微波加热含碳碳酸锰矿粉升温机理

利用微波冶金炉对无烟煤和碳酸锰矿粉的混合物料进行加热,研究含碳碳酸锰矿粉在微波场中的升温机理。研究结果表明：含碳碳酸锰矿粉具有优良的微波加热特性和自还原性;在微波加热频率为2．450GHz、碳氧原子摩尔比分别为1．1,1．2和1.3时,微波加热混合物料至1473K的升温速率平均最高达到140．7K／min;不同的加热温度和配碳比下混合物料的介电常数较大,都在5．5左右,而磁导率为1左右,属介电损耗型;微波加热含碳碳酸锰矿粉的升温性能主要取决于含碳碳酸锰矿粉的电磁性能,而电磁性能的改变主要是由物料加热过程中产生的化学反应、晶体结构变化及缺陷状态的改变引起的;配碳比提高,物料吸收微波的能力有所提高;在相同的配碳比下,加热温度升高,吸收微波的能力有所减弱。     

微波加热与常规加热硅锰粉固相脱硅动力学比较

采用微波加热和常规加热对硅锰粉和巴西粉锰的脱硅反应进行了动力学行为研究,以巴西粉锰为脱硅剂,与硅锰粉中的硅发生氧化还原反应.微波加热和常规加热分别加热到不同温度并保温一定时间,测定产物中硅含量并计算固相脱硅反应的表观活化能.实验表明:单一和混合料均可在微波场中快速升温.随着温度的升高和保温时间的延长,两种加热方式脱硅率均随之提高,在相同实验条件下,微波加热的脱硅率和反应速率均高于常规加热,微波加热可以提高固相脱硅率;微波加热固相脱硅反应的限制性环节为扩散环节,其表观活化能为102.93 kJ·mol-1,常规加热脱硅反应的表观活化能为180 kJ·mol-1,说明微波加热能改善固相脱硅的动力学条件,提高固相脱硅反应速率,降低脱硅反应的活化能.     

微波加热高碳铬铁粉固相脱碳动力学

采用微波加热对高碳铬铁粉固相脱碳进行了动力学研究.以碳酸钙粉为固体脱碳剂,按高碳铬铁粉中碳与碳酸钙粉完全分解后产生的CO2的摩尔比为1︰1和1︰1.4混合,在微波场中对内配碳酸钙高碳铬铁粉加热到不同温度并保温脱碳一定时间,测定其碳含量并计算固相脱碳反应的表观活化能.实验表明:提高内配碳酸钙的比例,物料的脱碳率会相应提高,但混合物料的微波加热升温速率会变小;对于脱碳摩尔比相同的物料,随着脱碳温度的提高和保温时间的延长,物料的脱碳率随之提高.当1200℃保温脱碳60 min时,两种脱碳摩尔比下物料脱碳效果最好,脱碳率分别为65.56%和82.96%.微波场能促进高碳铬铁粉中碳的活化扩散和CO2的吸附扩散.微波加热内配碳酸钙高碳铬铁粉固相脱碳反应近似为一级反应,脱碳反应的表观活化能为68.43 kJ·mol 1.     

微波加热含碳锰矿粉固相还原脱磷影响因素分析

在rC：rO原子摩尔比为1.06、rCaO：rSiO2分子摩尔比为1.27的条件下,将含碳锰矿粉放入微波冶金炉中进行固相还原脱磷。结果表明,加热温度为1000～1300℃时,其气化脱磷率在50%以上。随着加热温度的提高,气化脱磷率减少;1200℃时随着保温时间的增加,气化脱磷率则有增加的趋势。微波场中,含碳锰矿粉还原气化脱磷率与微波加热温度、保温时间有密切关系。     

钢渣在微波场中还原脱磷的工艺

在1100～1400℃温度内,利用微波加热方式对转炉钢渣的碳热还原行为进行研究.结果表明,钢渣和无烟煤粉是微波的良吸收体,钢渣在微波场中经碳还原可得到直径为10～20 mm的Fe-C合金.研究了脱磷率高低与碳当量、温度以及保温时间之间的关系.在低温条件下实现了钢渣的还原脱磷,脱磷率平均可达到85%.     

含碳铬铁矿粉在微波场中的升温特性

采用微波加热法避免传统加热方式带来的粉状物料传热传质不均匀的现象. 利用微波冶金炉,针对含碳铬铁矿粉在微波场中的升温特性进行了研究. 结果表明,含碳铬铁矿粉在频率2.450 GHz的微波场中具有良好的升温特性. 在微波加热功率10 kW、含碳铬铁矿粉1 kg的条件下,含碳铬铁矿粉在7 min内温度可升至1 100 ℃,升温速率为157.1 ℃·min-1;而含碳磁铁矿粉在10 min内温度升至1 000 ℃,升温速率仅为100 ℃·min-1. 提高配碳比,可提高含碳铬铁矿粉的升温速率和降低轻烧钙质石灰粉对物料升温速率的影响.     

植物纤维素在微波 HCl/H2O2耦合条件下降解工艺条件的优化

在微波加热条件下, 研究降解条件（催化剂体积分数、 反应温度、 时间）对植物纤维素降解过程的影响, 结果表明, 适宜降解条件为: φ催化剂=5%, 100 ℃反应2 h. 在此条件下, 得到的ρ还原糖=2.15 g/L, 微波加热降解较常规加热还原糖浓度提高了33.5%, 降解率提高了487%. 利用SEM分析微波降解和常规条件下降解产物的结构特征, 结果表明, 微波作用下使纤维素的聚合度降低. 红外分析结果表明, 微波条件与常规条件下的剩余物结构一致.     

预还原球团吸波性能及其微波加热煤基直接还原

研究预还原球团在微波场中的升温特性,考察预还原球团微波加热中对直接还原的影响,分析铁氧化物煤基微波加热的还原行为.研究结果表明:预还原程度越高,球团中的Fe3O4含量逐渐减少,浮氏体和金属铁含量逐渐增多,对微波的吸收性能逐渐减弱,但是仍然具有较好的吸波能力.预还原球团金属化率越高,得到的海绵铁金属化率越高,在预还原球团金属化率为42.85％(质量分数),温度为1 000℃,还原时间为48 min,碳氧质量比为1.75:1时,海绵铁金属化率达到97.29％.随着还原反应的进行,铁氧化物的成分不断改变,金属铁颗粒呈星点状分布于浮氏体之间,但并不会形成致密金属壳,为还原反应中的气体交换创造良好的动力学条件.     

真空碳热还原过程中二氧化硅的挥发行为

为了解在真空碳热还原过程中SiO2的还原特性以及还原过程中的主要影响因素,对二氧化硅的还原过程进行热力学分析,得出化学反应自由能和临界温度。在系统压力为2~200 Pa条件下,以分析纯SiO2和Fe2O3为原料,采用XRD,SEM,EDS和化学成分分析等手段,研究Fe/Si摩尔比、配碳量、反应时间、还原剂粒度和升温速率对硅的挥发率和还原反应速率的影响。实验结果表明:在100 Pa条件下,SiO2的临界反应温度为1 330~1 427 K。SiO2发生气化反应生成的SiO气体挥发至石墨冷凝系统歧化生成Si和SiO2,造成硅的损失,且有部分SiO气体和石墨反应生成SiC;增大Fe/Si摩尔比和配碳量以及减小还原剂粒度均降低了硅的挥发率,提高了SiO2还原反应速率;延长反应时间和提高升温速率增加了硅的挥发率。     

微波场与常规场高碳铬铁粉固相脱碳显微结构对比

研究不同加热场对物料显微结构的影响,为微波加热场的特殊效应提供佐证。以内配碳酸钙高碳铬铁粉为研究对象,采用微波加热和常规加热进行固相脱碳,并对高碳铬铁粉显微结构进行对比研究。实验结果表明:微波加热内配碳酸钙高碳铬铁粉到900℃时,(Cr,Fe)7C3开始分解,在晶粒边缘形成少量的(Cr,Fe)23C6-(Cr Fe);而常规加热内配碳酸钙高碳铬铁粉到900℃时,其金相组织结构没有发生明显的变化;当脱碳温度提高到1 000℃和1 100℃时,微波场高碳铬铁粉中的(Cr,Fe)7C3逐渐消失,(Cr,Fe)23C6-(Cr Fe)大量出现,且分布均匀;而常规加热下(Cr,Fe)23C6-(Cr Fe)含量较少且偏析严重,当脱碳温度达到1 200℃时,微波场中(Cr,Fe)7C3几乎完全分解转变为(Cr,Fe)23C6-(Cr Fe),而常规加热下仍有较多(Cr,Fe)7C3残留,分布极不均匀,氧化程度也明显高于微波加热。微波加热下固相脱碳反应要求的温度低,反应速度快,反应较均匀,氧化程度低,体现出微波加热的优越性,证明微波场对高碳铬铁粉中碳的扩散能力具有明显的增强作用。     

一水硬铝石矿-氢氧化钠体系微波焙烧相变规律

以饱和氢氧化钠溶液为添加剂,利用微波加热对一水硬铝石矿进行焙烧处理. 考察微波焙烧温度和氢氧化钠添加量对一水硬铝石矿-氢氧化钠体系相变规律的影响,并对微波加热和常规加热得出的焙烧产物做物相结构的比较. 利用X射线衍射分析和扫描电子显微镜技术对熟料的物相结构和微观形貌进行分析. 结果表明微波加热促进氢氧化钠快速并充分的与一水硬铝石矿反应. 与常规加热相比,微波加热在更低的温度下能生成更多铝酸钠物相. 微波加热后的熟料疏松多孔,有利于后续溶出处理.     

Carbothermal reduction characteristics of oxidized Mn ore through conventional heating and microwave heating

For the purpose of exploring a potential process to produce FeMn, the effects of microwave heating on the carbothermal reduction characteristics of oxidized Mn ore was investigated. The microwave heating curve of the mixture of oxidized Mn ore and coke was analyzed in association with the characterization of dielectric properties. The comparative experiments were conducted on the carbothermal reductions through conventional and microwave heatings at temperatures ranging from 973 to 1373 K. The thermogravimetric analysis showed that carbothermal reactions under microwave heating proceeded to a greater extent and at a faster pace compared with those under conventional heating. The metal phases were observed in the microstructures only under microwave heating. The carbothermal reduction process under microwave heating was discussed. The electric and magnetic susceptibility differences were introduced into the thermodynamics analysis for the formation of metal Mn. The developed thermodynamics considered that microwave heating could make the reduction of Mn O to Mn more accessible and increase the reduction extent.     

粒度对硼铁矿介电特性及微波加热特征的影响

采用谐振腔微扰法测定了不同粒度的硼铁矿在频率为2.45GHz和温度为20~800℃的介电特性,并测定其在微波场下的升温特征.结果表明:随着矿样粒度的减小,填充层空隙率降低,其介电特性增强,微波场中矿样的升温速率加快.当温度高于200℃时,矿样发生热分解产生大量微空隙而增大了空隙率,矿样的介电特性呈下降趋势,使得微波加热过程中矿样的升温速率降低.粒度对硼铁矿介电特性和升温特征的影响研究为微波在冶金领域中的应用及节约能耗提供理论依据.     

传统加热和微波加热下氧化锰矿的碳热还原行为研究

For the purpose of exploring a potential process to produce FeMn, the effects of microwave heating on the carbothermal reduction characteristics of oxidized Mn ore was investigated. The microwave heating curve of the mixture of oxidized Mn ore and coke was analyzed in association with the characterization of dielectric properties. The comparative experiments were conducted on the carbothermal reductions through conventional and microwave heatings at temperatures ranging from 973 to 1373 K. The thermogravimetric analysis showed that carbothermal reactions under microwave heating proceeded to a greater extent and at a faster pace compared with those under conventional heating. The metal phases were observed in the microstructures only under microwave heating. The carbothermal reduction process under microwave heating was discussed. The electric and magnetic susceptibility differences were introduced into the thermodynamics analysis for the formation of metal Mn. The developed thermodynamics considered that microwave heating could make the reduction of MnO to Mn more accessible and increase the reduction extent.     

两种加热法合成乙酰苯胺的对比实验研究及其教学效果探讨

分别用常规加热法和微波辐射法合成了乙酰苯胺.结果表明:常规加热法合成的最佳时间为45min,微波辐射法为4min,反应时间比常规加热法缩短了约11倍.微波辐射法的转化率比实验教材给定反应30min的转化率提高了约30%.与学生用常规加热法所得的实验数据比较,微波辐射法得到的收率高,产物纯度高.因此,微波辐射法具有反应速度快、转化率高、产物纯度高等优点.用微波辐射法合成乙酰苯胺既能很好地解决目前学生实验学时紧张的教学问题,又能达到很好的实验效果.     

微波辐射加热下高炉铝酸钙炉渣的浸出性能

研究了微波辐射加热条件下高炉铝酸钙渣的浸出过程·考察了微波辐射加热下,微波辐射功率、浸出用液的Na2OC质量浓度、液固比等对炉渣浸出反应的影响,并与传统加热浸出进行了比较·结果表明,氧化铝浸出率和反应体系的温度随着微波辐射功率的提高而增加·在温度未达到溶液沸点之前,反应体系为非恒温反应过程·微波辐射浸出与传统加热浸出相比较,微波辐射加热下炉渣中氧化铝浸出速率较传统加热方式浸出快得多,在氧化铝浸出率相同的前提下,微波浸出可降低浸出用液的Na2OC质量浓度,缩短浸出时间·     

微波辐照对酯化反应的作用机理

通过乙二醇单乙醇和醋酸的酯化反应，研究了微波辐照对酯化反应的作用机理．利用微波辐照与常规加热两种方法，对介质回流温度前后两个阶段反应的结果作了对比，从而得出微波对酯化反应有明显的加速作用，其加速作用实质是提高反应介质的升温速率．在实验条件下，微波提供给反应体系的能量是热能．     

微波诱导催化轻质烃芳构化

研究了在常规加热和微波辐射两种不同加热方式下ZnN/HZSM-5早混合碳四烃及正己烷芳构化反应的性能。考察了高／径比、反应温度及反应时间对反应性能的影响。探讨了微波辐射诱导催化反应的作用机理。