祖刚
,
李解
,
李保卫
,
王介良
,
杨仲禹
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140385
针对硫精矿中硫的脱除问题,研究了低品位硫精矿在富氧条件下焙烧反应的动力学过程.利用XRD、SEM和EDS分析了硫精矿氧化焙烧过程的矿相变化规律.同时,根据其热分析的DSC和TG曲线,采用Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和Coats-Redfern积分法分别计算了脱硫反应的动力学参数,确定了硫精矿不同温度段脱硫的反应机制.结果表明:随着温度的升高,复杂的硫精矿逐渐被氧化成赤铁矿,其中伴随着中间产物硫酸铁的生成与分解;而且焙烧矿的硫含量也随温度升高而逐渐降低.动力学计算结果表明,在430～975℃的温度范围内,硫精矿氧化焙烧分为4个阶段进行,在前3个阶段,脱硫反应机理均符合Avrami-Erofeev方程,为随机成核和随后生长的化学反应控制,只是反应级数和表观活化能在不同阶段各不相同;在第4阶段,脱硫反应机理符合Z-L-T方程,为残余硫化物的三维扩散控制,反应的表观活化能分别为10.812和9.920kJ/mol,在4个温度段中是最低的.
关键词:
硫精矿
,
氧化焙烧
,
脱硫动力学
,
活化能
王少炳
,
李解
,
李保卫
,
韩继铖
,
王介良
,
李成元
稀土
doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201504006
基于热重-差热实验数据,采用Freeman-Carroll微分法、Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和一般积分法三种方法,全面分析了硫酸分解稀土精矿的反应动力学行为,推断其反应机理,计算反应表观活化能、反应级数、频率因子等动力学参数,确定不同温度段反应的限制性环节.结果显示,浓硫酸低温分解混合稀土精矿在阶段Ⅰ (160℃～220℃)和阶段Ⅱ(310℃～340℃)两个温度阶段的反应比较剧烈.由Freeman-Carroll微分法计算得到阶段Ⅰ反应的表观活化能E为33.02 kJ·mol-1、反应级数n为0.51;而阶段Ⅱ的表现活化能E为182.75kJ·mol-、反应级数n为0.61.同时,由Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和一般积分法计算得到阶段Ⅰ反应的表观活化能E分别为34.66 kJ·mol-1和38.36kJ·mol-1,机理函数分别为f(α)=(1-α)和G(α)=[-ln(1-α)]3/2;而阶段Ⅱ反应的表现活化能E分别为215.23kJ· mol-1和205.46kJ· mol-1,机理函数分别为f(α) =2(1-α)[-ln(1-α)]1/2和G(α)=[-ln(1-α)]3/2,两种方法确定的反应限制性环节均为随机成核和随后生长的化学反应,且与Freeman-Carroll法的表观活化能计算结果相近.
关键词:
稀土精矿
,
低温分解
,
硫酸
,
反应动力学
杨仲禹
,
韩继铖
,
李解
,
李保卫
,
王介良
,
祖刚
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2015.06.026
以碳酸钾为活化剂、少量活性炭为吸波剂,在氩气保护下对玉米秸秆进行微波加热制备活性生物炭.采用比表面积(BET)、扫描电镜和能谱(SEM和EDS)及化学检测的方法,研究了微波加热过程中生物炭孔隙度的变化规律,考察了温度、活化剂(K2CO)配量、微波功率和保温时间对生物炭吸附性能及产率的影响.结果表明,微波加热制备活性生物炭的最佳条件为:温度650℃、活化剂(K2CO)配量150％、微波功率700W、保温时间5min.此条件下获得产率为28.1％的活性生物炭,具有发达的多级孔隙结构,比表面积1036.7m2/g;而且此生物炭吸附性能较好,其中碘吸附值1238.7mg/g,亚甲基蓝吸附值254mg/g,优于木质净水用活性炭国家一级标准(GB/T 13804.3-1999).
关键词:
微波加热
,
碳酸钾
,
活性生物炭
,
孔隙结构
,
吸附
李解
,
李成元
,
李保卫
,
王少炳
,
韩继铖
,
王介良
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.05.016
针对稀土精矿高温酸浸焙烧钍难回收、成本高而低温酸浸焙烧又效率低的问题,采用“微波加热低温酸浸”新工艺,研究了低品位稀土精矿硫酸焙烧浸出的过程.实验首先考察了微波加热稀土精矿硫酸焙烧的升温特性,重点探讨了微波加热的焙烧温度、酸矿比、焙烧时间对酸浸矿稀土浸出率的影响,同时考察了不同焙烧温度下水浸渣中钍的残留率.实验结果表明:稀土精矿微波酸浸焙烧的升温速率随着酸矿比和微波功率的增加而加快;而且随着温度的升高、酸矿比和焙烧时间的增加,微波加热酸浸稀土精矿的浸出率提高,其浸出的最佳条件为:焙烧温度220℃,酸矿比1.5,焙烧时间8 min;此条件下的稀土浸出率为92.55％,且水浸渣中的钍未生成焦磷酸钍,可用于下一步提取.与现行的稀土精矿硫酸高温焙烧生产工艺和常规的低温酸浸焙烧工艺相比,微波焙烧低温酸浸工艺更具优势,在保证稀土较高浸出率和后续工艺能回收钍的基础上,将焙烧时间缩短为常规低温酸浸工艺浸出时间的1/15,从而提高了浸出效率.
关键词:
微波加热
,
稀土精矿
,
酸浸
韩华
,
李保卫
,
李解
,
王建英
,
王介良
,
张波
稀土
doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201601010
针对白云鄂博稀土尾矿矿物组成复杂、利用率低的问题,采用浮选工艺从尾矿中提取高品位稀土精矿.采用单因素实验方法,重点考察了药剂制度(pH值、抑制剂用量、捕收剂用量)及物理因素(磨矿粒度、矿浆浓度、浮选机调浆转速和浮选转速、充气量)对浮选指标的综合影响.单因素试验结果表明,稀土尾矿浮选的最佳工艺条件为:pH值8.1,抑制剂用量1000 g/t,捕收剂用量1000 g/t,磨矿粒度为-74 μm占88.53％,矿浆浓度30％,调浆转速2500 r/min,浮选转速2000 r/min,充气量0.2 m3/h;此条件下经一次粗选可获得稀土品位30.85％、回收率为72.13％的稀土粗精矿.基于此优化条件,采用“1粗2精1扫、中矿顺序返回”的闭路实验流程,最终可获得稀土品位为51.07％、回收率为62.99％的稀土精矿.
关键词:
稀土尾矿
,
浮选
,
单因素实验
