微波热处理复杂含锰物料工艺研究
发布时间：2021-04-14 00:19
锰铁合金生产企业存在低品位褐锰矿-碳酸盐型锰矿不能直接入炉冶炼、生产过程中产生的锰铁合金粉不能高效利用的问题,影响到企业的工艺流程与经济效益,亟需解决。与传统加热方式相比,微波加热具有加热速度快、整体加热、热效率高、环境友好、易于控制等优点,在冶金中的应用得到广泛重视。本文通过对微波煅烧碳酸盐-氧化型锰矿、微波烧结锰铁合金粉过程的研究,为解决上述问题提供新的工艺方法。实验研究了微波煅烧褐锰矿-碳酸盐型锰矿的工艺条件。锰矿从室温微波加热到1000℃只需17min,平均升温速率为58℃/mmin。煅烧温度控制为850-900℃,煅烧时间30mmin,煅烧后锰矿失重率为15-19%,锰矿品位从30%提高到39～42%,粉化率为8～9%,微波煅烧效果优于常规煅烧,煅烧后锰矿可以达到精料入炉的目的。热力学计算、XRD、SEM分析表明锰矿煅烧过程主要发生如下反应：MnCO3=MnO+CO2; CaCO3=CaO+CO2;6Mn2O3=4Mn3O4+O2。进行了微波重熔、烧结锰铁合金粉实验。锰铁合金粉能被微波快速加热,粒度越细,平均升温速率越快。微波重熔实验表明：重熔最佳温度为1260℃,时间为10...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 锰的性质和用途
1.1.1 锰的物理化学性质
1.1.2 锰的用途
1.2 锰矿资源及其采选
1.2.1 国内外锰矿资源概况
1.2.2 锰矿资源采、选现状
1.3 传统锰火法冶金工艺
1.3.1 锰矿火法富集
1.3.2 锰矿造块
1.3.3 锰矿煅烧与焙烧
1.3.4 锰系合金冶炼
1.4 微波加热技术简介
1.4.1 微波的产生与传输
1.4.2 微波加热基本原理
1.4.3 微波加热特点
1.4.4 微波加热装置
1.5 微波在冶金中的研究进展
1.6 本课题研究的意义及内容
1.6.1 课题研究意义
1.6.2 课题研究内容
第二章 实验原料与方法
2.1 实验原料
2.1.1 锰矿性能
2.1.2 锰铁合金粉性能
2.2 实验设备
2.3 实验工艺流程
2.3.1 煅烧实验工艺流程
2.3.2 微波重熔、烧结工艺流程
2.4 产物主要性能检测方法
2.4.1 失重率
2.4.2 化学元素含量测定
2.4.3 体积密度
2.4.4 抗压强度
2.5 本章小结
第三章 褐锰矿-碳酸盐型锰矿微波煅烧
3.1 锰矿微波加热特性
3.2 煅烧工艺对煅烧效果的影响
3.3 锰矿微波煅烧产物物相分析
3.4 煅烧过程热力学分析
3.5 锰矿煅烧产物SEM分析
3.6 本章小结
第四章 高碳锰铁粉微波重熔、烧结
4.1 高碳锰铁粉微波重熔
4.1.1 合金熔体热力学分析
4.1.2 微波重熔工艺条件探索
4.1.3 微波重熔工艺可行性分析
4.2 高碳锰铁粉微波烧结
4.2.1 粒度对升温特性影响
4.2.2 烧结工艺对合金性能的影响
4.2.3 烧结合金SEM分析
4.2.4 烧结合金组成分析
4.3 响应曲面法优化烧结工艺
4.3.1 抗压强度模型精确性及响应曲面分析
4.3.2 体积密度模型精确性及响应曲面分析
4.3.3 响应曲面优化及验证
4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国锰矿资源的分布及矿物学特征[J]. 邱俊,吕宪俊,王桂芳. 现代矿业. 2009(09)
[2]世界锰矿资源及锰矿业发展[J]. 严旺生,高海亮. 中国锰业. 2009(03)
[3]微波加热含碳氧化锰矿粉体还原过程中磷的迁移行为[J]. 侯向东,陈津,张猛,范晋平. 中国锰业. 2009(03)
[4]微波加热含碳氧化锰矿粉体还原动力学研究[J]. 陈津,宋平伟,王社斌,李艳芳. 过程工程学报. 2009(S1)
[5]微波加热含碳碳酸锰矿粉升温机理[J]. 潘小娟,陈津,张猛,赵晶,林原生. 中南大学学报(自然科学版). 2008(06)
[6]中国的锰矿资源[J]. 王尔贤. 电池工业. 2007(03)
[7]微波烧结法制备WC-10Co硬质合金[J]. 史晓亮,杨华,邵刚勤,段兴龙,熊震,易忠来. 中南大学学报(自然科学版). 2006(04)
[8]微波在钢铁冶金中的应用[J]. 王厚昕,李正邦. 钢铁研究. 2006(04)
[9]我国锰矿资源及选矿进展评述[J]. 张泾生,周光华. 中国锰业. 2006(01)
[10]国内外锰矿生产及消费现状[J]. 高海亮. 中国金属通报. 2006(07)
博士论文
[1]复杂低品位锰矿及含锰烟尘加压酸浸—净化—萃取工艺研究[D]. 谢红艳.昆明理工大学 2013
硕士论文
[1]高铁锰矿煤基直接还原—分选研究[D]. 赵鹏.中南大学 2012
[2]高结晶水锰矿粉球团还原冶炼高碳锰铁合金工艺及机理研究[D]. 徐栋梁.中南大学 2009
本文编号：3136282
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 锰的性质和用途
1.1.1 锰的物理化学性质
1.1.2 锰的用途
1.2 锰矿资源及其采选
1.2.1 国内外锰矿资源概况
1.2.2 锰矿资源采、选现状
1.3 传统锰火法冶金工艺
1.3.1 锰矿火法富集
1.3.2 锰矿造块
1.3.3 锰矿煅烧与焙烧
1.3.4 锰系合金冶炼
1.4 微波加热技术简介
1.4.1 微波的产生与传输
1.4.2 微波加热基本原理
1.4.3 微波加热特点
1.4.4 微波加热装置
1.5 微波在冶金中的研究进展
1.6 本课题研究的意义及内容
1.6.1 课题研究意义
1.6.2 课题研究内容
第二章 实验原料与方法
2.1 实验原料
2.1.1 锰矿性能
2.1.2 锰铁合金粉性能
2.2 实验设备
2.3 实验工艺流程
2.3.1 煅烧实验工艺流程
2.3.2 微波重熔、烧结工艺流程
2.4 产物主要性能检测方法
2.4.1 失重率
2.4.2 化学元素含量测定
2.4.3 体积密度
2.4.4 抗压强度
2.5 本章小结
第三章 褐锰矿-碳酸盐型锰矿微波煅烧
3.1 锰矿微波加热特性
3.2 煅烧工艺对煅烧效果的影响
3.3 锰矿微波煅烧产物物相分析
3.4 煅烧过程热力学分析
3.5 锰矿煅烧产物SEM分析
3.6 本章小结
第四章 高碳锰铁粉微波重熔、烧结
4.1 高碳锰铁粉微波重熔
4.1.1 合金熔体热力学分析
4.1.2 微波重熔工艺条件探索
4.1.3 微波重熔工艺可行性分析
4.2 高碳锰铁粉微波烧结
4.2.1 粒度对升温特性影响
4.2.2 烧结工艺对合金性能的影响
4.2.3 烧结合金SEM分析
4.2.4 烧结合金组成分析
4.3 响应曲面法优化烧结工艺
4.3.1 抗压强度模型精确性及响应曲面分析
4.3.2 体积密度模型精确性及响应曲面分析
4.3.3 响应曲面优化及验证
4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国锰矿资源的分布及矿物学特征[J]. 邱俊,吕宪俊,王桂芳. 现代矿业. 2009(09)
[2]世界锰矿资源及锰矿业发展[J]. 严旺生,高海亮. 中国锰业. 2009(03)
[3]微波加热含碳氧化锰矿粉体还原过程中磷的迁移行为[J]. 侯向东,陈津,张猛,范晋平. 中国锰业. 2009(03)
[4]微波加热含碳氧化锰矿粉体还原动力学研究[J]. 陈津,宋平伟,王社斌,李艳芳. 过程工程学报. 2009(S1)
[5]微波加热含碳碳酸锰矿粉升温机理[J]. 潘小娟,陈津,张猛,赵晶,林原生. 中南大学学报(自然科学版). 2008(06)
[6]中国的锰矿资源[J]. 王尔贤. 电池工业. 2007(03)
[7]微波烧结法制备WC-10Co硬质合金[J]. 史晓亮,杨华,邵刚勤,段兴龙,熊震,易忠来. 中南大学学报(自然科学版). 2006(04)
[8]微波在钢铁冶金中的应用[J]. 王厚昕,李正邦. 钢铁研究. 2006(04)
[9]我国锰矿资源及选矿进展评述[J]. 张泾生,周光华. 中国锰业. 2006(01)
[10]国内外锰矿生产及消费现状[J]. 高海亮. 中国金属通报. 2006(07)
博士论文
[1]复杂低品位锰矿及含锰烟尘加压酸浸—净化—萃取工艺研究[D]. 谢红艳.昆明理工大学 2013
硕士论文
[1]高铁锰矿煤基直接还原—分选研究[D]. 赵鹏.中南大学 2012
[2]高结晶水锰矿粉球团还原冶炼高碳锰铁合金工艺及机理研究[D]. 徐栋梁.中南大学 2009
本文编号：3136282
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