白云鄂博铁精矿焙烧过程氟、钾、钠逸出研究

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随着现代选矿技术的不断进步，白云鄂博铁精矿中的氟含量已经控制在0.5％左右，但是氟对冶金工业的影响并未消除，原因在于碱金属元素钾和钠等并未得到有效的控制，氟与钾、钠等元素的共同作用，使得生产出来的球团矿还原膨胀率大、球团矿强度低，烧结矿粘结相强度低，球团矿和烧结矿熔融区间宽等。因此，本课题对白云鄂博铁精矿焙烧过程中氟、钾、钠的逸出进行了研究，不仅为改进白云鄂博铁精矿焙烧或烧结工艺提供理论依据，而且为补充和完善特殊焙烧工艺带来理论指导；使含氟铁精矿的综合利用率得到提高。本论文主要分为两个部分：
　　第一部分结合 Factsage6.2热力学软件，针对白云鄂博铁精矿中氟、钾、钠的主要存在形式萤石、钾长石、钠辉石焙烧过程中物相的生成及氟与钾、钠的结合逸出进行研究。结果表明：钾长石在1102℃开始发生分解反应，生成白榴石(KAlSi2O6)和SiO2；钾长石中加入CaF2和CaO，体系在980℃有硅酸二钙生成，1090℃开始生成枪晶石(3CaO·2SiO2·CaF2)并且钾长石分解，1270℃枪晶石分解生成钙黄长石（Ca2Al2SiO7）、氟化钾钙（KCaF3）和 KF；钠辉石965.7℃开始发生分解反应生成Fe2O3；在配加了CaF2和CaO后，钠辉石在分解并且与加入的CaO发生反应生成铁酸二钙(Ca2Fe2O5)和硅酸二钙（Ca2SiO4），当升温至1120℃时开始生成枪晶石（Ca4Si2O7F2），在1200℃时枪晶石消失，铁酸二钙和硅酸二钙依然存在，同时有新物相硅酸三钙生成，并且在焙烧过程中有NaF生成。
　　第二部分针对钾长石-CaF2-CaO和钠辉石-CaF2-CaO两个体系，采用 Coats-Redfern和Flynn-Wall-Ozawa两种方法进行热分析动力学实验及计算。研究结果表明：对于钾长石-CaF2-CaO体系动力学参数E=49.4941 kJ/mol、A=13.9427，动力学函数为Ginstling-Brounstein方程，反应机理为三维扩散，机理函数为 G（α）=1?2α/3?(1?α)2/3；而钠辉石-CaF2-CaO体系动力学参数E=48.0036 kJ/mol、A=17.4685，动力学函数为 Valensi方程，反应机理为二维扩散，机理函数 G（α）=α+(1?α)ln(1?α)。
　　本论文研究结果对改进白云鄂博铁精矿焙烧工艺，降低高炉炼铁生产中 F、K、Na等有害元素的含量具有十分重要的现实意义。

著录项

作者
杨振刚;
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作者单位

内蒙古科技大学;

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授予单位内蒙古科技大学;
学科冶金工程
授予学位硕士
导师姓名张芳;
年度 2015
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TF046.2;
关键词
铁精矿; 焙烧过程; 有害元素; 热分析;

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