微波强化生物质热解还原低品位软锰矿的研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cf1987821
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锰是重要的国家战略资源,在国民经济和钢铁工业中的应用不可替代。然而我国丰富的低品位软锰矿(Mn%<30%)资源却被成本高、效率低、能耗高和污染严重等难题困扰其工业化生产。相比于常规加热,微波加热可提高还原过程的反应速率;同时,生物质是唯一可以部分替代化石燃料的绿色可再生含碳能源。因此,基于当前开发环境友好性且经济有效的低品位软锰矿还原技术的迫切性,本文提出一种微波强化生物质热解还原低品位软锰矿的新工艺,以生物质替代煤作为还原剂,以微波加热替代常规加热作为热源,将两种环境友好绿色的方法结合起来用于还原低品位软锰矿。主要研究结果如下:(1)生物质热解还原软锰矿的过程可分为脱水阶段、预热解阶段、主要还原阶段和缓慢还原阶段等四个阶段。生物质-软锰矿混合物的介电特性的变化主要归因于混合物中无定形Mn O2的晶型转变和生物质热解还原软锰矿的反应。生物质-软锰矿混合物的吸波性能出色,最小εr’值高达6.746(F/M),其中核桃壳-软锰矿混合物从室温加热到800℃仅需11.0min。五种生物质-软锰矿混合物的升温曲线呈现出前段和末端的升温速率较低、中段的升温速率较高的变化趋势,这归因于介电特性随温度的变化。此外,生物质热解还原软锰矿的过程包括生物质热解产生还原性成分和还原性成分还原软锰矿两个阶段。(2)当还原温度为650℃,保温时间为30min,More/Mbio为10:1.8,微波功率为1200W时,锰还原率高达92.01%。相比于常规碳热还原或者微波碳热还原法,微波加热下生物质热解还原法锰还原效率高,还原温度降低100℃,有望实现低品位软锰矿的低能耗生产和高效清洁利用。在生物质热解还原过程中,软锰矿中锰氧化物遵循逐级转化原则:Mn O2→Mn2O3→Mn3O4→Mn O。Mn O相的(100)、(110)和(021)平面的最强优先取向的峰值强度分别出现在2θ=20.211、2θ=21.557和2θ=36.357,衍射峰光滑且清晰,表明微波加热下生物质还原剂高效地将低品位软锰矿中Mn O2转化为Mn O,且没有检测到Fe O相,实现了低品位软锰矿的选择性还原。还原后的锰矿具有疏松多孔的结构,表面出现许多裂缝和孔洞,这归因于微波加热的选择性加热特性和生物质热解释放的还原性气体。(3)反应动力学研究表明,微波加热下生物质热解还原低品位软锰矿的反应过程受化学反应控制。热解动力学研究表明,Coats-Redfern一级反应动力学方程与核桃壳-软锰矿混合物的热重数据的拟合效果非常好,拟合度(R2)均超过0.995,巩固说明了微波加热下生物质热解还原低品位软锰矿的反应过程受化学反应控制。生物质热解还原低品位软锰矿的活化能(Ea)为5.62k J·mol-116.69k J·mol-1,指前因子(A)为0.0426min-10.515min-1。本论文提出了基于微波加热的生物质热解选择性还原低品位软锰矿的新工艺,为今后实现低品位软锰矿的低能耗生产和高效清洁利用提供了新方向。
其他文献
缓存(Cache),顾名思义,是起缓冲作用的存储器。由于计算机各子系统的发展速度不尽相同,两个相连的子系统之间速度有快有慢,数据流从高速设备流向低速设备时便会出现数据堵塞的情况
好的创意和糟糕的创意之间有一道鸿沟,但有时候它们其实是一回事,关键在于,创意的使用者是否有能力赋予其合乎逻辑的剧情和真实丰富的情感。好的创意完全可以重复使用……但
叶片是风力机的重要组成部件之一,其制造成本占整机成本的15%-20%。叶片在运行过程中受变载荷激励容易产生振动,引发疲劳损伤甚至断裂等重大事故,造成巨大损失。叶片尺寸的大
喜欢随身携带MP3老走听听的朋友定会为电池的续航能力捏上一把汗.试想正在倾心聆听之时MP3突然因电量低下而自动关机是多么的尴尬、扫兴。索创Q8以其出色的续航能力给笔者留下
邪典片展示混乱无序、弱肉强食的世界。人类肆无忌惮地作恶、发泄兽性的欲望。在这个世界里,女性再不能只作弱者、受害人或红颜祸水,必须武装起来反抗,对强敌施予赤裸裸的暴
党的十五大报告提出:"要深入持久地开展群众性精神文明创建活动"。第九届全国人民代表大会第一次会议关于《政府工作报告》的决议也号召我们"要用邓小平理论武装广大干部和群
分析研究高层钢筋混凝土结构优化思路、方法;结合工程实际,进行经济效益分析
在掌上电脑领域,Pocket PC与Palm就像两个巨人在角力。虽然Pocket PC借助微软的Windows mobde系统的易用、多媒体优势和强大的硬件性能赢得了越来越多的市场,但是Palm作为第一
建立以轨道、桥梁、支座、墩台、基础为整体结构的纵向附加力计算三维有限元模型;计算了黎(塘)钦(州)线飞龙郁江特大桥纵向附加力;对刚构桥梁纵向附加力规律有了明确认识。通
在国际货物买卖中,买方的违约行为会对卖方的固有利益和合同的可期待利益造成直接损失。CISG公约是目前国际贸易领域中解决纠纷的典型法律文件,其所规定的救济方式按性质可分