Окисление гранул магнетитовых офлюсованных концентратов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С целью получения дополнительной информации о процессах, протекающих при окислительном обжиге гранул из магнетитовых офлюсованных концентратов, проведены комплексные исследования с применением различных методов физико-химического анализа. Для уточнения наиболее вероятных реакций, протекающих в гранулах при окислительном нагреве, выполнен термодинамический анализ. По знаку изобарного потенциала, определенного из уравнения изотермы химической реакции, судили о возможности протекания той или иной химической реакции в рассматриваемом направлении. Установлено, что влияние на реакцию диссоциации карбоната кальция влияют реакции образования силикатов и ферритов кальция, которые облегчают ее протекание, а также реакция взаимодействия оксида железа с карбонатом кальция, которая, наоборот, тормозит ее протекание. Разработана методика термографического анализа систем твердое тело – газ, фильтрующийся через слой зернистого материала, которая была реализована на установке, позволяющей изучить влияние на грануламы в потоке газа с различным содержанием кислорода, температурами и продолжительностью термообработки. Экспериментально установлено, что декарбонизация образцов наиболее полно и быстро проходит в атмосфере инертного одноатомного газа, а также в смеси газов, не содержащих диоксид углерода. Проведены минералогические исследования образцов из магнетитовых офлюсованных концентратов в широком диапазоне изменения температур. Образцы нагревали с учетом дифференциальной кривой нагревания до определенных температур, а затем охлаждали с целью фиксирования структуры, сформировавшейся к моменту достижения заданной температуры. Полученные в работе результаты представляют определенный интерес для специалистов, занимающихся разработкой технологий, обеспечивающих получение железорудных материалов с высокими металлургическими свойствами.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Б. П. Юрьев

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

Автор, ответственный за переписку.
Email: yurev-b@mail.ru
Россия, Екатеринбург

В. А. Дудко

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

Email: yurev-b@mail.ru
Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. Танганов Б.Б. Физико-химические методы анализа. Улан-Удэ: Вост.-Сибирский госуд. технологический ун-т, 2009.
  2. Луцик В.И., Соболев А.Е., Чурсанов Ю.В. Физико-химические методы анализа. Тверь: Тв ГТУ, 2014.
  3. Филиппов С.И., Арсентьев П.П. Физико-химические методы исследования металлургических процессов. М.: Металлургия, 1968.
  4. Морачевский А.Г., Фирсова Е.Г. Физическая химия. Гетерогенные системы. СПб: Лань, 2015.
  5. Юрьев Б.П., Дудко В.А. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 1. С. 17.
  6. Юрьев Б.П., Дудко В.А. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 2. С. 28.
  7. Цветков М.В., Кислов В.М., Цветкова Ю.Ю. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 8. С. 93.
  8. Вассерман Л.А., Папахин А.А., Кривандин А.В. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 2. С. 62.
  9. Аникин А.Г., Дугачева Г.М. // Докл. АН СССР. 1960. Т. 135. № 3. С. 634.
  10. Куриленко Г.А. // Изв. Томского политехнического ун-та. 2015. Т. 326. № 3. С. 105.
  11. Белов Г.В. Техническая термодинамика. М.: Юрайт, 2023.
  12. Аминов Л.К. Термодинамика и статистическая физика. Конспекты лекций и задачи. Казань: Казан. ун-т, 2015.
  13. Королев В.Н., Толмачев Е.М. Техническая термодинамика. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007.
  14. Буданов В.В., Максимов А.И. Химическая термодинамика. СПб: Лань, 2017.
  15. Гамбург Ю.Д. Химическая термодинамика. М.: Лаборатория знаний, 2017.
  16. Golovin Yu.J., Tyurin A.J., Golovin D.Yu. // Inorg. Mater. 2019. V. 55. №15. P. 1445.
  17. Куриленко Г.А., Айрапетян В.С. // Вестн. Сибирского гос. ун-та геосистем и технологий. 2017. Т. 22. № 2. С. 252.
  18. Госсорг Ж. Инфракрасная термография: Основы, техника, применение. Пер. с фр. М.: Мир, 1988.
  19. Горшков В.С. Термография строительных материалов. М.: Стройиздат, 1968.
  20. Дроздов В.А., Сухарев В.И. Термография в строительстве. М.: Стройиздат, 1987.
  21. Берг Л.Г. Введение в термографию. М.: Наука, 1969.
  22. Финкель В.А. Низкотемпературная рентгенография металлов. М.: Металлургия, 1971.
  23. Гинзбург А.И. Методы минералогических исследований. Справ. М.: Недра, 1985.
  24. Современные методы минералогического исследования / Под ред. Рожковой Е.В. Ч. 1. М.: Недра, 1969.
  25. Шипцов В.В. Новые методы технологической минералогии при оценке руд металлов и промышленных минералов. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2009.
  26. Янцер О.В. Основы минералогии, кристаллографии и петрографии. Екатеринбург: УрГПУ, 2014.
  27. Юрьев Б.П., Брук Л.Б., Спирин Н.А. и др. Основы теории процессов при обжиге железорудных окатышей. Нижний Тагил: НТИ (филиал) УрФУ, 2018.
  28. Юрьев Б.П., Дудко В.А. // Сталь. 2022. № 11. С. 2.
  29. Бабушкин В.И., Матвеев Г.М., Мчедлов-Петросян О.П. Термодинамика силикатов. Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Стройиздат. 1986.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1 – пирометр Курнакова, 2 – термопары, 3 – сосуд с инертным веществом, 4 – реакционный сосуд с исследуемым образцом, 5 – реометр, 6 – печь сопротивления, 7 – блок.

Скачать (39KB)
3. Рис. 2. Влияние состава газовой фазы на температуру (1) и промежуток времени (2), в течение которого наступает максимальная интенсивность процесса декарбонизации. Стрелки указывают на зависимость содержания кислорода от продолжительности термообработки и температуры.

Скачать (60KB)
4. Рис. 3. График изменения температуры образца (2) и показаний дифференциальной термопары (1) во времени при нагревании в потоке воздуха.

Скачать (60KB)
5. Рис. 4. Микроструктура исходного (а) и обожженных офлюсованных образцов, нагретых в потоке воздуха до 510 (б), 580 (в) и 660 °С (г): 1 – магнетит; 2 – гематит; 3 – кальцит; 4 – нерудные минералы; 5 – пирит Съемка в отраженном свете с увеличением микроскопа 150х.

Скачать (757KB)
6. Рис. 5. Микроструктура офлюсованных образцов, обожженных в потоке воздуха при температуре 900 °C с выдержкой 10 мин (а), 1000 °C с выдержкой 2 мин (б), 1000 °C с выдержкой 3 мин (в), 1000 °C с выдержкой 10 мин (г, д) и 19 мин (е): 1 – магнетит; 2 – гематит; 3 – исходные нерудные минералы; 4 – шлаковая масса; 5 – ферриты кальция; 6 – пирит. Съемка в отраженном свете с увеличением микроскопа 150х (а, в, г, д); 700х с масляной иммерсией (б).

Скачать (601KB)

© Российская академия наук, 2024