微波加热铁鳞制备还原铁粉的工艺研究

发布时间：2024-02-02 11:03

　　铁鳞杂质含量极低,是生产高附加值含铁产品的理想原料。自2008年起,全球每年约产生1350万吨铁鳞,主要作为烧结配料和炼钢冷却剂和化渣剂使用,而用于生产高附加值产品---如还原铁粉和铁磁体的量很小,因而开发出切实可行的利用铁鳞生产高附加值的产品显得尤为迫切。随着汽车、家电的高速发展,对高质量铁粉的需求进一步增大,而在国内这一铁粉市场主要被瑞典、加拿大和日本的几家公司所垄断,因而开发我们自己的高品质的铁粉就尤为必要。结合微波加热优越的加热机制和对环境友好的特点,提出微波加热固体C还原铁鳞生产还原铁粉的方案。 热力学分析表明,微波场中碳还原铁鳞制备还原铁粉是以直接还原为主,间接还原为辅的。还原温度必须大于705℃才能还原得到金属铁。 本论文分别采用煤粉(灰分为9.59%)和木炭(灰分为0.50%)为还原剂,原料粒度-200目。对不同还原剂和配炭方式在微波场中还原铁鳞的效果进行了系统对比研究。 煤粉为还原剂时不同配炭方式得到如下结果： 1、内配炭：煤粉配比18%,还原温度1150℃,保温20min,所得还原铁粉的全铁TFe。=94.39%,金属化率ηFe Fe=93.98%. 2、外配炭-环...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 铁鳞资源概况
        1.1.1 国内外铁鳞资源概况
        1.1.2 铁鳞的主要用途
        1.1.3 国内铁鳞的使用现状分析
    1.2 铁粉生产
        1.2.1. 铁粉的生产的发展历程
        1.2.2 铁粉的分类及生产工艺
        1.2.3 铁粉的应用
        1.2.4 铁粉的需求分析
    1.3. 微波加热的原理及应用
        1.3.1 微波加热原理
        1.3.2 微波加热在冶金中的应用
    1.4 微波加热铁鳞制备还原铁粉的提出
    1.5 本课题研究的意义及内容
        1.5.1 本课题研究的意义
        1.5.2 本课题研究的内容
第二章 试验材料及方法
    2.1 试验原材料
        2.1.1 化学成分
        2.1.2 微观结构及粒度分布
    2.2 试验设备
    2.3 试验工艺流程
    2.4 试验方法
第三章 微波场中固体C还原铁鳞的热力学
    3.1 化学反应的△G^θ-T计算公式
    3.2 铁氧化物的直接还原
    3.3 微波加热条件下固体C还原铁鳞
    3.4 本章小结
第四章 微波加热制备还原铁粉的条件实验-煤粉为还原剂
    4.1 单因子实验-内配炭
        4.1.1 还原温度对铁粉质量的影响
        4.1.2 煤粉配比X₁对铁粉质量的影响
        4.1.3 保温时间对铁粉质量的影响
        4.1.4 原料粒度对铁粉质量的影响
    4.2 外配炭实验
    4.3 内配炭与外配炭相结合实验
    4.4 还原铁粉的湿式磁选
    4.5 本章小结
第五章 响应曲面法优化微波加热铁鳞制备优质一次还原铁粉工艺-木炭为还原剂
    5.1 实验方法
    5.2 实验设计
    5.3 实验结果和分析
        5.3.1 全铁
        5.3.2 金属化率
        5.3.3 回归模型
        5.3.4 工艺优化
        5.3.5 化学组成分析
    5.4 本章小结
第六章 微波加热铁鳞制备还原铁粉工艺公斤级静态实验-木炭为还原剂
    6.1 实验设备
    6.2 静态试验
        6.2.1 配料
        6.2.2 实验过程
        6.2.3 实验结果及分析
        6.2.4 铁粉产量、能耗估算
    6.3 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文与专利



本文编号：3892554