铜熔渣释能机制及冷却过程Fe化合物间转变的实验研究

发布时间：2023-07-31 19:43

　　铜熔渣是铜冶炼的生产过程中形成的副产物,这些高温铜熔渣中含有大量的余热余能,对其进行回收利用将为社会带来巨大的经济效益和环境效益。而铜熔渣中的余热分为潜热和显热。显热主要有两种去向,大多被冷却水吸收浪费,部分被回收用于动力设备及取暖设备等。而潜热则由于铜熔渣结构过于复杂导致研究成果相对较少。此外铜熔渣中还含有大量的有价金属,铜熔渣中铁的含量一般能达到40wt%左右,而冶炼铁矿的平均品位才29%左右。水淬铜熔渣因贫化电炉工艺要求,磁性铁的含量控制在6%～8%左右,水淬渣中的铁(Fe)主要以铁橄榄石的形式存在。有效分离与利用铜渣中有价金属Fe存在较大的难度。本论文以铜熔渣的余热回收及其资源化利用为研究目标,采用铜熔渣热力学模型及热量计算公式对组分含量不同的铜熔渣热量特性进行分析；同时采用实验研究对不同冷却过程对铜熔渣中Fe化合物的转变规律做了一些基础性的分析。具体内容如下：首先根据熔渣热力学模型对铜熔渣的潜热进行分析计算,得出铜熔渣中FeO、MgO、CaO的活度分别为1.35、0.06、1.09。再根据铜熔渣的热力学分析计算得出其体系混合吉布斯自由能,△mixG= 321.507 KJ。其...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 铜熔渣资源化利用
        1.1.1 铜熔渣的物理利用
        1.1.2 铜熔渣中有价金属的回收利用
    1.2 铜熔渣余热利用
    1.3 课题研究来源和意义
    1.4 课题研究内容
第二章 熔渣热力学模型
    2.1 物理模型
        2.1.1 正规溶液模型
        2.1.2 Miedema生成热模型
        2.1.3 FLOOD模型
        2.1.4 Miedema模型
    2.2 半经验半理论模型
        2.2.1 Wilson方程
        2.2.2 NRTL(nonrandom,two-liquid)方程
    2.3 数值模型
    2.4 几何模型
        2.4.1 对称模型
        2.4.2 非对称模型
        2.4.3 新几何模型
        2.4.4 Gaye统计热力学模型
第三章 铜熔渣潜热分析
    3.1 铜熔渣成分分析
    3.2 铜熔渣电离过程热力学分析
    3.3 铜熔渣熔融混合过程热力学分析
    3.4 铜熔渣中FeO-SiO2渣系热力学分析
        3.4.1 柯热乌罗夫离子溶液模型分析法
        3.4.2 Miedema模型分析法
    3.5 本章小结
第四章 铜熔渣显热计算分析
    4.1 铜熔渣显热量计算公式分析
    4.2 铜熔渣显热量计算
    4.3 铜渣热分析实验
    4.4 本章小结
第五章 不同冷却过程对铜渣铁化合物转变情况的影响
    5.1 实验目的及内容
    5.2 实验原料及设备
    5.3 实验过程与样品监测方法
        5.3.1 试样制备
        5.3.2 各冷却过程所得渣测试表征方式
    5.4 试验结果与分析
        5.4.1 不同冷却方式所得铜渣的X射线衍射分析
        5.4.2 不同冷却方式所得铜渣的扫描电镜分析
        5.4.3 能谱分析
        5.4.4 各冷却渣中磁铁矿的含量分析
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
附录
    附录A：攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目



本文编号：3837982