人工磁铁矿球团氧化动力学研究

发布时间：2017-09-11 00:33

  本文关键词：人工磁铁矿球团氧化动力学研究

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【摘要】：最近两年以来,国内铁矿行业遭到国外矿业巨头的恶性竞争,很多已经停产、倒闭,因此,必须加快对国内储量丰富的弱磁性难选铁矿石的开发,才能避免国外铁矿商对我国的垄断。从目前的技术现状来看,磁化焙烧—磁选是处理弱磁性难选铁矿石的有效手段之一,弱磁性铁矿石经磁化焙烧磁选工艺处理后,得到强磁性的人工磁铁矿。对经过了细磨、深选的人工磁铁矿烧结造块是不适合的,比较适合用来生产球团矿。本文以福建大田某地褐铁矿加工生产出来的人工磁铁矿为原料,主要研究了人工磁铁矿球团氧化动力学。试验确定最佳造球工艺参数为:膨润土配比1.0%,水分17.5%,造球时间15min,圆盘转速24r/min,生球抗压强度达17.8N/个,落下强度达15.6次/0.5m,爆裂温度在350℃以上。利用等温法研究了人工磁铁矿球团氧化规律,发现人工磁铁矿球团很容易被氧化。在1073K以下,氧化活性很高,氧化活化能仅为8.90k J/mol,反应主要由内扩散过程控制,在873K下氧化8min,球团氧化度就能达到83.91%以上;在1073K以上,氧化活化能为67.79k J/mol,反应主要由化学反应控制,在1273K下氧化2.5min,氧化度就能达87.38%。天然磁铁矿球团,在1073K以下氧化时,活化能为50.82 k J/mol,在1073K以上氧化时,活化能为85.41 k J/mol,均比人工磁铁矿球团氧化活化能大。采用“未反应核收缩模型”,推导出了人工磁铁矿球团氧化动力学方程:分析发现,方程计算结果与实验测得的结果具有较高的吻合度,为人工磁铁矿球团预热焙烧合理热工制度的选择和过程控制提供了理论依据。结果表明,人工磁铁矿与天然磁铁矿不仅成球性能不同,生球预热氧化规律也大不相同。人工磁铁矿造球仅需1.0%的膨润土,球团预热氧化所需的温度更低、焙烧时间更短,因此,需要的能耗较低,使得人工磁铁矿生产球团矿具有重大意义。
【关键词】：人工磁铁矿 球团 氧化动力学 活化能 未反应核收缩模型
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF046.6;TD951
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 文献综述12-26
• 1.1 背景12-14
• 1.2 铁矿资源现状14-16
• 1.2.1 世界铁矿资源概况14-15
• 1.2.2 国内铁矿资源概况15-16
• 1.3 铁矿选矿技术16-23
• 1.3.1 重选16-17
• 1.3.2 磁选17-18
• 1.3.3 浮选18-19
• 1.3.4 磁化焙烧—磁选19-21
• 1.3.5 人工磁铁矿工业生产现状21-22
• 1.3.6 人工磁铁矿研究现状22-23
• 1.4 磁铁矿氧化球团23-24
• 1.4.1 磁铁矿球团研究现状23-24
• 1.4.2 人工磁铁矿球团24
• 1.5 选题的思路与意义24-26
• 第2章 耗材、设备及研究方法26-30
• 2.1 耗材26
• 2.2 设备26-27
• 2.3 研究方法27-30
• 2.3.1 化验方法27
• 2.3.2 球团实验方法27
• 2.3.3 氧化动力学实验方法27-30
• 第3章 原料性质30-36
• 3.1 原料来源30
• 3.2 铁精矿30-33
• 3.2.1 化学性质30-32
• 3.2.2 物理性质32-33
• 3.3 膨润土33-36
• 3.3.1 膨润土化学性质33-34
• 3.3.2 膨润土物理性质34-36
• 第4章 造球工艺参数的确定36-42
• 4.1 膨润土配比36-38
• 4.2 水分38-39
• 4.3 造球时间39-40
• 4.4 造球机转速40-41
• 4.5 小结41-42
• 第5章 氧化动力学研究42-74
• 5.1 磁铁矿的氧化42-44
• 5.1.1 人工磁铁矿的氧化42-43
• 5.1.2 天然磁铁矿的氧化43-44
• 5.2 人工磁铁矿球团的氧化44-53
• 5.2.1 人工磁铁矿球团氧化规律44-47
• 5.2.2 人工磁铁矿球团氧化反应级数47-49
• 5.2.3 人工磁铁矿球团氧化反应活化能49-51
• 5.2.4 人工磁铁矿球团氧化速率51-53
• 5.3 人工磁铁矿球团氧化动力学模型53-67
• 5.3.1 模型的选择53
• 5.3.2 模型的确定53
• 5.3.3 反应控制机理53-56
• 5.3.4 模型参数的确定56-60
• 5.3.5 模型检测60-62
• 5.3.6 其他因素对人工磁铁矿球团氧化的影响62-63
• 5.3.7 天然磁铁矿球团氧化规律63-67
• 5.4 人工磁铁矿球团氧化机理分析67-73
• 5.5 小结73-74
• 第6章 结论与展望74-76
• 参考文献76-84
• 攻读硕士期间主要研究成果84-86
• 致谢86

【参考文献】

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本文编号：827589