高硫鐵精礦微波氧化固硫焙燒動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，需要消耗大量鋼材，致使鐵礦石大量的開(kāi)采。而我國(guó)的鐵礦石貧礦多、富礦少，經(jīng)選礦后的尾礦中的硫含量偏高，形成了高硫鐵礦，或堆積于尾礦壩中，或者經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單焙燒后得到鐵精礦，同時(shí)釋放大量SO2氣體，造成環(huán)境污染。因此如何合理利用高硫鐵礦中鐵又兼顧硫的回收是本文研究的關(guān)鍵所在。
　　本文以高硫鐵精礦為原料，碳酸鈉為固硫劑，采用微波加熱和電加熱的方式進(jìn)行固硫焙燒，然后將產(chǎn)物進(jìn)行水洗，得到合格的鐵精礦。應(yīng)用XRD、SEM和EDS

2、、化學(xué)成分檢測(cè)等手段得到了微波固硫工藝和電加熱固硫工藝最合適的工藝條件。結(jié)果表明，高硫鐵精礦微波固硫焙燒的最佳條件為：焙燒溫度400℃、焙燒時(shí)間10min、鼓風(fēng)速率1.5L/min、固硫劑配加比例80%，最終固硫率為90.2%，此工藝條件下可得到鐵品位65.53%，硫品位0.37%的鐵精礦。電加熱固硫最合適條件為：焙燒溫度550℃、焙燒時(shí)間30min、升溫速率10℃/min、固硫劑配加比例80%，最終固硫率為93.3%，此條件下可得鐵品

3、位66.10%，硫品位0.21%的鐵精礦。
　　基于最佳固硫工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行了固硫各反應(yīng)階段動(dòng)力學(xué)研究，結(jié)合TG和DSC曲線分別采用Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和Coats-Redfern積分法計(jì)算了反應(yīng)表觀活化能，結(jié)果表明：高硫鐵精礦采用電加熱固硫焙燒，在300℃~550℃溫度區(qū)間內(nèi)，其氧化焙燒過(guò)程分為三個(gè)階段進(jìn)行：在前兩個(gè)階段，固硫反應(yīng)機(jī)理均符合Avrami-Erofeev方程，為隨機(jī)成核和

4、隨后生長(zhǎng)的化學(xué)反應(yīng)控制，只是反應(yīng)級(jí)數(shù)和表觀活化能在不同階段各不相同；在第三階段，固硫反應(yīng)屬于三維擴(kuò)散控制的Z-L-T模型，反應(yīng)的表觀活化能分別為142.73 kJ·mol-1和150.66 kJ·mol-1。同理，對(duì)于微波固硫焙燒，在200℃~350℃的溫度范圍內(nèi)，可分為兩個(gè)溫度段，固硫反應(yīng)前期屬于化學(xué)反應(yīng)控制，固硫后期為收縮球狀控制，前期活化能為199.13 kJ·mol-1和219.28 kJ·mol-1，后期為110.42 kJ·