微波活化焙烧辉钼矿工艺研究

摘 要：研究微波活化焙烧辉钼矿工艺过程,并利用辉钼矿的TG曲线和DSC曲线研究了微波活化辉钼矿对其焙烧过程影响的实质。结果表明,微波活化辉钼矿主要促进了氧化焙烧后期的深度氧化过程,降低了此阶段的反应温度,而且使辉钼矿氧化更充分。在P=640W,G=30g,t=6min活化条件下的辉钼矿生成的钼焙砂硫含量比未活化的辉钼矿生成的钼焙砂硫含量降低了0.256%;在P=560W,G=30g,t=6min活化条件下的辉钼矿生成的钼焙砂硫含量比未活化的辉钼矿生成的钼焙砂硫含量降低了0.199%;在P=560W,G=30g,t=12min活化条件下的辉钼矿生成的钼焙砂硫含量比未活化的辉钼矿生成的钼焙砂硫含量降低了0.235%。     

辉钼矿微波活化作用机理

在惰性气体保护下,研究微波活化对辉钼矿氧化焙烧性能的影响。采用激光粒度分析仪、热重(TG)分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对微波活化前后辉钼矿的比表面积、氧化特性、晶格常数、微观结构及形貌进行分析表征,探究辉钼矿微波活化作用机理。结果表明,微波活化可以有效降低钼焙砂残硫量,增大辉钼矿比表面积。随着微波活化时间的延长,辉钼矿主成分Mo S2的晶胞体积、晶粒尺寸均减小,微观应变略微增大。同时,辉钼矿表面形貌更加松散,但层状结构并未改变。微波活化显著改变了辉钼矿的氧化特性,温度超过547℃时,随着活化时间的延长,辉钼矿转化率变大,反应速度加快,600℃的失重率从5.59%增加到6.92%。     

微波活化预焙烧对辉钼矿焙砂脱硫影响研究

对辉钼矿进行微波活化预处理,研究了微波功率、微波作用时间及物料质量对辉钼矿活化预焙烧后脱硫效果的影响,并与常规氧化焙烧进行了对比。研究结果表明,辉钼矿吸波性能良好,在微波功率0.64 kW、物料质量30 g、微波作用时间6 min条件下,微波预焙烧后所得钼焙砂的硫含量比常规处理方式显著降低了65.47%(相对量)。     

辉钼矿在微波场中的升温特性及焙烧测试

考察了辉钼矿在微波场中的升温行为,探究了物料量、物料厚度以及微波功率对辉钼矿升温行为的影响。研究结果表明,辉钼矿具有良好的微波吸收性能,其升温过程可分为3个阶段;物料在微波场中升温与微波功率呈正比,而与物料厚度和物料量成反比。在本试验范围内,微波功率0.5 k W条件下,18 min后可将130 g辉钼矿加热至800℃。由焙烧产品的表征结果可知,本试验得到了特征良好的焙烧产品;微波氧化焙烧辉钼精矿制备高纯度三氧化钼是可行的。     

辉钼矿与捕收剂K64的作用机理研究

针对辉钼矿与捕收剂K64的作用机理进行研究,以Mo S2含量为96%的纯矿物作为捕收剂K64的作用对象。使用紫外光谱仪进行测试研究,得到不同浓度捕收K64的吸光度,从而获得其标准曲线y=0.654x+0.0226其中R2=0.99694。在此基础上进行了捕收剂K64与辉钼矿表面吸附等温线模型的研究,分别研究了Langmuir、Freundlich、Temkin三种吸附等温线模型,获得捕收剂K64与辉钼矿矿物颗粒之间的吸附作用可以按照Freundlich吸附等温线模型来进行解释的结论。并对三种不同浓度的捕收剂K64与辉钼矿矿物颗粒表面的吸附动力学进行了计算,分别计算了一级吸附动力学、二级吸附动力学、颗粒内扩散动力学,获得二级动力学模型比一级动力学模型和颗粒内扩散动力学模型更加能准确说明K64与辉钼矿矿物颗粒之间的吸附行为。     

新型高效辉钼矿抑制剂及其作用机理研究

开发了环保、高效和价格低廉的新型辉钼矿抑制剂——瓜尔豆胶,研究了该药剂对辉钼矿可浮性的影响及其作用机理。研究结果表明,瓜尔豆胶表面具有丰富的含氧官能团,能紧密吸附于辉钼矿表面并改变辉钼矿的表面润湿性,可显著降低辉钼矿可浮性。当瓜尔豆胶用量为30 mg/L时,即使向浮选体系中加入大量煤油也不能再恢复辉钼矿的可浮性。瓜尔豆胶具有优异的适应性,在广泛的pH值范围内均对辉钼矿有良好的抑制效果,可作为辉钼矿抑制剂实现铜钼矿石分选中铜钼的高效分离。     

废弃焦粉及半焦的脱灰活化研究

焦粉、半焦是冶金、化工、电石等生产企业将工业焦炭破碎时产生的一种副产物,灰分高,比表面积和孔容都比较小,为了提高其性能,需要进行脱灰、活化。试验采用不同浓度HNO3、KOH对其进行脱灰试验,然后进行高温水蒸气活化,并利用FTIR红外光谱测试其表面官能团的变化,利用N2等温吸附对样品处理前后的BET比表面积、孔径、孔容进行测定,得出最佳脱灰工艺条件为:用浓度为20%的KOH处理后,再用硝酸处理脱灰率最高,样品灰分可降至8%左右,硝酸处理后样品表面酸性官能团明显增加。焦粉经高温水蒸气活化后,孔径以中孔为主,微孔含量很少,比表面积达到了80 m2/g,比原料焦粉提高了近5倍。     

亚氯酸钠氧化浸出辉钼矿动力学及机理研究

研究了用亚氯酸钠高效氧化浸出辉钼矿过程中溶液酸碱条件、亚氯酸钠量、温度、时间等对辉钼矿浸出率的影响,并得出以下最优浸出条件:辉钼矿0.5 g,亚氯酸钠2.0 g,50 mL硫酸(0.5 mol/L),温度85℃,搅拌速率120 r/min,浸出时间2 h,最终钼浸出率达到97.32%。通过反应动力学分析和活化能计算,亚氯酸钠浸出辉钼矿属于扩散控制反应。     

微波焙烧活化膨润土处理Cu2+废水的研究

采用微波辐射技术活化膨润土制备Cu^2 废水处理吸附剂,研究了微波辐射时间、膨润土用量、振荡吸附时间、废水中Cu^2 初始浓度、pH等对微波活化膨润土吸附去除C^2 效果的影响。结果表明,微波辐射可以活化膨润土,并取得满意的吸附效果;与马弗炉焙烧活化相比,微波活化膨润土工艺简单,可以大大缩短活化时间,从而大大节省活化所需能源。     

凹凸棒石微波活化与焙烧活化的比较

将凹凸棒石粘土原矿提纯、球磨处理后分别进行焙烧活化和微波活化,对两种活化产品进行红外光谱和透射电镜分析对比,并将凹凸棒石原土、提纯产品和两种活化产品作为微粒子分别与阳离子聚丙烯酰胺组成微粒助留体系,对碱性过氧化氢机械纸浆进行助留试验。结果表明：焙烧活化比微波活化对凹凸棒石物质组成和结构的影响更大,而微波活化比焙烧活化对凹凸棒石分散性的改善更明显;焙烧活化和微波活化均可明显提高凹凸棒石与阳离子聚丙烯酰胺组成的造纸微粒助留体系的助留效果,但微波活化产品的性能更好,最高可使碱性过氧化氢机械纸浆的单程留着率达到92.46%。     

补连塔矿煤样的孔隙特征及吸附特性试验研究

为了研究补连塔煤样的孔隙特征和吸附特性,开展了煤样的低温氮吸附试验和等温气体吸附试验。通过分析低温氮吸附试验发现,补连塔煤样的比表面积明显大于变质程度相近其它煤样,且该煤样的孔径分布主要集中在小于10 nm小孔段;分析煤样气体吸附试验结果发现,该煤样的气体吸附量明显低于相同变质程度的其它煤样。分析试验结果表明,补连塔煤样的吸附特性存在明显"比表面积大而气体吸附量小"的特征,这与传统物理吸附存在较大偏差,考虑气体分子热运动,建立小孔气体分子吸附模型解释了发生该种现象原因。     

煤与瓦斯突出的煤粉池机理探讨

由于煤体的非均值性和开采卸压或古应力引起的应力集中,煤体中的软弱煤发生流变。软弱煤碎裂产生的碎裂面增加了煤的比表面积,造成了瓦斯大量吸附,降低了瓦斯压力。附近煤体纷纷解吸,不断向软弱破碎煤层渗流扩散。而软弱煤体由于吸附瓦斯,强度变弱而进一步破碎。伴随着软煤的破碎和瓦斯含量的增加,储存了大量膨胀能和瓦斯的煤粉池就形成了。煤粉池机理将煤与瓦斯突出视为是卸压开采过程中,地应力的集中引起的煤体流变和煤体池引起的瓦斯重新分配发展到一定阶段的产物。     

不同变质程度煤的孔径分布及其对吸附常数的影响

为研究煤的纳米级（<100 nm）孔径对吸附常数的影响,对9种不同煤样的孔径分布和吸附常数进行测试,测试结果表明：煤的变质程度越高,吸附常数a值越大,吸附常数a值随着煤变质程度的降低呈现出线性减小的趋势。煤的变质程度对大孔（>1 000 nm）孔容的影响较大,对微孔（<10 nm）比表面积的影响较大。采用曲线相似度法分析吸附常数a和b的主导因素,结果表明：纳米级孔比表面积决定煤的吸附能力,吸附常数a随着纳米级孔比表面积增加呈线性增加;纳米级孔的容积决定煤的吸附速率,吸附常数b随着纳米级孔容积的增加亦呈线性增加。     

含水炸药敏化剂膨胀珍珠岩敏化机理探讨

膨胀珍珠岩是乳化炸药等含水炸药较有效的敏化剂,实践证明了其所含微气泡敏化的正确性。根据BET法和BJH法测定了膨胀珍珠岩的比表面积、孔径分布和孔容等微观结构参数。结果说明,膨胀珍珠岩具有较大的比表面积和总表面积、适中的孔径和孔径分布以及较大的累积孔体积和累积孔面积,为膨胀珍珠岩具有敏化作用和密度调节作用找到了最直接的证据。本研究从膨胀珍珠岩微细孔的微观结构上,解释和说明了其具有良好敏化作用的根本原因在于其特定的多微孔表面结构,符合热点起爆的有关机理。     

酸浸处理对凹凸棒石黏土性能的影响

以江苏盱眙凹凸棒石黏土为原料,用酸浸法提纯凹凸棒石黏土,分析了提纯过程中工艺条件对凹凸棒石比表面积的的影响;用TEM对凹凸棒石黏土提纯前后的结构和形貌进行了表征.结果表明:当凹凸棒石酸浸的条件为:硫酸浓度60%,酸浸时间2.5h,酸浸温度80℃时,比表面积提高到407m2/g,孔体积0.073cm3/g,平均孔径0.57nm;     

微波吸收剂对褐煤微波提质的影响规律

褐煤微波辐照过程中,仅有煤中的水分和微量物组分对微波的吸收能力强,如果在微波辐照过程中添加吸收微波能力强的微波吸收剂,可以加强褐煤微波提质过程。以褐煤半焦和活性炭为微波吸收剂,运用微波干燥试验设备,对锡林郭勒褐煤进行了微波干燥脱水试验研究,分析了微波场中吸收剂对褐煤水分脱除的影响规律,探索了吸收剂对微波提质褐煤的理化特性的提升机理。结果表明:加入微波吸收剂后的微波提质过程依然遵循微波脱水提质的预热,升速和等速干燥;微波提质褐煤的煤质明显提高,含氧官能团数量降低,自燃情况得到抑制。与没添加吸收剂煤样相比,加入微波吸收剂后的提质煤样水分含量降低1.6%、脱水率提高了9.46%、脱水速率提高了0.013%/s;碳元素含量提高2%、氧含量降低0.8%;干燥无灰基低位发热量增加1 059.318 k J/kg和干燥无灰基高位发热量增加了1 059.99 k J/kg;燃点最高可提高23℃。     

制备工艺条件对沉淀二氧化硅比表面积影响的研究

利用正交设计安排实验,采用并流法制备沉淀二氧化硅,研究实验制备工艺条件硅酸钠浓度、硫酸浓度、反应温度和并流时间对沉淀二氧化硅的BET比表面积的影响.实验结果表明,反应温度对沉淀二氧化硅的BET比表面积的影响最大,其次是硅酸钠浓度、并流时间和硫酸浓度.硅酸钠浓度与反应温度之间的交互作用,对沉淀二氧化硅的BET比表面积影响显著.     

用硅藻土制备白炭黑工艺中乙烯基硅烷的作用研究

研究了以硅藻土为原料,用沉淀法制备白炭黑的工艺中,乙烯基硅烷A-151的用量对白炭黑吸油率和比表面积的影响,结果表明:改性白炭黑产品粒度分布均匀,可达纳米级,用w4的乙烯基硅烷改性所得产品具有最大的比表面积,其值为232.908m2/g,改性剂分子与白炭黑颗粒表面发生了化学吸附。     

地应力作用下水力裂缝中支撑剂导流能力的数值模拟研究

目前,对水力裂缝内支撑剂的运移及其导流能力的研究主要通过实验进行,而完全基于数值模拟的研究不多。基于颗粒离散元对水力裂缝中支撑剂数值模拟的结果,通过数字重构方法,得到了水力裂缝内支撑剂堆积结构的数字模型;在重构的数字模型基础上,采用格子玻尔兹曼方法(LBM),模拟了单相流体在支撑剂孔隙结构内的流动过程,进而得到了不同地应力水平下不同支撑剂的绝对渗透率,且数值计算结果与Kozeny-Carman经验公式吻合。研究结果发现,地应力作用下,裂缝张开度减少,支撑剂颗粒更加密实,可能出现支撑剂嵌入到岩石中的现象;随着地应力的增加,裂缝内支撑剂堆积体的孔隙度减少,比表面积增大,渗透率减少;相同地应力作用下,支撑剂粒径越大,其孔隙度越低,比表面积越小,越易出现支撑剂嵌入现象,渗透率减少越大,但其值一般总大于小粒径支撑剂的渗透率。     

微波干燥白钨精矿响应曲面法优化工艺研究

开展了白钨精矿的微波干燥新工艺研究,考察了微波干燥温度、干燥时间以及物料质量三因素对相对脱水率的影响。在条件试验的基础上以白钨精矿相对脱水率为响应值,采用响应曲面组合设计对工艺参数进行优化。所得优化工艺条件为:物料温度92℃,微波干燥时间174 s,物料质量135 g,白钨精矿的相对脱水率达到82.4%,验证试验实际值与预测值比较接近,可靠性较高。优化试验结果表明,与常规电加热干燥相比,微波干燥时间缩短了97.5%,基于响应曲面法的优化设计对工艺参数具有较好的优化和预测,微波干燥白钨精矿新工艺合理可行,对矿物的微波干燥工艺推广具有一定的参考价值。