研究

为了解决铁酸锌还原分解后锌、铁分离难题, 提出一种强化铁酸锌选择性分解新工艺: 先通过还原焙烧将铁酸锌分解为氧化锌和铁氧化物, 然后冷却至低温, 在CO₂气氛下利用氧化亚铁在低温下化学活性强、不稳定的特性, 将过还原的氧化亚铁转化为磁性四氧化三铁。研究结果表明, 铁酸锌强化还原分解的最佳条件为: CO浓度20%、还原温度750 ℃、V_CO/(V_CO+V_CO2)比67%、焙烧时间90 min, 该条件下铁酸锌分解率达到96.63%; 然后对铁酸锌分解产物进行磁化焙烧, 最佳磁化焙烧条件为: 氧化温度600 ℃、氧化时间75 min、CO₂气体流量1.2 L/min, 此条件下焙烧产物比磁化率从未磁化前的5.30×10^-11 m³/kg增大至1.17×10^-10 m³/kg。     

单颗粒褐铁矿气基磁化焙烧过程的还原模型

针对褐铁矿磁化焙烧过程中,单颗粒氧化铁还原机理认识难的复杂问题,建立了基于多孔介质模 型的一维非稳态还原模型。通过数值计算,开展了不同温度、CO浓度及不同初始孔隙率影响下的 褐铁矿还原度的研究。研究表明,随机孔模型能很好地应用于还原模型,多孔介质孔道内气体传 输特性对反应有一定的影响,粒径为100 μm的颗粒在800 ℃下完全还原仅需18 s左右。     

铝富马酸金属有机骨架成型颗粒CO2动态吸附特性

燃烧后CO₂捕集技术能够有效减少CO₂排放,可缓解温室效应带来的一系列问题。铝富马酸作为一种金属有机骨架材料,因具有丰富的孔道结构且可大规模生产而备受关注。为了探索铝富马酸颗粒的CO₂吸附特性,首先在粉末中添加羧甲基纤维素钠黏结剂制备圆柱形颗粒,通过扫描电子显微镜、比表面积及孔隙分析仪和傅里叶红外变换光谱仪对表面形貌、多孔结构和物质组成进行表征,发现铝富马酸颗粒具有发达的孔隙结构和多个明显的光谱吸收峰,比表面积和微孔容积分别为726.06 m²/g和0.33 cm³/g,成功合成铝富马酸颗粒。然后在固定床吸附系统中研究气体流量、吸附温度、CO₂浓度、水蒸气含量对CO₂动态吸附性能和循环稳定性的影响,结果表明：气体流量增加可以加快CO₂的传输速率,缩短气体在吸附床中的穿透时间。吸附温度升高虽然有利于加快CO₂的吸附速率,但会导致吸附量降低。不同CO₂浓度下的穿透时间几乎相...     

混合焙烧法制备多孔氧化硅

为了缓解石棉工业废渣的排放压力,实现石棉尾矿的资源化利用,以陕南石棉尾矿为原料,采用混合焙烧法制备了多孔氧化硅材料,并采用XRD、SEM、BET等对其结构、形貌、比表面积及性能进行了表征。结果表明:500 ℃下混合焙烧2 h制备的多孔氧化硅结晶状况较好,多孔性良好,比表面积为40.23 m²/g,适合用于工业有机废水的处理。在中性环境下,废水中罗丹明B浓度为25 mg/L、吸附时间30 min时多孔氧化硅对罗丹明B的吸附率最大。     

镜铁矿悬浮磁化焙烧过程中的铁物相与磁性转变研究

甘肃某镜铁矿石主要有价元素为铁,TFe含量为59.61%,原矿中94.79%的铁以赤褐铁的形式存在,脉石矿物主要为石英,含量为8.11%。为考察焙烧过程主要影响因素对焙烧产物的物相转化与磁性转变的影响,进行了悬浮焙烧试验。结果表明：镜铁矿经悬浮磁化焙烧后,焙烧产物中铁主要以磁铁矿的形式存在,磁性明显增强;随着焙烧温度升高、焙烧时间延长、CO浓度增加、总气量增加,焙烧产品中镜铁矿含量均逐渐降低,磁铁矿含量均逐渐增加,焙烧产品饱和磁化强度和最大比磁化系数均先提高后降低;在焙烧温度为550 ℃、焙烧时间为4 min、CO浓度为20%、总气量为600 mL/min时,焙烧产物的比饱和磁化强度为63.66 A·m²/kg、最大比磁化系数为5.02×10-4 m³/kg;焙烧过程铁物相按照Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO的反应顺序进行,焙烧产物铁物相的转化会影响铁矿物磁性的强弱,并且主要与磁铁矿的含量相关。试验结果可以为我国镜铁矿资源悬浮焙烧过程机理研究提供理论依据。     

难选褐铁矿流态化磁化焙烧—弱磁选工艺研究北大核心

某低品位复杂难选铁矿,铁主要以褐铁矿形式存在,褐铁矿与脉石矿物紧密共生,导致强磁选精矿铁品位偏低,难以获得合格铁精矿。通过试验发现,采用高梯度强磁选预富集—流态化磁化焙烧—弱磁选工艺可以高效利用该褐铁矿,重点考察了焙烧温度、焙烧时间、还原气氛和气量,以及焙烧产品磨矿细度、磁感应强度等参数对强磁精矿磁化焙烧指标的影响。同时,详细分析了焙烧前后试样中铁物相及嵌布特征的变化情况。结果表明,针对铁品位36.58%、粒度为-0.074 mm占83.73%的强磁精矿,在焙烧温度500℃、焙烧时间15 min、还原气体CO浓度20%、总气量600 mL/min,焙烧产品磨矿细度为-0.043 mm占90%、磁场强度0.15 T的试验条件下,采用流态化磁化焙烧—弱磁选工艺,最终获得了产率59.01%、铁品位58.69%和铁回收率85.89%的铁精矿。研究结果为该类难选铁矿资源的高效利用提供了一种新的技术途径。     

FeCl3改性活性炭脱硫性能研究

这是一篇环境工程领域的论文。实验采用浸渍法,以FeCl₃作为改性剂对活性炭进行改性,研究其脱硫能力。实验研究了改性剂浓度、焙烧温度、反应温度对改性活性炭脱硫性能的影响。研究表明,随着改性溶液浓度的增加,活性炭表面附着的Fe₂O₃随之增加,改性活性炭的比表面积和总孔容均降低,平均孔径增加;随着焙烧温度升高,活性炭表面附着的Fe₂O₃数量持续增加,焙烧温度超过300℃时,活性炭表面的孔隙结构出现烧结现象,降低改性活性炭的脱硫性能;随着反应温度升高,FeCl₃/AC-0.15的吸附性能先升高再降低。当FeCl₃改性溶液浓度为0.15 mol/L,焙烧温度300℃,反应温度为60℃时,改性活性炭的脱硫效率最高。     

含铅锌难选赤褐铁矿还原焙烧及铅锌杂质同步脱除效果研究

磁化还原焙烧-弱磁选是处理难选赤褐铁矿的有效方法,而铅锌在高炉炼铁中是有害杂质,能严重影响高炉生产。针对含铅0.39%、含锌0.30%、全铁(TFe)47.04%的含铅锌难选赤褐铁矿,采用化学分析、岩矿鉴定、磁化还原焙烧等方法,通过查明铅锌杂质的矿物特征和赤褐铁矿的产出特性,探讨了磁化还原焙烧过程中在还原弱磁性铁矿物的同时铅锌杂质的脱除效果。结果表明：试样中赤褐铁矿为42.97%、磁性铁仅为1.89%；含铅杂质的90.3%为氧化铅和铅铁矾中的铅存在,含锌杂质的90.6%以氧化锌中的锌存在。显微特征表明：试样中赤褐铁矿的还原过程存在磁化焙烧、富氏体和深度还原3个过程；在铁矿物的磁化焙烧和富氏体温区,均可见铅锌杂质矿物,而深度还原阶段未见铅锌杂质矿物存在。当焙烧温度1200℃、还原剂C:O=2.25、焙烧时间为60 min时,弱磁选精矿铁品位89.63%,回收率达86.09%,且有害元素Pb、Zn的脱除率达98.97%、91.19%,为该类铁矿物的分选加工及同步脱铅锌杂质提供了新途径。     

高温活性氧化铝的制备

为解决γ-Al₂O₃在高温条件下的热稳定性问题, 在实验室模拟工业条件, 从[La(EDTA)]^-的添加对γ-Al₂O₃的热稳定性影响进行研究, 对微观结构进行了扫描电镜分析。实验分析结构表明, 加入[La(EDTA)]^-后, 所有实验样品的小孔结构增加, 导致它们在1 200 ℃的高温下同样有着较大的比表面积, 从而提高活性氧化铝的热稳定性,使氧化铝在高温下保持较大的比表面积。添加1%[La(EDTA)]^-的Al₂O₃样品在1 200 ℃焙烧1 h其比表面积达150.36 m²/g, 经扫描电镜分析样品晶体呈不规则多孔网状结构。     

钠盐焙烧-酸浸处理高铝高硅极难选褐铁矿研究

采用钠盐焙烧-酸浸工艺处理以部分铁氧化物呈浸染状分布在粘土矿物中的某高铝硅极难选褐铁矿。通过单因素试验分别考察了焙烧工艺中焙烧温度、焙烧时间、钠盐用量、磨矿粒度等对焙烧的影响, 酸浸工艺中考察了硫酸浓度、液固比、酸浸温度和时间等因素对浸出指标的影响。试验结果表明, 在磨矿粒度为-0.074 mm粒级占90.36%, 碳酸钠用量为15%, 焙烧温度为950 ℃, 焙烧时间为30 min, 硫酸浓度为7%, 液固比为15∶1, 酸浸温度为60 ℃, 酸浸时间15 min条件下, 可获得TFe品位为60.21%, 回收率为93.49%, SiO₂和Al₂O₃含量分别为3.28%和6.81%的铁精矿。     

焙烧温度对硅藻土陶粒孔隙特征的影响

利用天然粘土和硅藻土作为主要原料,制备曝气生物滤池陶粒滤料。研究了焙烧温度对滤料孔径分布、比表面积、显气孔率等性质的影响。SEM形貌分析、压汞法孔径分析及其它的测试结果表明,当焙烧温度在950~1 050 ℃,可以制备出表面粗糙、物理化学稳定性良好的生物滤池陶粒滤料,滤料的比表面积7.76~5.49 m²/g,孔径范围0.003~10 μm,显气孔率73.88%~71.44%,容重0.77~0.84 cm³/g,有关性能指标优于进口陶粒滤料。     

复合粘结剂球团和氧化球团直接还原对比研究

对复合粘结剂球团和氧化球团微观结构、还原动力学参数、还原后强度进行了试验研究。研究结果表明: 复合粘结剂球团中矿物颗粒细小, 平均尺寸为59～104 μm², 孔隙率高, 达到54％～56%, 而氧化球团中矿物颗粒粗大, 平均尺寸为1 047 μm², 孔隙率低, 为30%; 当还原温度大于900 ℃时, 复合粘结剂球团可快速还原, 而氧化球团需要大于1 000 ℃; 800～1 000 ℃还原过程中, 复合粘结球团化学反应速率常数k和扩散系数D_e明显大于氧化球团; 还原后, 复合粘结剂球团结构完整, 强度远大于氧化球团。研究结果表明, 在直接还原工艺中, 复合粘结剂球团具有孔隙率高、还原速度快、强度高的优点。     

从铝热法制备金属铬所得铬渣中回收铬、铝工艺研究

采用在熔融碱中焙烧-水浸-碳酸化分解-浓缩结晶工艺从铝热法生产金属铬所得炉渣中回收氧化铝和铬酸钠, 探讨了铬渣粒度、碱渣比、焙烧时间以及温度等因素对铬和铝浸出率的影响。研究表明, 铬和铝的浸出率随碱渣比、焙烧时间以及焙烧温度增加而增加, 随铬渣粒度减少而增加。通过四因素三水平正交实验确定焙烧最佳浸出工艺条件为 焙烧温度 700 ℃, 焙烧时间 4 h, 粒度0.045 mm和碱矿比6∶1。所得铬盐(以重铬酸钠计)和氧化铝的纯度分别为88.5%和95.4%, 总回收率分别达到85.6%和96.4%, 钠以碳酸钠和碳酸氢钠的形式得到回收。     

M 型永磁铁氧体的研究进展

对La-Co 替代的M 型高性能永磁铁氧体进行了详细介绍, 包括材料制备的工艺特点, 材料的成分, 显微结构, 内禀参数, 技术磁性能以及温度特性等。研究结果表明:最优化组分为Sr_0.7 La_0.3 Fe_11.7 Co_0.3O₁₉ 的M 型永磁铁氧体的饱和磁化强度(298 K)比SrFe12O19 永磁铁氧体的大1%～3%, 磁晶各向异性场H_a ≈1766.7 kA/m, 磁晶各向异性 常数K₁ ≈4.2 ×10⁶ erg/cm³, 磁性能:B_r =445 mT, H_cj =383.6 kA/m,(BH)_max =38.6 kJ/m³ 。