高硫鐵精礦微波氧化固硫焙燒動力學研究.pdf

1、隨著我國經濟發(fā)展，需要消耗大量鋼材，致使鐵礦石大量的開采。而我國的鐵礦石貧礦多、富礦少，經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，或者經過簡單焙燒后得到鐵精礦，同時釋放大量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行固硫焙燒，然后將產物進行水洗，得到合格的鐵精礦。應用XRD、SEM和EDS

2、、化學成分檢測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℃、焙燒時間10min、鼓風速率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上進行了固硫各反應階段動力學研究，結合TG和DSC曲線分別采用Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和Coats-Redfern積分法計算了反應表觀活化能，結果表明：高硫鐵精礦采用電加熱固硫焙燒，在300℃~550℃溫度區(qū)間內，其氧化焙燒過程分為三個階段進行：在前兩個階段，固硫反應機理均符合Avrami-Erofeev方程，為隨機成核和

4、隨后生長的化學反應控制，只是反應級數(shù)和表觀活化能在不同階段各不相同；在第三階段，固硫反應屬于三維擴散控制的Z-L-T模型，反應的表觀活化能分別為142.73 kJ·mol-1和150.66 kJ·mol-1。同理，對于微波固硫焙燒，在200℃~350℃的溫度范圍內，可分為兩個溫度段，固硫反應前期屬于化學反應控制，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·