球团预制-硅热还原炼镁的球团传热性研究

针对皮江法炼镁存在的问题,提出将白云石粉、硅铁、萤石及黏结剂混合造球,然后煅烧,煅烧后的热球团直接用于还原的炼镁新技术.采用稳态平板法测定了预制球团的导热系数,并通过数值方法研究预制球团的传热规律.结果表明:导热系数随着平均温度提高而增加,随着球团密度和硅铁添加量的增加而降低.当密度为1.1 g/cm~3、硅铁为理论添加量时,预制球团的导热系数与温度的关系:λ=1.04×10~(-4)T+0.11;球形球团的传热情况优于圆柱形球团,球团具有较小的密度和热容以及较大的导热系数有助于热量由表面向中心传递.预制球团与皮江法球团的传热情况基本相同.     

氟碳铈精矿钙化转型渣酸浸研究

提出了氟碳铈精矿钙化转型预处理-酸浸提取稀土的新思路.首先采用高压DSC技术考察了钙化转型渣酸浸动力学,结果表明:钙化转型渣浸出30℃室温条件下即可进行,反应的表观活化能为0.014 k J/mol、反应级数为0.11.然后系统研究了盐酸浓度、酸浸温度、酸浸时间、液固比等对浸出效果的影响,钙化转型渣合适的酸浸条件为:酸浸温度80℃,盐酸浓度1 mol·L-1,酸浸时间30 min,液固比15∶1.     

难处理金矿浸出预处理过程的电位-pH图

通过热力学计算绘制了298.15 K下FeS2-H2O系、FeAsS-H2O系的电位-pH图,为难处理金矿浸出预处理过程中黄铁矿与毒砂的氧化分解提供了热力学依据.由FeS2-H2O系的电位-pH图可知,黄铁矿可以被O2等氧化剂氧化分解.在水的稳定区范围内,元素硫的稳定区较小,浸出预处理过程中硫基本上以HSO-4,SO24-形式存在.由FeAsS-H2O系的电位-pH图可知,毒砂比黄铁矿更容易被氧化分解.浸出预处理过程应提高氧化电位使毒砂中的砷和硫氧化至最高价脱去,避免亚砷酸盐和元素硫的生成.以难处理金精矿为原料进行加压氧化验证实验,在反应温度180℃、精矿粒度为-0.075 mm~+0.061...     

三水铝石矿机械活化性能及其动力学

分析了机械活化作用下铝土矿的溶出特点,考察了溶出温度、溶出时间及机械活化转速等对铝土矿直接溶出与机械活化溶出性能效果的影响,并探讨了该过程控制步骤的转化规律.研究结果表明:机械活化作用可有效降低三水铝石型铝土矿的溶出温度及溶出时间,放宽给矿粒度,在装球量为30%,钢弹转速为100 r/min,料球质量比为1.2∶1,溶出温度为150℃,溶出时间为40 min的条件下,矿物中氧化铝的实际溶出率可达85%以上;机械活化作用可大幅度降低扩散控制对三水铝石矿溶出过程的影响.     

新型混合澄清槽的澄清性能

混合澄清槽是稀土生产过程中应用最广泛的萃取设备,其单级的澄清室与混合室体积比多在25∶1以上,造成生产过程中占地面积大、稀土存槽量大、夹带损失高等不利影响.为解决此问题,设计了一种新型混合澄清槽,在澄清室增加搅拌圆筒,创新性采用紫外可见光分光光度法考察不同条件下的水相夹带量以衡量其澄清性能,并与实际生产线测定结果对比.结果表明:适当的搅拌转速、离底高度和环盖尺寸等条件均有利于两相分离.环盖直径30mm、离底高度13cm及搅拌转速低于300r/min时,所测水相夹带量均小于实际生产线夹带量的050%,满足实际生产要求.     

双搅拌高效澄清萃取槽澄清室流动特性的数值模拟

利用商用CFD软件FLUENT120,采用Eulerian多相流模型及Morsi Alexander相间曳力系数模型耦合,对新型双搅拌澄清萃取槽澄清室流体流动特性进行数值模拟.结果表明:澄清室增加搅拌能有效缩短分散带厚度的稳定时间,能降低水相出口油相夹带值,能加速油、水两相的澄清分离.数值模拟得到的澄清室水相速度矢量图与PIV实测得到的速度矢量图趋势保持一致,进一步说明澄清室内加搅拌能有效抑制回流,提高油、水两相分离效率.     

熔渣黏度的模型估算研究

单纯的实验测定已无法满足对熔渣黏度数据的实际需求,利用D.Sichen和S.Seetharaman等人的黏度模型和熔渣的正规溶液(RS)模型理论,建立了熔渣组元吉布斯黏流活化能、吉布斯混合自由能以及组成与熔渣黏度的函数关系,即熔渣黏度估算模型.并估算、测量了CaF2-CaO,Al2O3-CaO两个体系渣样的黏度.结果表明:对于CaF2-CaO渣系,黏度测量值与修正模型估算值吻合很好;对于Al2O3-CaO渣系,模型估算值与黏度测量值基本吻合,但在共晶点组成渣样的模型估算值与实际测量值吻合得更好.     

三级碳化反应器中的气泡行为研究

针对“钙化碳化法”处理低品位铝土矿及赤泥新方法的核心环节碳化过程,为实现碳化反应器内气泡微细化及均匀分布,提高碳化效率,提出了“三级错流文丘里式射流反应器”,并进行了冷态物理模拟研究,考察了反应器内的局部气含率和气泡上升速度.结果表明,气含率随表观气速的增大而增大,随表观液速的增大而减小,沿反应器轴向逐渐降低,后一级反应器的气含率大于前一级;气泡上升速度随表观气速和表观液速的增大而增大,沿反应器轴向逐渐降低,后一级反应器的气泡上升速度大于前一级,该结果为碳化反应器的设计和工业应用提供了依据.     

铁水脱硫过程气泡平均直径的因次分析

为了减小镁蒸气铁水脱硫过程中的气泡直径,提高脱硫效率,通过水模型实验研究了气泡平均直径与设备参数、操作条件之间的关系.通过高速照相机采集不同实验条件下的气泡分布状态图;利用图像处理软件对所采集的图像进行处理,得到气泡平均直径.对实验中气泡平均直径的主要影响因素进行分析,由齐次原理和白金汉定律建立气泡平均直径与主要影响因素的关系式.根据实验数据求得拟合系数,得出了气泡平均直径与实验条件之间的准数方程.