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稀有金属2025年第11期:钼精矿焙烧过程氧化/挥发特征及动力学

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李小明;翟钰华;邹冲;王伟安;张哲;

单位:西安建筑科技大学冶金工程学院;

摘要:因钼矿石浮选及预处理工艺不同,得到的钼精矿品位不同,导致钼精矿焙烧行为和热量释放区间存在差异。为了合理配矿以满足钼焙砂质量,需分析不同品位精矿焙烧行为及发热量。因此,本文利用热重差示扫描量热-质谱联用法(TG-DTG-DSC-MS)及发热量测定法分段研究了5种品位钼精矿焙烧过程中氧化和升华/挥发特性,并采用Coats-Redfern法研究了钼精矿品位对动力学参数的影响。结果表明:钼品位对氧化速率影响明显,钼品位由48%增大至56%时,对应的最大氧化速率由0.065 mg·min~(-1)增大为0.095 mg·min~(-1);当焙烧温度由600℃升到630℃,钼品位为48%的精矿质量增加了6%。分别采用量热仪、差示扫描量热(DSC)曲线积分和热力学方法获得的发热量均与钼品位呈相关性方程。升华/挥发阶段(MoO_3挥发)因作用机制不同,主要分为3部分:第一部分(630~720℃)MoO_3开始升华;第二部分(721~870℃)MoO_3熔化、挥发;第三部分(871~1000℃)MoO_3二次挥发及不稳定钼酸盐分解。不同品位钼精矿氧化阶段活化能整体处于120~135 kJ·mol~(-1),控制环节为界面化学反应。升华/挥发阶段钼品位在51%~56%的精矿活化能整体处于340~360 kJ·mol~(-1),控制环节为形核和核生长;钼品位为在48%~49%的精矿活化能整体处于238~240 kJ·mol~(-1),控制环节为内扩散。不同品位钼精矿搭配使用,合理利用高品位精矿前期的高发热量以实现低品位精矿氧化反应彻底进行,从而抑制MoO_3的大量挥发和烧结。

关键词:钼精矿;;品位;;特征参数;;发热量;;动力学

基金资助:国家自然科学基金项目(U22A20175)资助