高硫铝土矿微波焙烧脱除黄铁矿硫
发布时间：2021-07-24 16:08
针对高硫铝土矿传统焙烧脱硫方式中温度高、时间长、脱硫率低等问题,采用微波焙烧方式对以黄铁矿硫为主的高硫铝土矿进行脱硫实验。研究结果表明:微波焙烧脱硫具有低温、短时高效的特点,在600℃焙烧15 min,可将铝土矿中硫的质量分数从2.01%降低到0.32%,脱硫率达到85%左右;微波场中,黄铁矿脱硫以4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2的反应为主,同时,在低温和氧气不充足的条件下会伴随2FeS2+5O2→2FeO+4SO2及4FeO→Fe3O4+Fe中间反应发生;黄铁矿的极性分子在偶极子取向极化的作用下,电磁能转化为热能,促使Fe—S键断裂,硫离子被大量分离,并不断向矿物表面扩散,与空气结合生成SO2气体而脱除;由于黄铁矿颗粒内部快速积聚的热量不能迅速散掉,颗粒内部和外部形成明显的局部温差,从而产生热应力,使得颗粒形成不同程度的裂隙,甚至发生...
【文章来源】：中南大学学报(自然科学版). 2020,51(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
铝土矿微波焙烧前后SEM图
微波作为频率在0.3～300.0 GHz的一种高频电磁波，介质加热是其最主要的加热方式，而介质加热的主要原因是偶极子取向极化。偶极子取向极化是指在电场作用下，材料分子的固有偶极矩将沿着电场方向排列，而当电场是高频交变电场(如微波)时，偶极子取向极化滞后于电场，会引起极性分子旋转，当这种旋转行为受到原子的弹性散射或者晶格热振动等因素阻碍时会引起能量耗散，电磁能转化为热能，从而引起物体温度升高，具有从内到外的加热特点[19-20]。基于此特点，绘制微波场中黄铁矿颗粒脱硫的机理模型，如图9所示。微波加热铝土矿时，黄铁矿等极性物质在偶极子取向极化的作用下，电磁能转化为热能，黄铁矿颗粒内部温度快速升高，促使黄铁矿中的Fe—S键断裂，硫离子被大量分离，并不断地向矿物表面扩散，与空气结合生成SO2气体而排除。同时，在脱硫过程中，由于黄铁矿颗粒内部快速积聚的热量不能迅速散掉，颗粒内部和外部形成明显的局部温差，从而产生热应力，当这种热应力达到一定程度时，就会使得颗粒形成不同程度的裂隙，甚至发生热破裂现象，而裂缝的形成或颗粒的破裂有效促进黄铁矿的单体解离和增加其有效反应面积，从而为黄铁矿脱硫反应的快速进行提供了有利条件。图8 铝土矿微波焙烧后SEM-EDS分析
铝土矿微波焙烧后SEM-EDS分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]黔北务正道地区铝土矿焙烧脱硫及溶出性能的提升[J]. 周剑飞,赵博,陈延信,何伟,韩丁. 中国有色金属学报. 2019(10)
[2]低品位高硫铝土矿脱硅精矿溶出及微观结构演变[J]. 吴鸿飞,夏飞龙,李军旗,陈朝轶,徐树涛,张仕恒. 中南大学学报(自然科学版). 2019(09)
[3]新型活化剂在高硫铝土矿浮选脱硫中的应用研究[J]. 杨林,梁溢强,简胜. 矿产保护与利用. 2018(02)
[4]一水硬铝石矿-氢氧化钠-氢氧化钙体系在微波场中的物相演变[J]. 黎氏琼春,巨少华,彭金辉,王仕兴,周烈兴,王应兰. 中南大学学报(自然科学版). 2017(12)
[5]中等嗜热菌群协同脱除高硫铝土矿中的硫[J]. 李寿朋,王瑞,郭玉婷,郭玉洁,王国华,刘新星,邱冠周. 中国有色金属学报. 2016(11)
[6]利用铁酸钠脱除铝酸钠溶液中的S2-（英文）[J]. 李小斌,牛飞,谭杰,刘桂华,齐天贵,彭志宏,周秋生. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(05)
[7]高硫铝土矿微波焙烧预处理[J]. 张念炳,白晨光,邓青宇. 重庆大学学报. 2012(01)
[8]微波场中矿物及其化合物的升温特性[J]. 彭金辉,刘纯鹏. 中国有色金属学报. 1997(03)
博士论文
[1]微波辐射下煤体的温升特性及孔隙结构改性增渗研究[D]. 洪溢都.中国矿业大学 2017
[2]微波强化焙烧一水硬铝石矿提取氧化铝基础研究[D]. 黎氏琼春.昆明理工大学 2017
硕士论文
[1]微波低温清洁干燥攀枝花钛精矿工艺研究[D]. 左勇刚.昆明理工大学 2013
本文编号：3300982
【文章来源】：中南大学学报(自然科学版). 2020,51(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
铝土矿微波焙烧前后SEM图
微波作为频率在0.3～300.0 GHz的一种高频电磁波，介质加热是其最主要的加热方式，而介质加热的主要原因是偶极子取向极化。偶极子取向极化是指在电场作用下，材料分子的固有偶极矩将沿着电场方向排列，而当电场是高频交变电场(如微波)时，偶极子取向极化滞后于电场，会引起极性分子旋转，当这种旋转行为受到原子的弹性散射或者晶格热振动等因素阻碍时会引起能量耗散，电磁能转化为热能，从而引起物体温度升高，具有从内到外的加热特点[19-20]。基于此特点，绘制微波场中黄铁矿颗粒脱硫的机理模型，如图9所示。微波加热铝土矿时，黄铁矿等极性物质在偶极子取向极化的作用下，电磁能转化为热能，黄铁矿颗粒内部温度快速升高，促使黄铁矿中的Fe—S键断裂，硫离子被大量分离，并不断地向矿物表面扩散，与空气结合生成SO2气体而排除。同时，在脱硫过程中，由于黄铁矿颗粒内部快速积聚的热量不能迅速散掉，颗粒内部和外部形成明显的局部温差，从而产生热应力，当这种热应力达到一定程度时，就会使得颗粒形成不同程度的裂隙，甚至发生热破裂现象，而裂缝的形成或颗粒的破裂有效促进黄铁矿的单体解离和增加其有效反应面积，从而为黄铁矿脱硫反应的快速进行提供了有利条件。图8 铝土矿微波焙烧后SEM-EDS分析
铝土矿微波焙烧后SEM-EDS分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]黔北务正道地区铝土矿焙烧脱硫及溶出性能的提升[J]. 周剑飞,赵博,陈延信,何伟,韩丁. 中国有色金属学报. 2019(10)
[2]低品位高硫铝土矿脱硅精矿溶出及微观结构演变[J]. 吴鸿飞,夏飞龙,李军旗,陈朝轶,徐树涛,张仕恒. 中南大学学报(自然科学版). 2019(09)
[3]新型活化剂在高硫铝土矿浮选脱硫中的应用研究[J]. 杨林,梁溢强,简胜. 矿产保护与利用. 2018(02)
[4]一水硬铝石矿-氢氧化钠-氢氧化钙体系在微波场中的物相演变[J]. 黎氏琼春,巨少华,彭金辉,王仕兴,周烈兴,王应兰. 中南大学学报(自然科学版). 2017(12)
[5]中等嗜热菌群协同脱除高硫铝土矿中的硫[J]. 李寿朋,王瑞,郭玉婷,郭玉洁,王国华,刘新星,邱冠周. 中国有色金属学报. 2016(11)
[6]利用铁酸钠脱除铝酸钠溶液中的S2-（英文）[J]. 李小斌,牛飞,谭杰,刘桂华,齐天贵,彭志宏,周秋生. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(05)
[7]高硫铝土矿微波焙烧预处理[J]. 张念炳,白晨光,邓青宇. 重庆大学学报. 2012(01)
[8]微波场中矿物及其化合物的升温特性[J]. 彭金辉,刘纯鹏. 中国有色金属学报. 1997(03)
博士论文
[1]微波辐射下煤体的温升特性及孔隙结构改性增渗研究[D]. 洪溢都.中国矿业大学 2017
[2]微波强化焙烧一水硬铝石矿提取氧化铝基础研究[D]. 黎氏琼春.昆明理工大学 2017
硕士论文
[1]微波低温清洁干燥攀枝花钛精矿工艺研究[D]. 左勇刚.昆明理工大学 2013
本文编号：3300982
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