褐铁矿粉磁化焙烧的实验与模拟研究.pdf

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1、V01．35№5第35卷第5期矿冶工程2015年1O月MININGANDMETALLURGICALENGINEERING0ctober2015褐铁矿粉磁化焙烧的实验与模拟研究①朱超，杨彪，龚志军，李保卫，武文斐(内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室，内蒙古包头014010)摘要：针对脱水后的多孔褐铁矿，利用同步热分析仪研究了c0在823~873K之间还原褐铁矿的过程，利用传热、传质与化学反应耦合的动力学模型模拟了微粉磁化焙烧的过程，同时还模拟了孔隙率对焙烧反应的影响。实验结果表明，

2、细颗粒所需的反应活化能更低且反应时间明显缩短。数值计算结果表明，当环境c0浓度由Imog／m’增大到3mol／'m’时，褐铁矿磁化还原时间减少了73％；褐铁矿颗粒粒径越大，气体越难进入到颗粒内部；模拟和实验结果表明，425m粗颗粒磁化焙烧所需时间约为75Ixm颗粒的2．5倍。关键词：褐铁矿；磁化焙烧；数值模拟中图分类号：O551文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．0253—6099．2015．05．027文章编号：0253—6099(2015)05-0103-04ExperimentandNu

3、mericalSimulationofMagneticRoastingofLimonitePowdersZHUChao，YANGBiao，GONGZhi-jun，LIBao—wei，WUWen—fei(StateKeyLaboratoryofIntegratedExploitationofBayanOboMulti—metalResources，InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology，Baotou014010，InnerMongolia，China)Abst

4、ract：Aimingattheporosityofdehydratedlimonite，reductionoflimoniteat823～873KwithCOwasstudiedbySTA．Then，themagneticroastingprocessofpowderwassimulatedwithakineticsmodelthatcoupledheatandmasstransferwithchemicalreaction，andtheeffectofporosityontheroastingreacti

5、onwasalsosimulated．Theexperimentalresultsshowedthattheactivationenergyoffineparticlereactionswaslowerandthereactiontimewassignificantlyshortened．Andthenumericalcalculationindicatedthatthereductiontimeoflimonitereducedby73％whentheambientCOconcentrationincrea

6、sedfrom1mol／mto3mol／m．Furthermore，limoniteoflargerparticlesizebroughtinmoredifficultyforthegasintotheinteriorofparticles．Itcanbeseenfromthetestingandsimulationresultsthatthemagneticroastingtimerequiredforthelimoniteofparticlesizeof425Ixmis2．5timesasmuchasth

7、atforlimonitewithsizeof75m．Keywords：limonite；magneticroasting；numericalsimulation磁化焙烧一磁选工艺是有效处理难选弱磁性氧化则正面影响着气体扩散和化学反应。这些研究都只是铁矿最有效的方法之一，对于难选赤铁矿、褐铁矿及菱基于实验研究，而磁化焙烧的许多内在信息只能通过铁矿等矿物，相比其他选矿方法，磁化焙烧可以得到更数值模拟得到。文献[6]通过实验研究了脱水后褐铁好的选矿指标⋯。目前为止对褐铁矿磁化焙烧的研矿的多孔性，并建立了多孔铁矿气

8、固反应的动力学模究基本只集中于实验研究l2J。文献[4]研究了铁矿型，模拟结果与实验结果吻合得较好，但只讨论了温度磁化焙烧的热力学和动力学，发现鲡状赤铁矿焙烧效和浓度对磁化焙烧的影响。果远不如赤铁矿和褐铁矿，得出减少颗粒尺寸、增加颗本文利用同步热分析仪对不同尺寸褐铁矿颗粒磁粒与还原气体CO的接触面积可有效提高还原焙烧效化焙烧动力学进行了分析，利用传热、传质与化学反应果。文献[5]对褐铁矿直接还原焙烧